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WO2018124846A1 - 무선 통신 시스템에서 개루프 mimo 전송을 위한 빔포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 개루프 mimo 전송을 위한 빔포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2018124846A1
WO2018124846A1 PCT/KR2018/000040 KR2018000040W WO2018124846A1 WO 2018124846 A1 WO2018124846 A1 WO 2018124846A1 KR 2018000040 W KR2018000040 W KR 2018000040W WO 2018124846 A1 WO2018124846 A1 WO 2018124846A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reference signal
csi
channel
precoder
base station
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김형태
강지원
고현수
김기준
박종현
박해욱
Original Assignee
엘지전자(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자(주) filed Critical 엘지전자(주)
Priority to US16/475,366 priority Critical patent/US11121745B2/en
Publication of WO2018124846A1 publication Critical patent/WO2018124846A1/ko

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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signalling, i.e. of overhead other than pilot signals

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting a beamformed plurality of reference signals for open-loop MIM0 transmission in a wireless communication system, and an apparatus therefor.
  • LTE 3rd Generat ion Partnership Project through-term Evolut ion
  • E-UMTS Evolved Universal Mobility Telecommuni ions System
  • UMTS Universal Mobility Telecom® Unicat ions System
  • LTE Long Term Evolution
  • E—UMTS is located at an end of a UE (User Equipment, UE) and a base station (eNode B, eNB, network (E— UTRAN) and is connected to an external network (Access Gateway).
  • UE User Equipment
  • eNode B eNode B
  • E— UTRAN external network
  • a base station can transmit multiple data streams simultaneously for broadcast services, multicast services and / or unicast services.
  • the cell is set to a bandwidth increase of 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz, etc. to provide downlink or uplink transmission service to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • the base station transmits downlink scheduling information to downlink (DL) data to the corresponding UE. It informs time / frequency domain, data size, data size, and HARQ (Hybr id Auto repeat Repeat and reQuest) related data.
  • DL downlink
  • HARQ Hybr id Auto repeat Repeat and reQuest
  • the base station transmits the uplink scheduling information to the terminal for uplink (Upl ink, UL) data, and informs the user of the time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. available for the terminal.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network (Core Network, CN) may be composed of a network node for the AG and the user list of the terminal. AG manages the mobility of the UE in units of a TA Tracking Area composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • the present invention proposes a method for transmitting a plurality of framed reference signals for open-loop MIM0 transmission in a wireless communication system, and an apparatus therefor.
  • a method for a terminal to report channel state information to a base station includes: a first reference signal cyclically formed in different directions in a predetermined resource unit from the base station and a first reference signal; 2 receiving a reference signal; And reporting the channel state information to the base station based on the first reference signal and the second reference signal, wherein the channel state information is based on the first reference signal. And a second precoder set for the two reference signals.
  • a terminal in a wireless communication system which is an aspect of the present invention, includes: wireless communication modules; And a first reference signal and a second reference signal cyclically beamformed in different directions on a predetermined resource basis from a base station, connected to the wireless communication modules, and receiving the first reference signal and the second reference signal to the base station. And a processor for reporting channel state information based on a reference signal, wherein the channel state information includes a first precoder set for the first reference signal and a second 2 precoder set for the second reference signal. Characterized in that.
  • the channel state information includes a common tank indicator and a common channel quality indicator calculated on the assumption that the first precoder set and the second precoder set are applied.
  • the first precoder set and each of the second precoder sets each include one first precoder for dual codebook support, and a first '1' for the first reference signal.
  • the precoder is different from the r-th precoder for the second reference signal.
  • the common rank indicator and the common channel quality indicator correspond to the first precoder and the first reference signal, respectively, corresponding to the first reference signal within the resource unit in which the first reference signal is received.
  • a plurality of second precoders circulating in a resource unit are combined and applied, and the first precoder and the second reference signal are performed on the second reference signal in the resource unit in which the twenty-first reference signal is received. It is calculated on the assumption that a plurality of second precoders circulating in the resource unit are applied in combination.
  • the number of antenna ports of the first reference signal is preferably equal to the number of antenna ports of the second reference signal.
  • the second CSI of the hybrid CSI for the open-loop MIM0 transmission may be more effectively reported in the wireless communication system.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • 3 illustrates physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 illustrates a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 7 illustrates the configuration of a general multi-antenna (MIM0) communication system.
  • Figure 8 shows an implementation of 2D—AAS.
  • Figure 9 shows an example of a connection scheme of the TXRU and the antenna element.
  • FIG. 10 shows an example in which a base station having a 2D AAS antenna operates downlink communication through three vertical direction bump forming.
  • FIG. 11 illustrates a CQI calculation scheme of a UE based on multiple BF CSI-RS cycles according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an illustration of an open loop CSI calculated and reported by a UE according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 13 shows three operation schemes of (analog) beam circulation proposed in the present invention.
  • FIG. 14 shows a CQI calculation scheme of a UE based on multiple BF CSI-RS repetition and port aggregation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an Informat ion Transfer Service to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated in the downlink by the OFDMA COrthogonal Frequency Diversity Access (MS-FDMA) scheme and in the uplink by the single carrier frequency diversity multi-access (SC-FDMA) scheme.
  • MS-FDMA OFDMA COrthogonal Frequency Diversity Access
  • SC-FDMA single carrier frequency diversity multi-access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface. do.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • a radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is associated with the configuration (Conf igurat ion), reset (Re_conf igurat ion) and release of Radio Bearer (RB).
  • RB Radio Bearer
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connection (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer which is located above the RRC negotiation, performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station (e NB) is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20 MHz to provide downlink or uplink transmission services to various terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. ). Traffic or control messages of the downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink MCH (mult icast channel). Meanwhile, the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH downlink shared channel
  • Traffic or control messages of the downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink MCH (mult icast channel).
  • BCCH Broadcast Control Channe 1
  • PCCH Physical Channel
  • CCCH Common Control 1 Channe 1
  • MCCH MCCHCMult icast Control Channel
  • MTCH Memt icast Traffic Channel
  • 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the terminal performs an initial cell search operation such as synchronizing with a base station when a power is turned on or a new cell is entered.
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell ID. have.
  • the terminal receives a physical broadcast channel from a base station to obtain broadcast information in a cell. Can be.
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell discovery step to check the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After the initial cell discovery, the UE receives a physical downlink ink control channel (PDCCH) and a physical downlink ink control channel (PDSCH) according to the information on the PDCCH. Detailed system information can be obtained (S302).
  • PDCCH physical downlink ink control channel
  • PDSCH physical downlink ink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a response message for the preamble through the PDCCH and the Daesung PDSCH. (S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • S304 and S306 In case of contention-based RACH, a Content Ion Resolut ion Procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Channel Physical Upl Ink Control Channel, PUCCH
  • PUCCH Physical Upl Ink Control Channel
  • the UE receives downlink control information (DIC) through the PDCCH.
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a CQK channel qualification indicator, a PMK precoding matrix index, and a RKRank Indicator). And the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain. In the LTE system, one resource block includes 12 subcarriers X 7 (6) OFDM symbols.
  • Transition Time Interval which is a unit time at which data is transmitted, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the above-described radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame. '
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • the first 1 to 3 OFDM symbols are used as the control region and the remaining 13-11 OFDM symbols are used as the data region.
  • R1 to R4 represent reference signals (Reference Signal (RS) or Pi lot Signal) for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include a Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indi cator CHannel (PHICH), and a Physical Downl Ink Control CHannel (PDCCH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator CHannel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indi cator CHannel
  • PDCCH Physical Downl Ink Control CHannel
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is distributed in the control region based on the cell HXCel l IDent i ty.
  • One REG consists of four resource elements (REs).
  • RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier and one OFDM symbol. It indicates the value of 1 to 3 or 2 to 4 due to the PCFICH ⁇ bandwidth _ and is modulated by quadrature phase shift keying (QPSK).
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • PHICH is a physical HARQCHybr id-Automat ic Repeat and request) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, PHICH is UL HARQ Indicates a channel on which DL ACK / NACK information is transmitted.
  • the PHICH consists of one REG and is scrambled to be cell specific (cel l-speci f ic).
  • AC / NACK is indicated by 1 bit and modulated with binary phase shi ft keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shi ft keying
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group. The number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes. The PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH includes information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and down ink-shared channel (DL-SCH), uplink scheduling grant, and HARQ information, which are transmission channels.
  • Inform Paging channel (PCH) and DLk SCH (downlink ink—shared channel) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with RNTI (Radio Network Temporary Ident i ty), and radio resource (e.g., frequency location) "B" and DCI format, i.e., transmission format information (female) It is assumed that information about data transmitted using a transport block size, a modulation scheme, coding information, etc. is transmitted through a specific subframe.
  • the terminal in the cell monitors the PDCCH using its own RNTI information, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive the PDCCH, and through the information of the received PDCCH, Receive PDSCH indicated by [beta] 'and "'.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region to which a Physical Upl Ink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region to which a Physical Upl Ink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes ACK / NAC used for HARQ, CQKChannel Quality Indicator indicating downlink channel state, RKRank Indi cator for MIMO, and Scheduling Request (SR), which is an uplink resource allocation request. There is this.
  • PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • MIMO Multiple iple-input multiple-output
  • capacity can be increased and performance can be improved.
  • MIM0 may be referred to as a “multi-antenna”.
  • multi-antenna technique do not rely on a single antenna path to receive one entire message. Instead, in multi-antenna technology, data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data. Using multiple antenna technology, it is possible to improve the data transmission rate within a cell area of a specified size or to increase system coverage while guaranteeing a specific data transmission rate. In addition, this technique can be widely used in mobile communication terminals and repeaters. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limit in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • FIG. 1 A schematic diagram of a general multi-antenna (MIM0) communication system is shown in FIG. 1
  • the transmitting end had a transmitting antenna is installed dog ⁇ ⁇
  • the receiving end has a receiving antenna installed dog N R.
  • the theoretical channel transmission capacity is increased than when the plurality of antennas are used at either the transmitting end or the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved.
  • the maximum transmission rate when using one antenna is R 0
  • the transmission rate when using multiple antennas can theoretically increase by multiplying the maximum transmission rate R.
  • Ri is the lesser of N and ⁇ ⁇ R.
  • the research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory aspects related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, the study of wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, and the improvement of transmission reliability.
  • Active research is being conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology for improving data rate.
  • Equation 2 Equation 2
  • the transmission power in the transmission information S , S 7 ' can be different, where each transmission power
  • the transmission information of which transmission power is adjusted is represented by a vector as in Equation 3 below.
  • the weight matrix ⁇ is applied to the information vector s whose transmission power is adjusted, so that C 1 XX
  • Equation 5 the weight between the th transmit antenna and the J th information. It is called W weight matrix ix or precoding matrix ix.
  • the physical meaning of the tank of the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel. Therefore, the rank of the channel matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns, so that the tank of the matrix is larger than the number of rows or columns. It becomes impossible.
  • the tank (rank (H)) of the channel matrix H is limited as shown in Equation 6 below.
  • each of the different information sent using the multi-antenna technology as 'transmission stream' or simply 'stream 1.
  • 'transmission stream' or simply 'stream 1.
  • 'stream 1 ' may be referred to as a 'layer'.
  • the number of transport streams can then, of course, not be larger than the tank of the channel, which is the maximum number of different information that can be sent. Therefore, the channel matrix H can be expressed as Equation 7 below.
  • each of the base station and the terminal may perform bumpforming based on channel state information in order to obtain a mult ixing gain of the MIM0 antenna.
  • the base station allocates a PUCCH (Physi cal Upl Ink Control CHannel) or a PUSCH (Physi cal Upl Ink Shared CHannel) to the terminal to feed back the channel state information (CSI) for the downlink signal do.
  • PUCCH Physical cal Upl Ink Control CHannel
  • PUSCH Physical cal Upl Ink Shared CHannel
  • CSI is largely classified into three types of information, such as a rank indicator (RI), a precoding matrix index (PMI), and a channel quality indicator (CQ I).
  • RI represents tank information of a channel as described above, and means the number of streams that a terminal can receive through the same frequency-time resource.
  • the RI is fed back to the base station in a longer period than the PMI and CQI values because it is determined by the channel's full-team fading.
  • PMI is a value reflecting spatial characteristics of a channel and indicates a precoding matrix index of a base station preferred by a terminal based on a metric such as SINR.
  • CQI is a value indicating the strength of the channel means a reception SINR that can be obtained when the base station uses the PMI.
  • MU-MIM0 mult-user diversi- ty using MU-MIMO (mult i-user MIMO).
  • MU-MIM0 there is interference between UEs multiplexed in the antenna domain, so the accuracy of CSI may have a significant effect on interference of not only UEs reporting CSI but also other UEs multiplexed. Therefore, MU-MIM0 requires more accurate CSI reporting than SU-MIM0.
  • Wl is a (tele-team) and / or wide-med wideband PMI, and a short term and / or sub-band (SB) PMI. It was decided to design in W2.
  • Equation 8 An example of a hierarchical codebook transformation scheme constituting one final PMI from the W1 and W2 information is to use a long-term covariance matrix of channels as shown in Equation 8 below. Can be.
  • W2 is a short term PMI, a codeword of a codebook configured to reflect short-term channel state information
  • W is a codeword of another final codebook (another language precoding matrix)
  • « or G4 It means that the norm of each column of the matrix is normalized to 1.
  • Equation 9 The specific structure of the existing W1 and W2 is shown in Equation 9 below.
  • NT denotes the number of transmit antennas
  • ⁇ denotes the number of columns of the matrix Xi, and indicates that there are a total of M candidate column vectors in the matrix Xi.
  • ⁇ ⁇ ', ⁇ are ten vectors of only kth, 1st, and mth elements of ⁇ elements, and 0, respectively, and represent kth, 1st, mth heat vectors of Xi.
  • J , ⁇ J, and f ⁇ are all complex values with unit norm, and we apply phase rotation to these columns when we pick out the kth, 1st, and mth column vectors of the matrix Xi, respectively. Indicates application.
  • a codeword structure is generated when a cross polarized antenna is used and a spacing between antennas is dense, for example, when a distance between adjacent antennas is less than half of a signal wavelength. It is a structure designed to reflect the correlation characteristics of channels.
  • the antenna In the case of a cross-polarized antenna, the antenna can be divided into a horizontal antenna group and a vertical antenna group. Each antenna group has characteristics of a U uni form antenna array, The two antenna groups co-located.
  • the correlation between antennas of each group has the same linear phase increment, and the correlation between antenna groups has a phase rotat ion.
  • the codebook is a quantized value of the channel, it is necessary to design the codebook to reflect the characteristics of the channel.
  • the rank 1 codeword having the above-described structure may be illustrated as in Equation 10 below.
  • the codeword is expressed as a vector of size / v r xl and .X k)
  • each shows correlation characteristics between horizontal antenna group and vertical antenna group. It is advantageous to express the vector as a vector having a linear phase increase characteristic by reflecting correlation characteristics between antennas of each antenna group.
  • DFT hangqual may be used.
  • channel state information includes, but is not limited to, CQI, PMI, RI, etc., and all of CQI, PMI, R1 are transmitted according to the transmission mode of each UE. Only some of them are sent.
  • the case where the channel state information is transmitted periodically is called periodic reporting, and the case where the channel state information is transmitted by the request of the base station is called aperiodic reporting.
  • a request bit included in the uplink scheduling information given by the base station is transmitted to the terminal. Thereafter, the terminal transmits channel state information considering its transmission mode to the base station through an uplink data channel (PUSCH).
  • PUSCH uplink data channel
  • a period and an offset in a corresponding period are signaled in units of subframes in a semi-static manner through a higher layer signal for each terminal.
  • Each terminal delivers channel state information considering a transmission mode to a base station through an uplink control channel (PUCCH) at predetermined intervals. If uplink data exists simultaneously in a subframe that transmits channel state information, the channel state information is transmitted through the uplink data channel (PUSCH) together with the data.
  • PUCCH uplink control channel
  • the base station transmits transmission timing information suitable for each terminal to the terminal in consideration of the channel situation of each terminal and the terminal distribution situation in the cell.
  • the transmission timing information includes a period for transmitting channel state information, an offset, and the like, and may be transmitted to each terminal through an R C message.
  • CoMP Cooperative Multiple Mulitpoint Transition / Recept ion
  • CoMP cooperative multiple point transmission / reception km
  • CoMP transmission method uses cooperative MIM0 type joint processing (CoMP-Joint Processing, CoMP-JP) and cooperative scheduling / beamforming through data sharing (CoMP-Coordinated Scheduling / beamforming, CoMP-CS / CB). Can be distinguished in a manner.
  • a terminal may simultaneously receive data from a plurality of base stations performing a CoMP transmission scheme, and combine the signals received from each base station to improve reception performance.
  • JT Joint Transition
  • one of the base stations performing the CoMP transmission scheme may also consider a method for transmitting data to the terminal at a specific time point (Dynami c Point Select ion, DPS).
  • DPS Dynamic c Point Select ion
  • the UE may receive data through one base station, that is, a serving base station, through beamforming.
  • a plurality of base stations may simultaneously receive a PUSCH signal from a terminal (Joint Recept ion, JR).
  • JR Joint Recept ion
  • a cooperative scheduling / beamforming scheme CoMP CS / CB
  • the decision to use the cooperative scheduling / beamforming scheme may be determined by cooperative cells (black base stations).
  • AAS active antenna system
  • the main lobe of the antenna is more efficiently adjusted in 3D ⁇ in terms of antenna pattern, and according to the position of the receiver. It is possible to change the transmission beam more aggressively.
  • FIG. 10 shows an implementation of 2D-MS.
  • FIG. 10 shows that each antenna element is a co-polarized antenna array having the same polarization.
  • the 2D-AAS is expected to be constructed as a large amount of antenna system by installing antennas in a vertical direction and a horizontal direction.
  • the wavelength boundary (W) the wavelength is shortened, so that a plurality of antenna elements can be installed in the same area.
  • the wavelength is 1 cm, and a total of 64 (8x8) antenna elements can be installed in a 2D (dimension) array at intervals of 0.5 lambda (wavelength) on a panel of 4 by 4 cm. Therefore, recent trends in the W field have attempted to increase the coverage by increasing the beamforming gain (BF) using a plurality of antenna elements or to increase the throughput.
  • BF beamforming gain
  • TXRU Transceiver Unit
  • independent beamforming is possible for each frequency resource.
  • TXRU Transceiver Unit
  • the analog beamforming method has a disadvantage in that only one beam direction can be made in the entire band and thus frequency selective beamforming cannot be performed.
  • hybrid beamforming having B TXRUs, which are smaller than Q antenna elements may be considered.
  • the beam directions that can be simultaneously transmitted are limited to B or less.
  • FIG 9 shows examples of a connection scheme of a TXRU and an antenna element.
  • 9 (a) shows how a TXRU is connected to a sub-array. In this case, the antenna element is connected to only one TXRU.
  • 9 (b) shows how the TXRU is connected to all antenna elements. In this case the antenna element is connected to all TXRUs.
  • W represents a phase vector multiplied by an analog phase shifter. That is, the direction of analog bump forming is determined by W.
  • the mapping between the CSI-RS antenna port and the TXRUs may be 1-to-l or 1-to-multi.
  • FIG. 10 shows an example in which a base station having a 2D AAS antenna operates downlink communication through three vertical direction bump forming.
  • different vertical beams 0 to vertical beams 2 are applied to BF (Beamformed) CSI-RS 0 to BF CSI-RS 2, respectively. It is assumed that it is applied, but this is only an example.
  • Different vertical beams and / or horizontal beams may be applied to each BF CSI-RS, and depending on the shape of the beam, the sector may not be an elliptical vertical sector as described above but a pinpoint of a specific area. In this case, the proposed technique can be applied as it is.
  • Each beam applied to the BF CSI-RS may be an analog pan and / or a digital beam.However, as a representative example, each beam applied to the BF CSI-RS is assumed to be an analog range, and the digital beam applied after the anilog beam is a PMI. Assume that it is determined based on.
  • UE123 of FIG. 10 is located near the vertical sector 1 and the vertical sector 2 corresponding to the BF CSI-RS 1 and the BF CSI-RS 2, and moves quickly near the vertical sector 1 and the vertical sector 2 for several seconds. Assume that the speed moves.
  • UE 2 is located in vertical sector 2 corresponding to BF CSI-RS 2 and assumes that the UE 2 moves at high speed within sector 2 for several seconds.
  • the closed loop MIMO transmission as a data (or control information) transmission technique of two UEs is severely degraded due to channel aging and is not suitable, and an open loop MIMO without PMI feedback is used. Or a semi-OL MIMO transmission with partial PMI feedback is suitable.
  • the reception strength of the BF CSI-RS 2 is good, it is preferable to use a beam applied to the BF CSI-RS 2 and the digital precoder is RE. Diversity gain is preferably obtained by cycling in units of / RB / PRG / SB or by applying SFBC.
  • the 1 and 2 beams are circulated in units of RE / RB / PRG / SB.
  • the digital precoder cycle in units of RE / RB / PRG / SB or apply SFBC to obtain diversity gain.
  • the present invention proposes a CQI calculation scheme for a UE when (semi) open loop MIM0 is applied to a UE located at a sector boundary such as UE1.
  • FIG. 11 illustrates a CQI calculation scheme of a UE when applying (semi) open loop MIM0 to a UE located at a sector boundary according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a CQI calculation scheme of a UE based on multiple BF CSI-RS cycles according to an embodiment of the present invention.
  • UE 1 estimates channels alternately from BF CSI-RS 1 or BF CSI-RS 2 according to a frequency t resource resource (RU).
  • BF CSI-RS 1 BF CSI-RS 2
  • the WB / SB CQI is calculated assuming the HI channel in the odd-numbered RU and the H2 channel in the even-numbered RU.
  • RU may be defined in frequency units such as RE / RB / PRG / SB or in time units such as OFDM symbols / OFDM symbol groups / time slots.
  • RU is preferably defined in units of frequency.
  • a RU may be a logically defined resource unit, in which case the mapping to the physical resource is defined separately, and one RU is composed of contiguous physical resources or non-contiguous (i.e., distributed (di) str iubbed)) can be configured as a physical resource.
  • a cycle of two BF CSI-RSs is described as an example, but even when two or more multiple BF CSI-RSs are cycled, the proposed technique can be applied by cycling the BF CSI-RS in units of RU in the same manner. .
  • N BF CSI-RSs i.e., BF CSI-RS 0, BF CSI-RS 1, BF CSI-RS 2, ... BF CSI-RS N_l
  • the UE is BF CSI for RU index r.
  • Channel estimation is performed using -RS (r% N). (Where% means moder operation)
  • the RU In the SB CQI / CSI calculation and reporting, it is preferable to set the RU such that a multiple of the (circulating) RU is in a subband (SB) unit.
  • SB subband
  • the beam diversity gain is also reflected in the SB CQI / CSI as a plurality of BF CSI-RSs are circulated in one SB.
  • the SB when the number of cyclic BF CSI—RSs (ie, (analog) transmit beams) is N, the SB is set to be a multiple of (RU * N). For example, if RU is 1 RB, then SB is set to K times N RB, resulting in one complete beam cycle for one SB.
  • WB is equal to (RU * N when calculating and reporting WB CQI / CSI. By setting it to be a multiple of), the complete beam circulation can be seen K times for WB.
  • the UE calculates an open loop CQI / CSI (CQI / CSI assuming a semi-open loop or open loop MIM0 transmission scheme) by cycling two BF CSI-RSs according to an RU.
  • CQI or CSI
  • the CQI (or CSI) that is achievable is calculated by applying the PMI cyclic and / or SFBC precoder and / or the large delay (LD) CDD. It is recommended to set the cyclic unit of the cyclic RU of the BF CSI-RS and the PMI differently.
  • the diversity gain can be effectively obtained by circulating the digital spectrum within a range of a single BF CSI-RS (that is, an analogue range).
  • the UE calculates the CQI that can be achieved when data is received through the CSI-RS port through Equation 11 below.
  • Equation 11 below shows a mapping between data and a CSI-RS port.
  • y k (i) is a vector representing the port (s) of BF CSIRS k
  • a (i) and B (i) are a digital precoding matrix, respectively,
  • x (i) is a vector representing single-layer or multi-layerdata (or control informatioi
  • the UE When N BF CSI-RSs (i.e., BF CSI-RSs 0, 1, 2,... Nl) rotate, the UE performs BF CSI-RS y (r3 ⁇ 4N) (i) for RU index r . It is assumed that the data is received by using.
  • the precoding matrix corresponding to the digital precoder is divided into an A matrix and a B matrix.
  • the UE assumes that both A matrix and B matrix are applied to the CSI-RS port and used for beamforming for data transmission.
  • the UE assumes that only the B matrix is applied to the DM-RS port to be used for panforming for data transmission. If the B matrix is not an identity matrix, the data and the DM-RS no longer have a 1: 1 mapping relationship, and thus a non-transparent DM-RS based transmission is performed.
  • z k (i) is a vector representing the DMRS port (s) on which (analog) beam k and precoding matrix A is applied,
  • x (i) is a vector representing single-layer or multi-layerdata (or control informatic
  • Equation 12 shows a digital precoder B applied when data is transmitted to a DM-RS port. (Analog) beam 0, beam 1, beam 2,... When the beam N-1 is cyclic, the UE receives data using the DM-RS z (rW (i) for the RU index r. Unlike Equation 11, the reason for not applying the A matrix in Equation 12 is It demonstrates by Formula 13.
  • y ⁇ (/) is a vector representing the port (s) of BF CSIRS k
  • a (i) is a digital precoding matrix
  • s (i) is a vector representing DMRS sequence (s)
  • the DM-RS sequence is transmitted through the CSI-RS port by applying the digital precoder A. Accordingly, an effective channel to which an A matrix and an (analog) beam k is applied is formed in the DM-RS port.
  • the CSI-RS port and the DM-RS port are the same, and diversity gain can be obtained by setting the circulatory matrix, the SFBC precoding matrix, or the LD-CDD precoding matrix to B.
  • This can be accomplished by applying the SFBC matrix with transmission mode 3 (TM3) or digital precoding, which applies the beam cyclic matrix / LD CDD precoding matrix to the digital precoder in an LTE REL-8 system that uses the CRS port for CSI calculation and demodulation.
  • TM3 transmission mode 3
  • TM2 transmission mode 2
  • a DM-RS port can be created in a specific direction with a high channel strength to the UE, and an additional diversity gain can be obtained by using the B matrix in the specific direction.
  • the B matrix various settings such as a WDU matrix corresponding to an LD CDD (ie TM3), an SFBC precoding matrix, or a co-phasing circulant matrix introduced in Re 1-14 eFD-MIMO can be used. It is possible.
  • the matrix B the SFBC precoding matrix and the co-phase circulant matrix are described in equations (14) and (15). In particular, in Equation 14, a transmission diversity scheme is used in Tank 1, and in Equation 15, a co-phase circulation is used in Tank 2.
  • Equation 14 and Equation 15 i denotes a modulation symbol index
  • RE level PDSCH processing for the semi-open loop MIM0 is DM-RS ports 7 and 8 (ie, z (7) , z (8) ). Is performed based on
  • a set of cyclic BF CSI-RSs to be used in the calculation of the open loop CQI may be set in the following manner.
  • the base station instructs the UE of a set of cyclic BF CSI-RSs to the UE, and the UE calculates an open loop CQI by cyclically applying the indicated set.
  • This approach is subdivided according to the dynamic / semi-static nature of the indication as follows.
  • the base station defines a plurality of BF CSI-RS in a single CSI process (or a single CSI measurement set or BF CSI-RS group) to instruct the UE semi-statically through RRC signaling.
  • the UE calculates an open loop CQI by circulating all BF CSI-RSs defined in a single CSI process. For example, within a CSI process When eight BF CSI-RSs are configured, the open loop CSI is calculated by cycling all eight BF CSI-RSs in RU units. (Of course, the RU unit also indicates to the UE.)
  • [155]-Dynamic indication ' The base station semi-statically indicates to the UE through RRC signaling by defining a plurality of BF CSI-RS in a single CSI process (or a single CSI measurement set or BF CSI-RS group). Thereafter, some subsets of the CSI-RS enhancements defined in the corresponding CSI process are additionally indicated through L1 (DCI) / L2 (MAC signaling) signaling, and the UE calculates the open-loop CSI by cycling the CSI—RS only for the subset.
  • the base station can change the optimal cyclic (analog) beam more quickly according to the position of the UE.
  • the UE's location of movement is expected, such as a railroad or highway.
  • eight BF CSI-RSs that cover the expected movement location of the UE are set to a single CSI process. Thereafter, two BF CSI-RSs covering the expected movement positions from a short term perspective among eight BF CSI-RSs are designated as L1 / L2 signaling. After a certain time, diversity gain can be obtained by L1 / L2 signaling of another two BF CSI-RSs among the eight BF CSI-RSs.
  • the UE determines the set of cyclic BF CSI—RS and reports to the base station.
  • the UE since the UE determines the BF CSI-RS set, the UE complexity increases and UL overhead increases as the determined set is reported.
  • a third method is proposed.
  • the base station informs the UE of the candidate of the cyclic BF CSI-RS subset through L1 / L2 or RRC signaling, and the UE selects one of the candidate certificates and reports it to the base station.
  • the base station may define eight BF CSI-RSs (ie, BF CSI-RS 0 to BF CSI-RS 7) within a single CSI process (or a single CSI measurement set or BF CSI-RS group) to perform RRC signaling.
  • the base station may select ⁇ BF CSI-RS O ⁇ , ⁇ BF CSI-RS 1 to BF CSI— RS 3 ⁇ , ⁇ BF CSI-RS 4 to BF CSI-RS 6 ⁇ as candidates for a selectable cyclic BF CSI—RS subset.
  • ⁇ BF CSI-RS 1, BF CSI-RS 3, BF CSI-RS 5, and BF CSI-RS 7 ⁇ are specified.
  • the UE selects one of the four subset candidates to calculate the open loop CSI and reports the selected candidates to the base station.
  • the UE does not apply the BF CSI-RS cycle. However, even in this case, the spatial diversity gain for digital beamforming have. If the range over BF CSI-RS 0 is directed to a particular local area, then the UE gains spatial diversity gain for digital beamforming within that area. Alternatively, if the beam applied to the BF CSI-RS 0 is directed to the entire cell / sector area or the wide area, the UE may obtain a spatial diversity gain for digital beamforming within the entire cell / sector area.
  • the UE selects (implicitly) and reports whether or not to apply (analog) BF CSI-RS recursion.
  • the UE reports (explicitly) to the base station whether the BF CSI-RS Cyclic On / Off preference is preferred in a long term, and the base station assigns or schedules a candidate of the cyclic BF CSI-RS subset based on this report. do.
  • the UE determines the BF CSI-RS Cycling On / Off by itself and reports to the base station, and after setting it to On, reports the CSI applied with the BF CSI-RS Cycling. Report CSI without recurrence.
  • the base station may determine the BF CSI-RS cyclic On / Of f from the network point of view and inform the UE.
  • the diversity precoder on / off for digital beams and which diversity precoder to use may be directly selected by the UE and reported to the base station. In view of the UL overhead, it is appropriate to report such a report in a whole-term period. Alternatively, from a network point of view, it is possible for the base station to make this determination and assign it to the UE.
  • the base station receives a UE performance report on whether a maximum number of candidates of the cyclic BF CSI-RS set can be calculated from the UE in advance, and the cyclic BF CSI-RS set according to the performance report. You must specify a candidate. That is, when the processing power of the terminal is low, the UE reports a small number of maximum candidates to prevent the CSI calculation from being overloaded.
  • Another reason for the base station to designate candidates of the cyclic BF CSI-RS set in the third scheme is that the number of anilologs that can be transmitted at one instant (or one OFDM symbol) is limited depending on the antenna implementation. This is because it is preferable that the base station determines the candidate in consideration of this. For example, a base station has 8 TXRUs, and a case of operating a system by mapping a CSI-RS port and a TXRU 1: 1 is considered.
  • the UE can receive data through up to four (analog) beams at one instant (ie, one OFDM symbol) from two antenna ports of the base station. Therefore, the base station can indicate a cyclic set consisting of up to four BF CSI-RS.
  • the UE is configured to have a maximum of 2 OFDM symbols at 4 OFDM ports of the base station. Data can be received through two (analog) beams. Therefore, the base station can indicate a cyclic set consisting of up to two BF CSI-RS.
  • the base station can indicate a cyclic set consisting of at most one BF CSI-RS.
  • the base station should instruct the UE of the cyclic beam set or the candidate for the cyclic beam set in consideration of the number of TXRUs and the number of CSI-RS ports.
  • FIG. 12 is an illustration of an open loop CSI calculated and reported by a UE according to an embodiment of the present invention.
  • the UE estimates a channel to which another (analog) beam is applied through BF CSI-RS 1 and BF CSI-RS 2 as shown in FIG. 11, and calculates CSI by assuming channels alternate for each RU. do.
  • the calculated RI is the optimal RI that can be received when two BF CSI-RS channels are mixed and one common RI value. (In other words, it is not two RIs applied to each BF CSI-RS separately.)
  • the selectable RI set is different for each CSI-RS. Therefore, in this case, it is preferable to limit the maximum value of RI based on the smallest port number of each CSI-RS port number.
  • the UE expects the base station to set the same set of selectable RIs for the two CSI-RSs through RRC signaling such as codebook subset restorative ion (CSR).
  • CSR codebook subset restorative ion
  • the calculated CQI is an optimal CQI that can be received when two BF CSI-RS channels are mixed and one common CQI value. (In other words, it is not two CQIs applied to each BF CSI-RS.)
  • Wl PMI floating on HI and H2 is different, but the set of circulating W2 PMI is the same.
  • disadvantages include an increase in the PMI calculation amount of the UE and an increase in the UL payload size.
  • a B matrix for determining digital precoding may also be set for each BF CSI-RS or the same.
  • the complexity of implementation of the terminal and the base station may increase, so that the number of ports can be simply limited to always be equal. Do not expect to set different ports between RSs. (Or, when the UE determines a cyclic BF CSI-RS set, the UE configures the aggregation only with BF CSI-RSs having the same port number.)
  • a common PMI recursion second method
  • the same is preferable. This is because the codebook is different when the number of ports is different, making it difficult to apply a common PMI.
  • the set of circularly applicable PMIs is limited by CSR, the same PMI set should be set for the circular BF CSI-RS.
  • Embodiment 5-Data / Control Information Transmission Using (Analog) Beam Cycling and Data / Control Information Demodulation Method of IE 13 shows three operation schemes of the (analog) beam circulation proposed in the present invention.
  • the cyclic frequency RU of the (analog) range is a PRG that is a frequency resource unit to which a DM-RS PRB bundle; ring is applied.
  • the UE performs DM-RS channel estimation on a PRG basis. Demodulate the data in the PRG using the estimated channel.
  • two anlog beams ie beam 1 and beam 2 are simultaneously transmitted in one OFDM symbol.
  • the base station implementation cost increases.
  • Option 2 of FIG. 13 the OFDM symbol is set to an RU of an analog beam cycle. As a result, only one anisolog beam is transmitted in one symbol.
  • the downside of Option 2, however, is the increased DM-RS overhead.
  • option 2 transmits the DM-RS to which (analog) beams 1 and 2 are applied using two OFDM symbols in one PRG.
  • the CP length of the OFDM symbol in which the range is changed may be set to be long. If the beam changes in symbol units as in option 2, use an extended CP for all symbols, and if the range changes in symbol group units as in option 3, use only the first OFDM symbol in the symbol group in which the beam changes. do. If the (analog) beam applied to the control information in the options 1 to 3 differs from the data and the beam applied to the DM-RS, the symbol next to the OFDM symbol to which the control information is transmitted should be set to the extended CP.
  • the base station decides which operation scheme to use among the above options to signal to the UE.
  • the UE should calculate the open-loop CSI by circulating the BF CSI-RS for each RU unit according to the indicated operation method, and use the DM-RS in the same RU unit even when demodulating.
  • DM-RS is expressed in units of PRG. You must perform channel estimation and demodulate the data in the PRG using that channel.
  • CSI is calculated by cycling BF CSI-RS in units of PRG.
  • DM-RS channel estimation is performed on OFDM symbols 1 and 2, and data transmitted in an OFDM symbol of odd indexes must be demodulated through a DM-RS channel of OFDM symbol 1, Data transmitted in the OFDM symbol must be demodulated through the DM-RS channel of the OFDM symbol 2.
  • CF is calculated by cyclically BF CSI-RS in symbol units.
  • the data of the group is demodulated through the DM-RS channel of the first symbol of the symbol group (eg, slot).
  • CSI is calculated by cycling BF CSI-RS in symbol group or slot unit.
  • control information eg, DCI
  • control information may also be transmitted by applying (analog) beam circulation in a specific RU unit. Details will be described later depending on whether a DM-RS or a separate RS is used as an RS for demodulating control information.
  • both the control information and the PDCCH RS are in a specific frequency / time resource unit (analog).
  • the beam must be circulated and transmitted.
  • both control information and PDCCH RS transmitted in a single PRG are transmitted in the same (analog) beam, and beams applied in units of PRG are circulated.
  • the UE estimates a channel through PDCCH RS for each PRG and demodulates control information.
  • control information and the PDCCH RS are transmitted in multiple symbols
  • beam cyclic in units of symbols is also applicable.
  • the first symbol includes the control information and the PDCCH to which beam 1 is applied.
  • the RS transmits and transmits PDCCH RS and control information applying beam 2 to the second symbol.
  • the UE estimates channel all through PDCCH RS for each symbol and demodulates control information.
  • control information may be beam-circulated in units of PRG and transmitted in options 1 to 3 of FIG. 13.
  • the UE estimates a DM-RS channel in units of PRG and demodulates control information.
  • the DM-RS since the DM-RS is circulated in symbol / symbol group units, channel estimation should be performed with the DM-RS present in other symbols according to the PRG through which control information is transmitted.
  • the DM ⁇ RS channel transmitted in the first OFDM symbol should be used when demodulating control information of the PRG of even index
  • the DM- transmitted in the second OFDM symbol when demodulating control information of the PRG of odd index.
  • RS channel should be used.
  • control information is transmitted in multiple symbols
  • beam rotation in units of symbols is also applicable.
  • control information applying beam 1 is transmitted to the first symbol and control information applying beam 2 to the first symbol.
  • the UE receives control information transmitted in the first symbol through the DM—RS channel of the PRG of even index and control information transmitted in the second symbol through the DM-RS channel of the PRG of odd index. do.
  • the UE receives the control information transmitted in the first symbol through the DM-RS channel of the symbol 1 and the control information transmitted in the second symbol is the DM-RS channel of the beam 2 applied symbol. Receive through.
  • the EPDCCH concept may be introduced in options 1 to 3 to transmit control information similar to a data transmission scheme and obtain diversity gain. That is, control information is transmitted to data transmission E, and control information is demodulated through DM-RS as in data demodulation.
  • a plurality of PRGs should always be bundled to receive control information in order to obtain diversity gain.
  • the diversity gain can be obtained even in a single PRG as the beam is cycled by symbol (or symbol group) unit.
  • Sixth Embodiment- (Analog) Beam Cycling and Antenna Port Aggregation Technique 14 illustrates a CQI calculation method of a UE based on multiple BF CSI—RS repetition and antenna port aggregation according to an embodiment of the present invention.
  • antenna port aggregation provides feedback by considering antenna ports of each of two or more transmission points as one antenna port set in order to reduce feedback overhead when reporting CSI for downlink data reception from two or more transmission points using JT scheme. Say what to do.
  • the UE aggregates each channel after channel estimation using two or more BF CSI-RSs when estimating a channel for each RU, and creates one super channel. Calculate the CSI based on the channel.
  • HO, HI and H2 mean channels estimated from BF CSI-RS 0, 1, and 2, respectively.
  • single port channels H0 and HI are estimated from 1 port BF CSI-RS 0 and 1 port BF CSI-RS 1, respectively, and then the two channels are aggregated to correspond to [HO HI].
  • RU 2 calculates CSI in the same manner using different BF CSI-RS combinations and obtains (analog) pan-diversity by circulating the BF CSI-RS combinations for each RU.
  • multiple CSI-RSs aggregated in one RU may be constrained to have the same number of ports, and constrained so that the sum of the number of ports in the aggregated multiple CSI—RSs remains the same for each RU. Can be.
  • the base station may instruct the UE whether or not to perform port aggregation with BF CSI-RS cycling. Additionally, the base station informs the UE of the cyclic BF CSI-RS aggregation and / or aggregated BF CSI-RS combination and / or the number of BF CSI-RSs to be aggregated, and the UE calculates the CSI by applying the cyclic according to the indicated scheme. Alternatively, the UE may select and report to the base station a cyclic BF CSI-RS set and / or aggregated BF CSI-RS combination and / or a number of BF CSI-RSs to be aggregated.
  • port aggregation between two CSI-RSs has been described, but this can be generalized and applied to port aggregation of N CSI-RSs. It also aggregates the CSI-RS 0 and CSI-RS 1 corresponding to adjacent anlog beams, and another adjacent An example of aggregating CSI-RS 1 and CSI-RS 2 corresponding to adjacent anilolog beams has been described, but it is also possible to aggregate CSI—RS0 and CSI-RS 2 corresponding to distant anilologs and add them to the cycle. have.
  • the (analog) receive beam of the UE is configurable in a specific direction rather than omni-direction, in addition to obtaining (analog) transmit beam diversity through the BF CSI-RS cycle, It can be applied to obtain (analog) receive beam diversity.
  • the circulated receive beam group and the circulated transmit beam group may be set independently of each other.
  • the specific combination of the reception beam and the transmission range will appear repeatedly.
  • the cyclic receive beam group ⁇ 1,2, 3 ⁇
  • the cyclic transmit group group ⁇ 4, 5 ⁇ 6 ⁇ and the RU is set to be the same (the receive beam, the transmit beam) is (1, 4) ⁇ ( 2,5), (3, 6).
  • the two beam combinations eg, (1, 4)
  • the worst pairs worst pair
  • the RU of the receive beam cycle and the RU of the transmit beam cycle should be configured differently, and one should be set to a multiple of the other.
  • the RU of the transmission beam cycle is set to the OFDM symbol group and the RU of the reception beam cycle is set to the OFDM symbol so that various receivers are cycled for each transmission beam.
  • the base station may instruct the UE of the RU of the transmit beam cycle and the receive beam cyclic RU, respectively.
  • the RU of the transmission beam circulation and the reception-wide circulation RU are set identically, and the base station instructs the UE of the reception beam that corresponds to the transmission beam.
  • the transmission beam cycle is applied to the UE through the BF CSI-RS cycle as a result, it indicates the reception beam to be used by the UE for each BF CSI-RS.
  • the reception beam indexes ⁇ 4, 5, 6 ⁇ to be used for each transmission beam are indicated, and the UE indicates the channel of the BF CSI-RS 1 (corresponding to the transmission range 1).
  • Receive beam 4 is used for estimation and receive beam 5 is used for channel estimation of BF CSI-RS 2 (corresponding to transmit beam 2). 6 is used.
  • the base station determines a transmission beam to be circulated in a manner previously promised with the UE, and the UE knows the transmission beam to be circulated according to the promised manner. Therefore, the reception beam may be adjusted by the optimum reception range corresponding thereto. For example, if the base station cycles through K BF CSI-RSs, the transmit range applied to the k th BF CSI-RS that is cycled is the k th best transmission beam reported by the UE beforehand (ie, the k th best transmission beam). Correspondingly, the base station and the UE promise. Since the UE knows the best received beam for the kth best transmit range, it calculates CSI by changing the best received beam for each RU. Of course, it is also assumed that the information on the RU is also shared between the base station and the UE. Even during data reception, data is received while changing the best reception beam for each RU.
  • Figure 15 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 110 and a terminal (UE) 120.
  • Base station 110 includes a processor 112, a memory 114, and a radio frequency (RF) unit 116.
  • the processor 112 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 114 is connected with the processor 112 and stores various information related to the operation of the processor 112.
  • the RF unit 116 is connected with the processor 112 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Terminal 120 includes a processor 122, a memory 124, and an RF unit 126.
  • the processor 122 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 124 is connected with the processor 122 and stores various information related to the operation of the processor 122.
  • the RF unit 126 is connected with the processor 122 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the base station 110 and / or the terminal 120 may have a single antenna or multiple antennas.
  • a base station may be replaced by terms such as fixed station, Node B, eNodeB (eNB), access point, and the like.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware (f i rmware), software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more ASICs (ap 1 i cat ion speci f ic integrated circuits), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), and PLDs. (programmable logic devices), FPGA programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 상기 기지국으로부터 기 결정된 자원 단위로 서로 다른 방향으로 순환적으로 빔포밍된 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호를 수신하는 단계; 및 상기 기지국으로 상기 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호에 기반하여 상기 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하고, 상기 채널 상태 정보는, 상기 제 1 참조 신호에 대응하는 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 참조 신호에 대응하는 제 2 프리코더 집합을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 개루프 MIM0 전송을 위한 빔포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 개루프 MIM0 전송을 위한 빔포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generat ion Partnership Project 통-텀 Evolut ion, 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1 은 무선 통신 시스템의 일 1로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS( Evolved Universal Mobi le Telecommuni cat ions System) 시스템은 기존 UMTS (Universal Mobi le Teleco画 unicat ions System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS 는 LTE (통 -럼 Evolut ion) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS 의 기술 규격 (technical speci f icat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generat ion Partnership Project； Technical Speci f icat ion Group Radio Access Network"의 Release 7 과 Release 8을 참조할 수 있다. '
[4] 도 1을 참조하면 , E— UMTS는 단말 (User Equi ment， UE)과 기지국 (eNode B, eNB, 네트워크 (E— UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway, AG)* 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25， 2.5, 5， 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 증 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크 (Downl ink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케즐링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybr id Automat i c Repeat and reQuest ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향 링크 (Upl ink, UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역， 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network, CN)은 AG 와 단말의 사용자 둥록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG 는 복수의 셀들로 구성되는 TA Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
[6] 무선 통신 기술은 WCDMA 를 기반으로 LTE 까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소， 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모등이 요구된다.
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】
[7] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 개루프 MIM0 전송을 위한 범포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
[8] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 【과제의 해결 수단】
[9] 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 방법은， 상기 기지국으로부터 기 결정된 자원 단위로 서로 다른 방향으로 순환적으로 범포밍된 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호를 수신하는 단계 ; 및 상기 기지국으로 상기 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호에 기반하여 상기 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하고, 상기 채널 상태 정보는 상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 2 프리코더 집합을 포함하는 것을 특징으로 한다. [10] 한편, 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서의 단말은, 무선 통신 모들; 및 상기 무선 통신 모들과 연결되어, 기지국으로부터 기 결정된 자원 단위로 서로 다른 방향으로 순환적으로 빔포밍된 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호를 수신하고, 상기 기지국으로 상기 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호에 기반하여 채널 상태 정보를 보고하는 프로세서를 포함하고, 상기 채널 상태 정보는 상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 계 2 프리코더 집합을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[11] 바람직하게는， 상기 채널 상태 정보는 상기 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 프리코더 집합이 적용되었다는 가정 하에 산출된 공통 탱크 지시자와 공통 채널 품질 지시자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[12] 보다 바람직하게는， 상기 제 1 프리코더 집합은 및 상기 제 2 프리코더 집합 각각은 듀얼 코드북 지원을 위한 하나의 제 1 프리코더를 포함하고, 상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제' 1 프리코더와 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 r 프리코더와 서로 다른 것을 특징으로 한다.
[13] 나아가, 상기 공통 랭크 지시자와 상기 공통 채널 품질 지시자는 상기 제 1 참조 신호가 수신되는 자원 단위 내에서 상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 1 참조 신호에 대응하고 상기 자원 단위 내에서 순환하는 복수의 제 2 프리코더들이 결합하여 적용되어 있고， 상기 제 21 참조 신호가 수신되는 자원 단위 내에서 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 2 참조 신호에 대웅하고 상기 자원 단위 내에서 순환하는 복수의 제 2 프리코더들이 결합하여 적용되어 있다는 가정하에 산출되는 것을 특징으로 한다.
[14] 추가적으로, 상기 제 1 참조 신호의 안테나 포트 개수는 상기 제 2 참조 신호의 안테나 포트 개수와 동일한 것이 바람직하다.
【발명의 효과】
[15] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 개루프 MIM0 전송을 위한 하이브리드 CSI 중 제 2 CSI를 보다 효과적으로 보고할 수 있다.
[16] 본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며. 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】 [ 17] 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는， 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고， 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다ᅳ -
[ 18] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 예시한다.
[ 19] 도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radi o Inter face Protocol )의 제어평면 (Cont rol Pl ane) 및 사용자평면 (User Pl ane) 구조를 예시한다ᅳ
[20] 도 3 은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
[21] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[22] 도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[23] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
[24] 도 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성을 예시한다.
[25] 도 8은 2D— AAS 의 구현예를 도시한다.
[26] 도 9는 TXRU와 안테나 엘리먼트의 연결 방식의 일례들을 나타낸다.
[27] 도 10 은 2D AAS 안테나를 가지고 있는 기지국이 세 개의 수직 방향 범포밍을 통해 하향링크 통신을 운용하는 예시이다.
[28] 도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 다중 BF CSI-RS 순환을 기반으로 한 UE 의 CQI 계산 방식올 예시한다.
[29] 도 12 는 본 발명의 실시예에 따라 UE 가 계산하고 보고하는 개루프 CSI 의 예시이다.
[30] 도 13 은 본 발명에서 제안하는 (아날로그) 빔 순환의 세 가지 운용 방식을 보여준다.
[31] 도 14 는 본 발명의 실시예에 따른 다중 BF CSI-RS 순환과 포트 집성을 기반으로 한 UE의 CQI 계산 방식을 나타낸다.
[32] 도 15는 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 나타낸다. 【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
[33] 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성， 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다. [34] 본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE— A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
[35] 도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol )의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment , UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터， 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
[36] 제 1 계층인 물리계층은 물리채널 (Physi cal Channel )을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 ( Informat ion Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control ) 계층과는 전송채널 (Transport Channel )을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로， 물리채널은 하향 링크에서 OFDMACOrthogonal Frequency Divi sion Mult iple Access) 방식으로 변조되고， 상향 링크에서 SC-FDMA( Single Carr ier Frequency Divi sion Mul t iple Access) 방식으로 변조된다.
[37] 제 2 계충의 매체접속제어 (Medium Access Control , MAC) 계층은 논리채널 (Logical Channel )을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control , RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.
[38] 제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol ) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4 나 IPv6 와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[39] 제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control , RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer , RB)들의 설정 (Conf igurat ion) , 재설정 (Re_conf igurat ion) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해， 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고， 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태 (Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계충의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management)와 이동성 관리 (Mobility Management ) 등의 기능을 수행한다.
[40] 기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5， 5， 10， 15， 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭올 제공하도록 설정될 수 있다.
[41] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH( Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH 를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Mult icast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며， 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channe 1 ) , PCCH ( Pag i ng Cont r o 1 Channe 1 )， CCCH ( Common Cont r o 1 Channe 1 ) , MCCHCMult icast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel) 등이 있다.
[42] 도 3 은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[43] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해， 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후， 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 샐 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호 (Downl ink Reference Signal , DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[44] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널 (Physical Downl ink Control Channel , PDCCH) 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널 (Physical Downl ink Control Channel , PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302) .
[45] 한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure, RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306) . 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel , PRACH)을 통해 특정 시뭔스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305) , PDCCH 및 대웅하는 PDSCH 를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306) . 경쟁 기반 RACH 의 경우， 추가적으로 층돌 해결 절차 (Content ion Resolut ion Procedure)를 수행할 수 있다.
[46] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널 (Physical Upl ink Shared Channel , PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널 (Physical Upl ink Control Channel , PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH 를 통하여 하향링크 제어 정보 (Downl ink Control Informat ion, DCI )를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
[47] 한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크 /상향 링크 ACK/NACK 신호， CQKChannel Qual i ty Indicator) , PMKPrecoding Matrix Index) , RKRank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[48] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
[49] 도 4 를 참조하면, 무선 프레임 (radio f rame)은 10ms (327200 XTs)의 길이를 가지며 10 개의 균등한 크기의 서브프레임 (서브프레임)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms 의 길이를 가지며 2 개의 슬롯 (slot )으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms( 15360XTs)의 길이를 가진다. 여기에서， Ts 는 샘플링 시간을 나타내고， Ts=l/( 15kHz X 2048)=3.2552 x i0-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼올 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록 (Resource Block, RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12 개의 부반송파 X 7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI (Transmi ssion Time Interval )는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[50] 도 5 는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다. '
[51] 도 5 를 참조하면， 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3 개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13-11 개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4 는 안테나 0 내지 3 에 대한 기준 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pi lot Signal )를 나타낸다. RS 는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS 가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS 가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel ) , PHICH(Physical Hybr id-ARQ Indi cator CHannel ) , PDCCH( Physical Downl ink Control CHannel ) 등이 있다.
[52] PCFICH 는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH 에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH 는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH 에 우선하여 설정된다. PCFICH 는 4 개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG 는 셀 HXCel l IDent i ty)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element )로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 윱 대역폭 _에ᅭ o라 1 내지 3 또는 2 내지 4 의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shi ft Keying)로 변조된다.
[53] PHICH는 물리 HARQCHybr id - Automat ic Repeat and request ) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고 셀 특정 (cel l-speci f ic)하게 스크램블 (scrambl ing) 된다. AC /NACK 은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shi ft keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK 은 확산인자 (Spreading Factor) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한자원에 매핑되는 복수의 PHICH 는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH 의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및 /또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복 (repet it ion)된다.
[54] PDCCH 는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n 개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서， n 은 1 이상의 정수로서 PCFICH 에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다 . PDCCH는 전송 채널인 PCH( Paging channel ) 및 DL-SCH( Down l ink-shared channel )의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트 (Upl ink Schedul ing Grant ) , HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel ) 및 DLᅳ SCH(Downl ink— shared channel )는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
[55] PDSCH 의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며， 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩 (decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH 에 포함되어 전송된다. 예를 들어， 특정 PDCCH 가 라는 RNTI (Radio Network Temporary Ident i ty)로 CRC 마스킹 (masking)되어 있고, "B "라는 무선자원 (예， 주파수 위치) 및 라는 DCI 포맷 즉， 전송형식정보 (여) , 전송 블록 사이즈, 변조 방식， 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우， 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH 를 모니터링하고， "A" RNTI 를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH 를 수신하고， 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "Β' '와 " '에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
[56] 도 6 은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
[57] 도 6 을 참조하면, 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel )가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH 에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH 에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ 에 사용되는 ACK/NAC , 하향 링크 채널 상태를 나타내는 CQKChannel Qual i ty Indicator) , MIMO를 위한 RKRank Indi cator) , 상향 링크 자원 할당 요청인 SR(Schedul ing Request ) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH 는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH 에 할당되는 2 개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히 도 6 은 m=0인 PUCCH, m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
[58] 이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Mult iple-Input Mul t iple-Output )는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서， 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉， 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을: 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중 안테나 '라 지칭할 수 있다.
[59] 다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하자 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 ( fragment )을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다증 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한， 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
[60] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다.
[61] 송신단에는 송신 안테나가 Ντ개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR 개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는， 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 R0 라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로， 아래 수학식 1 과 같이 최대 전송 레이트 R。에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 Ντ와 NR중 작은 값이다.
[62] 【수학식 1】
[63] Rt = min(NT , NR )
[64] 예를 들어， 4 개의 송신 안테나와 4 개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는， 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4 배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[65] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[66] 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， Ντ 개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개이므로， 전송 정보를 하기의 수학식 2 와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
[67] 【수학식 2】
[68]
Figure imgf000013_0001
S
[69] 한편， 각각의 전송 정보 S ， Sl 7'에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
Figure imgf000014_0001
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[70] 【수학식 3】
Figure imgf000014_0002
[72] 또한， S를 전송 전력의 대각행렬 를 이용하여 나타내면 하기의 수학식
4와 같다 .
[73] 【수학식 4】
Figure imgf000014_0003
한편， 전송전력이 조정된 정보 백터 s 에 가중치 행렬 ^가 적용되어 C 1 X X
2
실제 전송되는 Ντ 개의 송신신호 (transmi t ted s ignal ) Γ가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은
2
전송신호 백터 를 이용하여 하기의 수학식 5 와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 는 번째 송신안테나와 J 번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W 가중치 행렬 (Weight Matr ix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matr ix)이라고 불린다. [76] 【수학식 5】
X二
Figure imgf000015_0001
[77]
[78] 일반적으로， 채널 행렬의 탱크의 물리적인 의미는， 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크 (rank)는 서로 독립인 ( independent ) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로， 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H 의 탱크 (rank(H) )는 수학식 6 과 같이 제한된다.
[79] 【수학식 6】 rank(U ) < mm(NT， N'
[81] 또한, 다중 안테나 기술올 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림 (Stream) ' 또는 간단하게 '스트림1 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림1 은 '레이어 (Layer ) ' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서， 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[82] 【수학식 7】
# of streams < ranki l) < min N τ N
[83] ，
[84] 여기서 "# of streams 트림의 수를 나타낸다. 한편， 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
[85] 한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대웅시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술와 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 흔합 (Hybr id)된 형태도 가능하다.
[86] 이하, 채널 상태 정보 (channel state informat ion, CSI ) 보고에 관하여 설명한다ᅳ 현재 LTE 표준에서는 채널 상태 정보 없이 운용되는 개루프 (open-loop) MIMO 와 채널 상태 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed-loop) MIMO 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIM0 에서는 MIM0 안테나의 다중화 이득 (mul t iplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 범포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해, 단말에게 PUCCH (Physi cal Upl ink Control CHannel ) 또는 PUSCH(Physi cal Upl ink Shared CHannel )를 할당하여 하향링크 신호에 대한채널 상태 정보 (CSI )를 피드백 하도록 명령한다.
[87] CSI는 RI (Rank Indicator) , PMI (Precoding Matrix Index) , CQ I (Channel Qual i ty Indicat ion) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선， RI 는 상술한 바와 같이 채널의 탱크 정보를 나타내며， 단말이 동일 주파수—시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한, RI 는 채널의 통팀 페이딩 (통 -팀 fading)에 의해 결정되므로 PMI , CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
[88] 두 번째로, PMI 는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로， CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
[89] LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (mult i-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티 (mul t i-user diversi ty)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIM0에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에 , CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서， MU-MIM0에서는 SU-MIM0 에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다. [90] 이에， LTE-A 표준에서는 최종 PMI 를 통럼 (통 -팀) 및 /또는 와이드 ^드 wideband) PMI인 Wl와 숏텀 (short term) 및 /또는 서브밴드 (SB, sub-band) PMI인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
τ ζ e
[91] 상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI 를 구성하는 구조적 코드북 변환 (hierarchical code Ab eook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 8 과 같이 채널의 통팀 공분산 행렬 (long-term covariance matrix)를 이용할 수 있다.
e
[92] 【수학식 8】
[93] W = w籠 ( W1W2)
[94] 수학식 8 에서 W2 는 숏텀 PMI 로서， 숏텀 채널 상태 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고， W 은 최종 코드북의 코드워드 (다른 말로ᅳ 프리코딩 행렬)이며, «or G4)은 행렬 의 각 열의 노름 (norm)이 1 로 정규화 (normalization)된 행렬을 의미한다.
[95] 기존 W1과 W2의 구체적인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
[96] 【수학식 9】
X, 0
wi() where Χ,. is Nt/2 by M matrix.
0 X,.
W2 ) (if rank = r) , where l</J,m<M and k, /, w are integer.
[97]
[98] 여기서 , NT는 송신 안테나의 개수를 나타내고 , Μ은 행렬 Xi의 열의 개수로서 행렬 Xi 에는 총 M 개의 후보 열백터가 있음을 나타낸다. , ΘΜ' , ^는 Μ 개의 원소 중 각각 k번째， 1 번째, m번째 원소만 1이고 나머지는 0인 열백터로서 Xi 의 k 번째, 1 번째, m 번째 열백터를 나타낸다. J , ^J 및 f ^ 는 모두 단위 노름 (unit norm)을 갖는 복소 값으로서， 각각 행렬 Xi 의 k 번째, 1 번째, m 번째 열백터를 골라낼 때 이 열백터에 위상 회전 (phase rotation)을 적용함을 나타낸다. i 는 0 이상의 정수로서 W1 을 지시하는 PMI 인덱스를 나타낸다. j 는 0 이상의 정수로서 W2를 지시하는 PMI 인덱스를 나타낸다. [99] 수학식 9 에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나 (cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우, 예를 들어， 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우, 발생하는 채널의 상관관계 (correlat ion) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹 (hor i zontal antenna group)과 수직 안테나 그룹 (vert ical antenna group)으로 구분 할 수 있는데， 각 안테나 그룹은 U uni form l inear array) 안테나의 특성을 가지며, 두 안테나 그룹은 공존 (co-located)한다.
[100] 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계는 동일한 선형 위상 증가 ( l inear phase increment ) 특성을 가지며， 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전 (phase rotat ion)된 특성을 갖는다. 결국， 코드북은 채널을 양자화 (quant izat ion)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 랭크 1 코드워드를 아래 수학식 10 과 같이 예시할 수 있다.
[101] 【수학식 10】
Figure imgf000018_0001
[103] 위 수학식 10 에서 코드워드는 /vr x l 사이즈의 백터로 표현되고 .X k)
와 하위 백터 로 구조화 되어있으며 , 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. 는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 백터로 표현하는 것이 유리하며, 대표적인 예로 DFT 행퀄을 이용할 수 있다.
[104] 앞에서 설명한 바와 같이, LTE 시스템에서 채널 상태 정보 (CSI )는 이로 제한되는 것은 아니지만 CQI , PMI , RI 등을 포함하며， 각 단말의 전송 모드에 따라 CQI , PMI , R1 가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송되기도 한다. 채널 상태 정보가 주기적으로 전송되는 경우를 주기적 보고 (periodic report ing)라고 하며, 채널 상태 정보가 기지국의 요청에 의해서 전송되는 경우를 비주기적 보고 (aperiodic report ing)라고 한다. [105] 비주기적 보고의 경우, 기지국이 내려주는 상향링크 스케줄링 정보에 포함되어 있는 요청 비트 (request bi t )가 단말에게 전송된다. 그 후, 단말은 자신의 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)를 통해서 기지국에게 전달한다.
[106] 주기적 보고의 경우, 각 단말 별로 상위계층 신호를 통해 반 -정적 (semi -stat i c) 방식으로 주기와 해당 주기에서의 오프셋 등이 서브프레임 단위로 시그널링된다. 각 단말은 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 정해진 주기에 따라 상향링크 제어 채널 (PUCCH)을 통해 기지국에 전달한다. 채널 상태 정보를 전송하는 서브프레임에 상향링크 데이터가 동시에 존재하면， 채널 상태 정보는 데이터와 함께 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)을 통해 전송된다.
[107] 기지국은 각 단말의 채널 상황 및 셀 내의 단말 분포 상황 등을 고려하여 각 단말에 적합한 전송 타이밍 정보를 단말에게 전송한다. 전송 타이밍 정보는 채널 상태 정보를 전송하기 위한 주기, 오프셋 등을 포함하며， R C 메시지를 통해 각 단말에게 전송될 수 있다.
[108] 이하에서는 CoMP(Cooperat ive Mul t ipoint Transmi ssion/Recept ion)에 대하여 설명한다.
[109] LTE-A 이후의 시스템은 여러 셀들 간의 협력을 가능케 하여 시스템의 성능을 높이려는 방식을 도입하려고 한다. 이러한 방식을 협력 다중 포인트 송신 /수신 (Cooper at ive Mul t ipoint Transmi ssion/Recept km: CoMP)이라고 한다. CoMP 는 특정 단말과 기지국, 액세스 (Access) 포인트 혹은 셀 (Cel l )간의 통신을 보다 원활히 하기 위해 2 개 이상의 기지국， 엑세스 (Access) 포인트 흑은 셀이 서로 협력하여 단말과 통신하는 방식을 가리킨다. 본 발명에서 기지국， 액세스 (Access) , 혹은 셀은 같은 의미로 사용될 수 있다.
[110] 일반적으로， 주파수 재사용 인자 ( frequency reuse factor)가 1 인 다중-셀 환경에서, 셀―간 간섭 ( Inter-Cel l Interference ; ICI )으로 인하여 셀-경계에 위치한 단말의 성능과 평균 섹터 수율이 감소될 수 있다. 이러한 ICI 를 저감하기 위하여, 기존의 LTE 시스템에서는 단말 특정 전력 제어를 통한 부분 주파수 재사용 ( fract ional frequency reuse ; FFR)과 같은 단순한 수동적인 기법을 이용하여 간섭에 의해 제한을 받은 환경에서 셀-경계에 위치한 단말이 적절한 수율 성능을 가지도록 하는 방법이 적용되었다. 그러나， 셀 당 주파수 자원 사용을 낮추기보다는, ICI 를 저감하거나 ICI 를 단말이 원하는 신호로 재사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 위와 같은 목적을 달성하기 위하여， CoMP 전송 기법이 적용될 수 있다.
[Ill] CoMP 전송 방식은 데이터 공유를 통한 협력적 MIM0 형태의 조인트 프로세싱 (CoMP - Joint Processing, CoMP-JP) 및 협력 스케줄링 /빔포밍 (CoMP - Coordinated Schedul ing/빔포밍, CoMP-CS/CB) 방식으로 구분될 수 있다.
[112] 하향링크의 경우 조인트 프로세싱 (CoMP-JP) 방식에서 , 단말은 CoMP 전송 방식을 수행하는 복수의 기지국으로부터 데이터를 동시에 수신할 수 있으며, 각 기지국으로부터 수신한 신호를 결합하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다 (Joint Transmi ssion, JT) . 또한， CoMP 전송 방식을 수행하는 기지국들 중 하나가 특정 시점에 단말로 데이터를 전송하는 방법도 고려할 수 있다 (Dynami c Point Select ion, DPS) . 협력 스케줄링 /범포밍 방식 (CoMP-CS/CB)의 경우， 단말은 빔포밍을 통해 데이터를 순간적으로 하나의 기지국， 즉 서빙 기지국을 통해 수신할 수 있다.
[113] 상향링크에서 조인트 프로세싱 (CoMP-JP) 방식이 적용되는 경우, 복수의 기지국이 단말로부터 PUSCH 신호를 동시에 수신할 수 있다 (Joint Recept ion, JR) . 이와 달리 , 협력 스케줄링 /빔포밍 방식 (CoMP CS/CB)의 경우 하나의 기지국만이 PUSCH 를 수신할 수 있다. 협력 스케줄링 /빔포밍 방식을 사용하기로 하는 결정은 협력 셀 (흑은 기지국)들에 의해 결정될 수 있다.
[ 114] 최근 차세대 이동 통신에서는 능동 안테나 시스템 (Act ive Antenna System; AAS)의 도입에 관하여 활발한 연구가 진행 증이다. AAS 는 각각의 안테나가 능동 회로를 포함하는 능동 안테나로 구성되어 있어서, 상황에 맞추어 안테나 패턴을 변화시킴으로써 간섭올 줄이거나， 범포밍을 수행하는데 좀 더 효율적으로 웅용할 수 있는 기술이다.
[115] 이러한 MS 를 2 차원으로 구축, 즉 2D-MS 를 구현하는 경우， 안테나 패턴 측면에서 안테나의 메인 로브 (main lobe)를 3 차원적 ^로 좀 더 효율적으로 조절하여, 수신단의 위치에 따라 좀 더 적극적으로 송신빔을 변화시키는 것이 가능하다.
[116] 도 8 은 2D-MS 의 구현예를 도시한다. 특히， 도 10은 각 안테나 엘리먼트가 동일 편파를 갖는 동일 편파 안테나 어레이 (co-polar i zed antenna array)인 것으로 가정한다. 도 8 을 참조하면, 2D-AAS 는 안테나를 수직 방향과 수평 방향으로 설치하여, 다량의 안테나 시스템으로 구축될 것으로 예측된다.
[ 117] 한편, Mi l l imeter Wave (薩 W)에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수개의 안테나 엘리먼트의 설치가 가능하다. 구체적으로， 30GHz 대역에서 파장은 1cm로써 4 by 4 cm의 패널 (panel )에 0.5 lambda (파장) 간격으로 2D (dimension) 배열 형태인 총 64(8x8)의 안테나 엘리먼트 설치가 가능하다. 그러므로 隱 W 분야에서의 최근 동향에서는 다수개의 안테나 엘리먼트를 사용하여 BF (beamforming) 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나， 쓰루풋 (throughput )의 증대를 시도하고 있다.
[ 118] 이 경우에 안테나 엘리먼트 별로 송신 파워 및 위상 조절이 가능하도록 TXRU (Transceiver Uni t )을 구비한다면, 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100 여개의 안테나 엘리먼트 모두에 TXRU 를 설치하기에는 가격측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 갖게 된다. 그러므로 하나의 TXRU 에 다수개의 안테나 엘리먼트를 맵큉하고 아날로그 위상 천이기 (analog phase shi fter)로 빔의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍을 해줄 수 없는 단점을 갖는다.
[ 119] 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍의 중간 형태로 Q 개의 안테나 엘리먼트보다 적은 개수인 B 개의 TXRU 를 갖는 하이브리드 빔포밍을 고려할 수 있다. 이 경우에 B개의 TXRU와 Q개의 안테나 엘리먼트의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 송신할 수 있는 빔 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
[ 120] 도 9는 TXRU와 안테나 엘리먼트의 연결 방식의 일례들을 나타낸다.
[ 121] 도 9의 (a)은 TXRU가서브-어레이 (sub-array)에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 엘리먼트는 하나의 TXRU 에만 연결된다. 이와 달리 도 9 의 (b)는 TXRU 가 모든 안테나 엘리먼트에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 엘리먼트는 모든 TXRU 에 연결된다. 도 9 에서 W 는 아날로그 위상 천이기에 의해 곱해지는 위상 백터를 나타낸다. 즉， W에 의해 아날로그 범포밍의 방향이 결정된다. 여기서 CSI-RS 안테나 포트와 TXRU들과의 맵핑은 1-to-l 또는 1-to-多 일 수 있다.
[ 122] 도 10 은 2D AAS 안테나를 가지고 있는 기지국이 세 개의 수직 방향 범포밍을 통해 하향링크 통신을 운용하는 예시이다. 설명의 편의상 BF (Beamformed) CSI-RS 0 내지 BF CSI-RS 2 에 각각 서로 다른 수직 방향 빔 0 내지 수직 방향 빔 2 가 적용되어 있다고 가정하였으나 이는 일례일 뿐이다. 각 BF CSI-RS에 서로 다른 수직 방향 범 및 /또는 수평 방향 빔이 적용될 수 있으며 빔의 형태에 따라 섹터는 상기와 같이 타원형의 수직 방향 섹터가 아니라 특정 지역을 핀포인트 (pinpoint )하는 섹터가 될 수 있고, 이 경우에도 제안 기법을 그대로 적용 가능하다. BF CSI-RS 에 적용된 각 빔은 아날로그 범 및 /또는 디지털 빔이 될 수 있겠으나， 대표적인 예로서 BF CSI-RS 에 적용된 각 범은 아닐로그 범으로 가정하고 아닐로그 빔 이후 적용되는 디지탈 빔은 PMI를 기준으로 결정되는 것을 가정한다.
[123] 도 10의 UE1은 BF CSI-RS 1 및 BF CSI-RS 2에 해당하는수직 방향 섹터 1 및 수직 방향 섹터 2 근처에 위치하고 있으며， 수 초간 수직 방향 섹터 1 및 수직 방향 섹터 2 근처를 빠른 속도 이동한다고 가정한다. UE 2는 BF CSI-RS 2에 해당하는 수직 방향 섹터 2 에 위치하였으며, 수 초간 섹터 2 내에서 빠른 속도로 이동한다고 가정한다. 그 결과 두 UE 의 데이터 (또는 제어정보) 전송 기법으로 폐루프 (Closed loop) MIMO 전송은 채널 에이징 (channel aging)으로 인해 성능열화가 심하며 적합하지 않고, PMI 피드백이 없는 개루프 (open loop) MIMO또는 부분 PMI 피드백이 존재하는 세미 개루프 (semi-OL) MIMO 전송이 적합하다.
[124] 한편, (세미) 개루프 MIM0 전송 방식에 있어서 UE2 데이터의 경우， BF CSI-RS 2의 수신 강도가 좋기 때문에 BF CSI-RS 2에 적용된 빔을 사용하는 것이 바람직하며 디지털 프리코더는 RE/RB/PRG/SB 단위로 순환하거나 SFBC 를 적용하여 다이버시티 이득을 얻는 것이 바람직하다. 반면， UE1 데이터의 경우, BF CSI-RS 1 및 BF CSI-RS 2 에 각각 적용된 빔 1 과 빔 2 의 수신 강도가 비슷하기 때문에, 범 1 과 빔 2 를 RE/RB/PRG/SB 단위로 순환 전송하는 동시에 디지털 프리코더는 RE/RB/PRG/SB 단위로 순환하거나 SFBC를 적용하여 다이버시티 이득을 얻는 것이 바람직하다.
[125] 본 발명은 UE1 와 같이 섹터 경계에 위치한 UE 에게 (세미) 개루프 MIM0 를 적용하는 경우 UE의 CQI 계산 방식을 제안한다 .
[126] 제 1 실시예 - (아날로그) 빔 순환 기법과 UE의 CSI 계산방식
[127] 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 섹터 경계에 위치한 UE에게 (세미) 개루프 MIM0를 적용하는 경우 UE 의 CQI 계산 방식을 예시한다. 특히， 도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 다중 BF CSI-RS 순환을 기반으로 한 UE의 CQI 계산 방식을 예시한다.
[128] 도 11에서 UE 1는 RU ( frequency t ime resource uni t )에 따라 BF CSI-RS 1 또는 BF CSI-RS 2 로부터 번갈아 가며 채널을 추정하게 된다. BF CSI-RS 1， BF CSI-RS 2 각각으로부터 추정된 채널을 HI , H2 라고 할 때， 홀수 번째 RU 에서는 HI 채널을 가정하고 짝수 번째 RU 에서는 H2 채널을 가정하여 WB/SB CQI 를 계산한다. RU 는 RE/RB/PRG/SB 등의 주파수 단위로 정의될 수 있으며 또는 OFDM 심볼 / OFDM 심볼 그룹 /타임 슬롯 (t ime slot ) 등의 시간 단위로 정의될 수 있다. 다만， 채널의 주파수 선택도 (Frequency select ivi ty) )를 고려해 볼 때， RU 는 주파수 단위로 정의되는 것이 바람직하다.
[129] 또한 RU 는 논리적으로 ( logi cal ly) 정의된 자원 단위일 수 있으며 이 경우 물리적 자원 와의 맵핑은 따로 정의되고 하나의 RU 는 연속적 물리적 자원들로 구성되거나 비-연속적 (즉 분산적 (di str ibuted) ) 물리적 자원으로 구성될 수 있다. 설명의 편의를 위해 두 개의 BF CSI-RS 의 순환을 예로 기술하였으나 두 개 이상의 다중 BF CSI-RS 를 순환하는 경우에도 동일한 방식으로 RU 단위로 BF CSI-RS 를 순환하여 제안 기법올 적용할 수 있다. 예를 들어 N개의 BF CSI-RS (즉， BF CSI-RS 0， BF CSI-RS 1 , BF CSI-RS 2， … BF CSI-RS N_l)가 순환하는 경우 UE는 RU 인덱스 r에 대해 BF CSI-RS (r % N)를 이용하여 채널 추정을 수행한다. (여기서， %는 모들러 연산을 의미한다. )
[130] SB CQI/CSI 계산 및 보고 시에 (순환) RU 의 배수가 SB (subband) 단위가 되도록 RU를 설정하는 것이 바람직하다. 이로 인하여 , 하나의 SB 에도 다수개의 BF CSI-RS 가 순환함에 따라 SB CQI/CSI 에도 빔 다이버시티 이득이 반영된다. 또한 순환되는 BF CSI— RS (즉, (아날로그) 송신 빔)의 개수가 N개일 때, SB는 (RU * N) 의 배수가 되도록 설정한다. 예를 들어 , RU가 1 RB이면 SB는 N RB의 K배로 설정되고 이로써 하나의 SB 에 대해 온전한 빔 순환이 1 ( 번 나타나게 된다. 마찬가지로 WB CQI/CSI 계산 및 보고 시에도 WB 가 (RU * N) 의 배수가 되도록 설정함으로서 WB에 대해 온전한 빔 순환이 K번 나타나게 할 수 있다.
[131] 제 2 실시예 - (아날로그) 범 순환 및 (디지털) 다이버시티 프리코더를 이용한 다이버시티 전송 기법
[132] 도 11 에서 UE 는 두 BF CSI-RS 를 RU 에 따라 순환 하여 개루프 CQI/CSI (세미-개루프 또는 개루프 MIM0 전송 기법을 가정한 CQI/CSI )를 계산하는 데， 이 때 추가적으로 디지탈 빔에 대한 다이버시티 이득을 얻기 위해서 PMI 순환 및 /또는 SFBC 프리코더 및 /또는 LD (Large delay) CDD 를 적용하여 달성 가능한 CQI (또는 CSI )를 계산한다. BF CSI-RS의 순환 RU와 PMI의 순환 단위는 다르게 설정하는 것이 바람직하며， BF CSI-RS 순환 RU 를 크게 설정하고 PMI 순환 단위를 작게 설정함으로써， 단일 BF CSI-RS 의 범 (즉， 아닐로그 범)내에서도 디지탈 범을 순환하여 다이버시티 이득을 효과적으로 얻을 수 있다
[ 133] UE 는 아래 수학식 11 을 통해 CSI-RS 포트로 데이터 수신을 했을 때 달성 가능한 CQI를 계산하게 된다. 아래 수학식 11은 데이터와 CSI-RS포트 간의 맵핑을 나타내고 있다.
[ 134] 【수학식 11】
Figure imgf000024_0001
where i is modulation symbol index,
yk (i) is a vector representing the port(s) of BF CSIRS k,
A(i) and B(i) are a digital precoding matrix, respectively,
[ 35] x(i)is a vector representing single - layer or multi - layerdata (or control informatioi
[ 136] N개의 BF CSI-RS (즉， BF CSI-RS 0 , 1 , 2 , ··· N-l)가 순환하는 경우 UE는 RU 인텍스 r 에 대해 BF CSI-RS y(r¾N)( i )를 이용하여 데이터를 수신한다고 가정한다. 설명의 편의상 디지털 프리코더에 해당하는 프리코딩 행렬을 A 행렬, B 행렬로 나누어 표현하였다. CSI 계산 시점에서 UE 는 A 행렬 , B 행렬 모두 CSI-RS 포트에 적용되어 데이터 전송을 위한 빔포밍 용도로 사용되었다고 가정한다. 하지만 복조 시점에서 UE 는 B 행렬 만 DM-RS 포트에 적용되어 데이터 전송을 위한 범포밍 용도로 사용되었다고 가정한다. B 행렬이 단위 행렬이 아닌 경우 데이터와 DM-RS 는 더 이상 1 : 1 맵핑 관계가 성립하지 않아 비-트랜트페이런트 (non-transparent ) DM-RS 기반 전송이 된다.
[ 137] 반면 A 행렬은 이미 각 DM-RS 포트로부터 추정된 유효 채널 (ef fect ive channel )에 적용되어 있으므로 UE 트랜스페어런트 (transparent )하다. 설명의 편의를 위하여， 아래 수학식 12 및 수학식 13올 참조한다.
[ 138] 【수학식 12】 where i is modulation symbol index,
zk{i) is a vector representing the DMRS port(s) on which (analog) beam k and precoding matrixA is applied,
B(i) is a digital precoding matrix,
x(i) is a vector representing single - layer or multi - layerdata (or control informatic
[ 140] 수학식 12 는 데이터가 DM-RS 포트로 전송될 때 적용되는 디지털 프리코더 B를 보여준다. (아날로그) 빔 0， 빔 1 , 빔 2， … 빔 N-1가 순환하는 경우 UE는 RU 인덱스 r 에 대해 DM-RS z(rW ( i )를 이용하여 데이터를 수신한다. 수학식 11과 달리 수학식 12에서 A 행렬이 적용되지 않는 이유는 수학식 13에서 설명한다.
[ 141] 【수학식 13】 yA (/) = A(/ (/),
where where i is modulation symbol index,
[ 142] y^(/) is a vector representing the port(s) of BF CSIRS k,
A(i) is a digital precoding matrix,
s(i) is a vector representing DMRS sequence(s)
[ 143] 수학식 13에서 DM-RS 시퀀스가 디지털 프리코더 A를 적용하여 CSI-RS 포트를 통해 전송된다. 따라서 DM-RS 포트에는 A 행렬과 (아날로그) 빔 k 가 적용된 유효 채널이 형성된다.
[ 144] 간단하게는 A를 단위 행렬 I로 설정하고 B를 통해 디지털 프리코딩을 적용할 수 있다. 결과적으로 CSI-RS 포트와 DM-RS 포트는 동일해지며 범 순환 행렬 또는 SFBC 프리코딩 행렬 또는 LD-CDD프리코딩 행렬을 B로 설정하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이는 CSI 계산과 복조를 위해 CRS 포트를 사용하는 LTE REL-8 시스템에서 디지털 프리코더로 빔 순환 행렬 / LD CDD 프리코딩 행렬을 적용하는 전송 모드 3 (TM3) 또는 디지털 프리코딩으로 SFBC 행렬을 적용하는 전송 모드 2 (TM2)와 유사한 개루프 MIM0 전송 방식이다. 제안 기법과 기존 TM2/3 와의 차이점은 BF CSI-RS 순환을 통해 추가적인 빔 다이버시티를 얻는 것이다.
[ 145] A 행렬을 활용하면 UE 에게 채널 강도가 높은 특정 방향으로 DM— RS 포트를 생성할 수 있으며， 특정 방향 내에서 B 행렬을 활용하여 추가 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 예를 들어 , UE는 듀얼 코드북에서 W1을 피드백하고 W2는 일부 PMI를 순환하여 A 행렬을 생성할 수 있다. 즉， UE 가 Wl PMI=0 을 괴드백하고 W2 PMI 는 {0 , 1 ,2 ,3} 내에서 순환하며 순환 하는 단위인 RU 의 인덱스를 1 로 설정했다면 A = W1(0)*W2( 1 mod 4)로 설정하여 A를 생성한다.
[146] B 행렬로는 LD CDD (즉， TM3)에 해당하는 WDU 행렬, SFBC 프리코딩 행렬， or Re 1-14 eFD-MIMO 에 도입된 코-페이즈 (co-phasing) 순환 행렬등 다양한 설정이 가능하다. 행렬 B 의 일례로 SFBC 프리코딩 행렬과 코-페이즈 순환 행렬을 수학식 14 및 수학식 15 에 기술하였다. 특히, 수학식 14 의 경우， 탱크 1 에서 전송 다이버시티 기법이 이용되며, 수학식 15 의 경우 탱크 2 에서 코-페이즈 순환이 이용된다. 또한, 수학식 14 및 수학섟 15 에서 i 는 변조 심볼 인덱스를 지칭하며， 세미 개루프 MIM0 를 위한 RE 레벨 PDSCH 프로세싱은 DM-RS 포트 7 및 8 (즉， z(7) , z(8))에 기반하여 수행된다.
[ 147] 【수학식 14】
-
[ 148]
Figure imgf000026_0001
[149] 【 시
1수하
丁 ， ᄀ 14]
φ _ ejn moi(i,l)l2
[150]
Figure imgf000026_0002
[151] 제 3실시예 - BF CSI-RS의 순환 집합 설정 방식
[152] 개루프 CQI (또는 개루프 MIM0 를 가정한 RI， PMI , CQI 등등의 개루프 CSI ) 계산에서 이용할 순환 BF CSI-RS의 집합은 다음과 같은 방식으로 설정될 수 있다.
[153] 첫 번째로, 기지국이 UE 에게 순환 BF CSI-RS 의 집합을 UE 에게 지시 해주고 UE 는 지시 된 집합 내에서 순환 적용하여 개루프 CQI 를 계산한다. 이 방식은 지시의 동적 /반 -정적 특성에 따라 다음과 같이 세분화 된다.
[154] - 반 -정적 지시: 기지국은 단일 CSI 프로세스 (또는 단일 CSI 측정 세트 또는 BF CSI-RS group) 내에 복수 개의 BF CSI-RS를 정의하여 RRC 시그널링을 통해 UE 에게 반—정적 하게 지시 하게 되며 , UE 는 단일 CSI 프로세스 내에 정의된 모든 BF CSI-RS 를 순환 하여 개루프 CQI 를 계산한다. 예를 들어 CSI 프로세스 내에 8 개의 BF CSI-RS 가 설정된 경우 8 개의 BF CSI-RS 모두를 RU 단위로 순환 하여 개루프 CSI를 계산한다. (물론, RU 단위 역시 기지국이 UE에게 지시 한다. )
[155] - 동적 지시': 기지국은 단일 CSI 프로세스 (또는 단일 CSI 측정 세트 또는 BF CSI-RS group) 내에 복수 개의 BF CSI-RS 를 정의하여 RRC 시그널링을 통해 UE 에게 반ᅳ정적 하게 지시 한다. 이후 해당 CSI 프로세스내에 정의된 CSI-RS들 증 일부 서브셋을 L1(DCI )/L2(MAC 시그널링) 시그널링을 통해 추가 지시 하고 UE 는 해당 서브셋에 대해서만 CSI— RS 를 순환하여 개루프 CSI 를 계산한다. 제안 방식을 이용하여 동적하게 BF CSI-RS 순환 서브셋을 지정함에 따라 기지국은 UE 의 위치에 따라 최적 순환 (아날로그) 빔을 보다 신속하게 변경 할 수 있다. 또한 철도나 고속도로와 같이 UE 의 이동 위치가 예상되는 경우에 유용할 수 있다. 예를 들어， UE 의 예상 이동 위치를 넓게 커버 (cover)하는 8 개의 BF CSI-RS 를 단일 CSI 프로세스로 설정한다. 이후 8 개의 BF CSI-RS 중에서 숏-텀 (short term) 관점에서 예상 이동 위치를 커버하는 2 개의 BF CSI-RS 를 L1/L2 시그널링으로 지정해준다. 다시 일정 시간이 지나면 8 개의 BF CSI-RS 중 또 다른 2 개의 BF CSI-RS 를 L1/L2 시그널링 하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
[156] 두 번째로 , UE가 순환 BF CSI— RS의 집합을 결정하고 기지국에게 보고한다. 두 번째 방식은 BF CSI-RS 집합을 UE가 결정하기 때문에 UE 복잡도가 증가하며 결정된 집합을 보고함에 따라 UL 오버헤드가 증가한다. 두 번째 방식의 단점을 완화시키기 위해서 세 번째 방식을 제안한다.
[157] 세 번째로, 기지국이 L1/L2 or RRC 시그널링을 통해 순환 BF CSI-RS서브셋의 후보를 UE 에게 알려주고 UE 가 그 후보 증 하나를 선택하고 기지국에게 보고한다. 예를 들어, 기지국은 단일 CSI 프로세스 (또는 단일 CSI 측정 세트 또는 BF CSI-RS 그룹) 내에 8 개의 BF CSI-RS (즉， BF CSI-RS 0 내지 BF CSI-RS 7)를 정의하여 RRC 시그널링을 통해 UE 에게 반-정적으로 지시한다. 추가적으로 기지국은 선택 가능한 순환 BF CSI— RS 서브셋의 후보로 {BF CSIᅳ RS O} , {BF CSI-RS 1 내지 BF CSI— RS 3} , {BF CSI-RS 4 내지 BF CSI-RS 6}， {BF CSI-RS 1 , BF CSI-RS 3, BF CSI-RS 5， BF CSI-RS 7}을 지정한다. UE 는 네 개의 서브셋 후보 중 하나를 선택하여 개루프 CSI 를 계산하며 선택된 후보를 기지국으로 보고한다.
[158] 만약 {BF CSI-RS 0}를 선택한 경우, UE는 BF CSI-RS 순환을 적용하지 않는다. 하지만 이 경우에도 디지털 빔포밍 에 대한 공간 다이버시티 이득을 얻을 수는 있다. BF CSI-RS 0에 걸리는 범이 특정 국지적 영역을 향하고 있다면 UE는 그 지역 내에서 디지털 빔포밍 에 대한 공간 다이버시티 이득을 얻게 된다. 또는 BF CSI-RS 0 에 걸리는 빔이 전 셀 /섹터 영역 또는 넓은 영역을 향하고 있다면 UE 는 전 셀 /섹터 영역 내에서 디지털 빔포밍 에 대한 공간 다이버시티 이득을 얻게 된다. 이처럼 순환 BF CSI-RS 서브셋을 선택하는 과정에서 UE 는 (아날로그) BF CSI-RS 순환을 적용할 지 적용하지 않을 지를 선택하여 (암묵적으로) 보고하게 된다. 또는 UE 는 통-텀 ( long term)으로 BF CSI-RS 순환 On/Off 선호 여부를 기지국에게 (명시적으로) 보고하고 기지국은 이 보고를 기반으로 순환 BF CSI-RS 서브셋의 후보를 지정해주거나 스케줄링 한다. 또는 UE 는 통-팀으로 BF CSI-RS 순환 On/Off 스스로 결정하고 기지국에게 보고하며， On 으로 설정한 후에는 BF CSI-RS 순환을 적용한 CSI를 보고하며 , OFF 설정한 후에는 BF CSI-RS 순환이 적용되지 않은 CSI를 보고한다. 또는 기지국이 네트워크 관점에서 BF CSI-RS 순환 On/Of f 를 결정하고 UE에게 알려줄 수 있다.
[ 159] 마찬가지로 디지탈 빔에 대한 다이버시티 프리코더의 On/Off 그리고 어떤 다이버시티 프리코더를 사용할지 (SFBC 프리코더 , LD CDD프리코더， SD CDD프리코더， 빔 순환 프리코더 , 그리고 코-페이즈 순환 프리코더 등)를 UE 가 직접 선택하고 기지국으로 보고할 수 있다. UL 오버헤드를 고려하여 이러한 보고는 통-텀 주기로 보고하는 것이 적합하다. 또는 네트워크 관점에서 기지국이 이러한 결정을 하고 UE에게 지정해주는 것이 가능하다.
[160] 기지국은 사전에 UE 로부터 최대 몇 개의 순환 BF CSI-RS 집합의 후보들에 대하여 개루프 CSI 를 계산할 수 있는 지 여부에 대하여 UE 성능 보고를 받고， 해당 성능 보고에 따라 순환 BF CSI-RS 집합 후보를 지정해주어야 하다. 즉， 단말의 처리 능력이 낮은 경우 UE 는 최대 후보 개수를 적게 보고하여 CSI 계산의 과부하가 걸리는 것을 방지한다.
[161] 세 번째 방식에서 기지국이 순환 BF CSI-RS 집합의 후보들을 지정해주는 또 다른 이유는 안테나 구현에 따라 한 순간 (또는 하나의 OFDM 심볼)에 송신할 수 있는 아닐로그 범의 개수가 제한되기 때문에 기지국이 이를 감안하여 후보를 정하는 것이 바람직하기 때문이다. 예를 들어 기지국이 8개의 TXRU를 가지고 있고， CSI-RS 포트와 TXRU를 1 : 1 맵핑 시켜 시스템을 운용하는 경우를 고려해볼 수 있다. 만약 (아날로그) 범 i 가 적용된 2 포트 BF CSI-RS i ( i=0 , l , 2 , 또는 3)를 UE 에게 설정했다면 UE 는 기지국의 2 안테나 포트부터 한 순간 (즉， 하나의 OFDM 심볼)에 최대 4 개의 (아날로그) 빔을 통해 데이터를 수신 받을 수 있다. 따라서 기지국은 최대 4개의 BF CSI-RS로 구성된 순환 집합을 지시해줄 수 있다.
[162] 이때 (아날로그) 빔 i 가 적용된 4 포트 BF CSI-RS i ( i=0, l ,2 또는 3)를 UE 에게 설정했다면， UE 는 기지국의 4 안테나 포트부터 하나의 OFDM 심볼에 최대 2 개의 (아날로그) 빔을 통해 데이터를 수신 받을 수 있다. 따라서 기지국은 최대 2개의 BF CSI-RS로 구성된 순환 집합을 지시해줄 수 있다. 마찬가지로, (아날로그) 범 i 가 적용된 8 포트 BF CSI-RS i ( i=0 , l ,2 또는 3)를 UE 에게 설정했다면 UE 는 기지국의 8 안테나 포트부터 하나의 OFDM 심볼에 최대 1 개의 (아날로그) 빔을 통해 데이터를 수신 받을 수 있다. 따라서 기지국은 최대 1 개의 BF CSI-RS 로 구성된 순환 집합을 지시해줄 수 있다. 결과적으로 기지국은 TXRU 의 개수， CSI-RS 포트 수를 고려하여 순환 빔 집합 또는 순환 빔 집합의 후보를 UE 에게 지시해주어야 하다.
[163] 제 4실시예 - 순환 BF CSI-RS 설정의 제한 및 개루프 CSI
[164] 도 12 는 본 발명의 실시예에 따라 UE 가 계산하고 보고하는 개루프 CSI 의 예시이다.
[165] 도 12를 참조하면 , UE는 도 11와 같이 BF CSI-RS 1 과 BF CSI-RS 2를 통해서 다른 (아날로그) 빔이 적용된 채널을 추정하고, RU 별로 채널을 번갈아 가정하여 CSI 를 계산한다. 이 때 계산한 RI 는 두 BF CSI-RS 채널이 섞여 있을 때 수신 가능한 최적 RI이며 하나의 공통 RI 값이다. (즉, 각 BF CSI-RS별로 따로 적용되는 두 개의 RI 가 아니다. ) 두 BF CSI-RS 의 포트 수가 다른 경우 각 CSI-RS 별로 선택 가능한 RI 집합이 달라지게 된다. 따라서 이 경우 각 CSI-RS 포트 수 가장 작은 포트 수를 기준으로 RI의 최대값을 제한하는 것이 바람직하다. 또는 UE는 기지국이 CSR (codebook subset restr ict ion) 등의 RRC 시그널링을 통해 두 CSI-RS 에 대해 선택 가능한 RI의 집합을 동일하게 설정하는 것을 기대한다.
[ 166] 또한 이 때 계산한 CQI 는 두 BF CSI-RS 채널이 섞여 있을 때 수신 가능한 최적 CQI 이며 하나의 공통 CQI 값이다. (즉， 각 BF CSI-RS 별로 따로 적용되는 두 개의 CQI가 아니다. )
[167] 다만, PMI는 두 가지 방 이 가능하다. [168] 첫 번째 방안으로 UE 는 각 BF CSI-RS 별로 다른 순환 PMI (디지털 프리코더)를 적용해서 CSI 를 계산한다. 예를 들어 행렬 A 의 빔 순환을 가정할 때 UE는 BF CSIᅳ RS 1의 채널 (채널 HI)과 BF CSI— RS 2의 채널 (채널 H2)에 대해 서로 다른 W1을 피드백하고 W2를 순환 하여 행렬 A를 생성한다. 즉， UE는 HI에는 W1 PMI = 1과 W2 PMI 순환 {0 , 1 , 2,3}을 이용하여 A 행렬을 생성하고 H2에는 Wl PMI = 2과 W2 PMI 순환 {0，1 , 2，3}을 이용하여 A 행렬을 생성한다. 상기 예에서 HI 과 H2 에 상웅하는 Wl PMI는 다르지만 순환하는 W2 PMI의 집합이 같다. 추가적으로 순환하는 W2 PMI의 집합을 다르게 설정하므로서 각 채널에 최적화된 빔 순환을 적용하는 것이 가능하다. HI 과 H2 에는 서로 다른 (아날로그) 빔이 적용되어 있으므로 최적 W1 PMI를 다르게 설정하는 것이 바람직하며 결과적으로 UE는 세미-개루프 MIM0에서 두 개의 부분 PMI 를 (예를 들어, 두 개의 W1) 피드백 하게 된다. 하지만 단점으로는 UE의 PMI 계산량 증가 및 UL 페이로드 사이즈 증가가 발생한다.
[169] 두 번째 방안으로 UE 는 순환 BF CSI-RS 에 공통 PMI 순환을 적용해서 CSI 를 계산한다. 즉, UE는 HI과 H2에 대해 하나의 공통 Wl PMI (예를 들어， Wl PMI = 1을 피드백 했다면 Wl PMI =1 을 이용하여 A 행렬 생성)과 W2 PMI 순환 {0, 1ᅳ2，3}을 이용하여 A 행렬을 생성하고 CSI를 계산한다. 결과적으로 UE는 하나의 공통 W1만을 피드백 하게 된다.
[ 170] 디지털 프리코딩을 결정하는 B 행렬 역시 BF CSI-RS 별로 설정되거나 동일하게 설정될 수 있다.
[ 171] 순환되는 BF CSI-RS 간의 포트 수가 다른 경우 단말 및 기지국의 구현 복잡도가 증가할 수 있기 때문에, 간단하게는 포트 수를 항상 같도록 제한 할 수 있다ᅳ 즉, IE 는 순환 되는 BF CSI-RS 간에 서로 다른 포트수로 설정되는 것을 기대하지 않는다. (또는, UE가 순환 BF CSI-RS 집합을 결정하는 경우에는 UE는 동일 포트 수를 가지는 BF CSI-RS 들로만 집합을 구성한다. ) 특히， 공통 PMI 순환 (두 번째 방안)을 이용하는 경우에는 포트 수가 같은 것이 바람직하다. 이는 포트 수가 다른 경우 코드북 이 달라지므로 공통 PMI 를 적용하기 어려워지기 때문이다. 추가적으로 CSR등으로 순환 적용 가능한 PMI 집합이 제한된 경우 순환 BF CSI-RS에 대해 모두 동일한 PMI 집합이 설정되어야 한다.
[172] 제 5 실시예 - (아날로그) 빔 순환 을 적용한 데이터 /제어정보 송신과 IE 의 데이터 /제어정보 복조 방식 [ 173] 도 13 은 본 발명에서 제안하는 (아날로그) 빔 순환의 세 가지 운용 방식을 보여준다.
[ 174] 도 13 의 옵션 (opt i on) 1 에서 (아날로그) 범의 순환 RU ( frequency t ime resource uni t )는 DM-RS PRB 번들;링 이 적용된 주파수 자원 단위인 PRG 이다. UE 는 PRG 단위로 DM-RS 채널 추정을 수행하게 된다. 추정된 채널을 이용하여 해당 PRG 에서의 데이터를 복조한다. 옵션 1 에서 하나의 OFDM 심볼에서는 두 개의 아닐로그 빔 (즉 빔 1 과 빔 2)이 동시 전송된다. 그 결과 하나의 OFDM 심볼 에서 여러 개의 아닐로그 빔 (즉， 범 1과 빔 2)을 동시 전송하기 위해서 더 많은 TXRU를 요구하게 되므로 기지국 구현 비용이 증가하는 단점이 있다.
[ 175] 옵션 1의 단점을 해결하기 위해 도 13의 옵션 2에서는 OFDM심볼을 아닐로그 빔 순환의 RU로 설정하였다. 그 결과 한 심볼에 하나의 아닐로그 빔만을 전송한다. 하지만 옵션 2 의 단점으로 DM-RS 오버헤드가 증가하게 된다. 옵션 1 과 비교해 볼 때, 옵션 2 에서는 한 PRG 내에 두 OFDM 심볼을 사용하여 (아날로그) 빔 1 과 2 가 적용된 DM-RS를 전송하게 된다.
[ 176] 하드웨어 적으로 아닐로그 빔을 변경할 때 걸리는 시간이 클 경우 옵션 2 와 같이 심볼 단위로 아닐로그 빔을 변경하는 것은 바람직하지 않겠다. 이 경우에는 옵션 3 과 같이 심볼 그룹 단위로 아닐로그 빔을 순환하여, 아닐로그 범을 변경할 때 걸리는 시간으로 인한 성능열화를 최소화하는 것이 바람직하다.
[ 177] 옵션 2 및 옵션 3 에서 아닐로그 범을 변경할 때 걸리는 시간으로 인한 성능열화를 완화하기 위해서 범이 변경되는 OFDM 심볼의 CP 길이를 길게 설정할 수 있다. 옵션 2 와 같이 심볼 단위로 빔 이 변하는 경우 모든 심볼에 대해 확장 (extended) CP 를 사용하며 옵션 3 처럼 심볼 그룹 단위로 범 이 변하는 경우 빔이 변경되는 심볼 그룹의 첫 번째 OFDM 심볼만 확장 CP를 사용한다. 읍션 1 내지 옵션 3 에서 제어정보에 적용되는 (아날로그) 빔이 데이터 그리고 DM-RS 에 적용되는 빔과 다를 경우 제어 정보가 전송되는 OFDM 심볼 다음 심볼은 확장 CP 로 설정해 주어야 하다.
[ 178] 상기 옵션들 중 어떤 운용 방식을 택할지는 기지국이 결정하여 UE 에게 시그널링 해주어야 하다. 또한 UE 는 지시된 운용 방식에 따라 해당 RU 단위로 BF CSI-RS 를 순환하여 개루프 CSI 를 계산해야 하며, 복조 시에도 동일 RU 단위로 DM-RS 를 변경해 가며 사용해야 하다. 예를 들어, 읍션 1 에서는 PRG 단위로 DM-RS 채널 추정을 수행하고 그 채널을 이용하여 해당 PRG 에 있는 데이터를 복조 해야 하다. (옵션 1에서는 PRG 단위로 BF CSI-RS를 순환하여 CSI를 계산한다. )
[179] 옵션 2 에서는 OFDM 심볼 1， 2 에 대해 각각 DM-RS 채널 추정을 수행하고， 홀수 인텍스의 OFDM 심볼로 전송되는 데이터는 OFDM 심볼 1 의 DM-RS 채널을 통해 복조 해야하며， 짝수 인덱스의 OFDM 심볼로 전송되는 데이터는 OFDM 심볼 2 의 DM-RS 채널을 통해 복조 해야 하다. (옵션 2 에서는 심볼 단위로 BF CSI-RS 를 순환하여 CSI 를 계산한다. ) 옵션 3 에서는 심볼 그룹 (예를 들어， 슬롯) 의 첫번째 심볼의 DM-RS 채널을 통해 해당 그룹의 데이터를 복조 한다. (읍션 3 에서는 심볼 그룹 또는 슬롯 단위로 BF CSI-RS를 순환하여 CSI를 계산한다. )
[ 180] 도 13 에서 (아날로그) 빔 순환만 표현하였으나 데이터와 DM-RS 와의 포트 맵핑인 수학식 12 의 B 행렬 의해 디지탈 범 다이버시티 (예를 들어, 범 순환 또는 SFBC) 을 적용하거나, DM-RS 시퀀스와 CSI-RS 포트 간의 맵핑인 수학식 13 에서 A 행렬 의해 디지탈 빔 순환을 적용할 수 있다. 상술한 바와 같이 B 행렬을 이용하여 다이버시티를 얻는 경우라면 데이터와 DM-RS 포트는 더 이상 1 : 1 맵핑 되지 않는 반면, B 행렬 없이 (즉 B = 단위 행렬) A 행렬만 이용하여 디지탈 빔 다이버시티 를 얻는 경우, 기존 DM-RS 전송처럼 데이터와 DM-RS 포트는 여전히 1 : 1 맵핑된다.
[ 181] 한편, 도 13 에서 다이버시티 전송 기법을 데이터에 적용한 예를 도시하였으나, 제어 정보 (예를 들어, DCI ) 에도 적용할 수 있다. 즉， 상술한 도 13 의 옵션 1 내지 옵션 3 에서 제어 정보도 특정 RU 단위로 (아날로그) 빔 순환을 적용하여 전송할 수 있다. 자세한 내용은 제어 정보 복조를 위한 RS 로 DM-RS 사용하는 지 아니면 별도의 RS를 사용하는 지에 따라 후술한다.
[ 182] 첫 번째로, 제어 정보 복조를 위한 별도의 RS (즉， PDCCH RS)가 (DM-RS 와는 별도로) 설정되어 있다면， 제어 정보와 PDCCH RS 가 모두 특정 주파수 /시간 자원 단위로 (아날로그) 빔 순환 되어 전송되어야 하다. 예를 들어， 도 13 의 읍션 1 내지 옵션 3 에서 단일 PRG 내에서 전송되는 제어 정보와 PDCCH RS 는 모두 동일 (아날로그) 빔으로 전송되며 PRG 단위로 적용되는 빔은 순환 한다. 이를 수신하기 위해서 UE는 PRG 별로 PDCCH RS를 통해 채널을 추정하고 제어 정보를 복조 한다.
[ 183] 또한 제어 정보와 PDCCH RS가 다중 심볼로 전송된다면 심볼 단위의 빔 순환도 적용가능 하다. 예를 들어， 도 13 의 읍션 1 내지 읍션 3 에서 2 심볼로 제어 정보 및 PDCCH RS 가 전송된다면 첫 번째 심볼에는 빔 1 을 적용한 제어 정보 및 PDCCH RS가 전송하고 두 번째 심볼에는 빔 2을 적용한 제어 정보 및 PDCCH RS를 전송한다. UE는 각 심볼 별로 PDCCH RS 통해 채널올추정하고 제어 정보를 복조 한다.
[184] 두 번째로， 제어 정보 복조를 위한 RS로 (데이터 복조에서 사용하는 동일한) DM-RS 를 사용하는 경우를 후술한다. 예를 들어, 도 13 의 읍션 1 내지 옵션 3 에서 제어 정보가 PRG 단위로 빔 순환 되며 전송될 수 있다. 구체적으로 옵션 1 에서는 DM-RS 도 PRG 단위로 빔 순환이 되므로 UE 는 PRG 단위로 DM-RS 채널을 추정한 뒤 , 제어 정보를 복조 한다.
[185] 반면 옵션 2 및 옵션 3에서는 DM-RS는 심볼 /심볼 그룹 단위로 범 순환되므로 제어정보가 전송되는 PRG 에 따라서 다른 심볼에 존재하는 DM-RS 로 채널 추정을 해야 한다. 예를 들어, 옵션 2 에서 짝수 인덱스의 PRG 의 제어 정보 복조 시 첫 번째 OFDM 심볼에 전송되는 DMᅳ RS 채널을 이용해야 하며， 홀수 인덱스의 PRG 의 제어 정보 복조 시 두 번째 OFDM 심볼에 전송되는 DM-RS 채널을 이용해야 한다.
[ 186] 또한 제어 정보가 다중 심볼로 전송된다면 심볼 단위의 빔 순환도 적용가능 하다. 예를 들어, 도 13 의 옵션 1 내지 읍션 3 에서 2 심볼로 제어 정보가 전송된다면 첫 번째 심볼에는 빔 1 을 적용한 제어 정보를 전송하고 첫 번째 심볼에는 빔 2 을 적용한 제어 정보를 전송한다. 구체적으로 읍션 1 에서 UE 는 첫 번째 심볼에 전송되는 제어정보는 짝수 인덱스의 PRG 의 DM— RS 채널을 통해 수신하고 두 번째 심볼에 전송되는 제어 정보는 홀수 인덱스의 PRG 의 DM-RS 채널을 통해 수신한다. 옵션 2 및 옵션 3 에서 UE 는 첫 번째 심볼에 전송되는 제어정보는 범 1 이 적용된 심볼의 DM-RS 채널을 통해 수신하고 두 번째 심볼에 전송되는 제어 정보는 빔 2가 적용된 심볼의 DM-RS 채널을 통해 수신한다.
[187] 또는 옵션 1 내지 옵션 3 에서 EPDCCH 개념을 도입하여 제어 정보를 데이터 전송 방식과 유사하게 전송하고 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 즉， 데이터 전송 E 에 제어 정보가 전송되며 데이터 복조와 마찬가지로 DM-RS 를 통해 제어 정보가 복조된다. 다만， 옵션 1 에서는 다이버시티 이득을 얻기 위해 항상 다수개의 PRG를 묶어 제어 정보를 수신해야 한다. 반면에 옵션 2 및 옵션 3 에서는 빔이 심볼 (또는 심볼 그룹) 단위로 순환 함에 따라 단일 PRG 에서도 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
[188] 제 6 실시예- (아날로그) 빔 순환 및 안테나 포트 집성 기법 [189] 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다중 BF CSI— RS 순환과 안테나 포트 집성을 기반으로 한 UE 의 CQI 계산 방식을 나타낸다. 여기서, 안테나 포트 집성은 둘 이상의 송신 포인트로부터 JT 기법으로 하향링크 데이터 수신을 위한 CSI 보고 시, 피드백 오버해드 감소를 위하여 둘 이상의 송신 포인트들 각각의 안테나 포트들을 하나의 안테나 포트 집합으로 간주하여 피드백을 수행하는 것을 말한다.
[ 190] 도 14에서 UE는 도 11과 달리 각 RU에 대한 채널을 추정할 때 2개 이상의 BF CSI-RS 를 이용하여 채널 추정 후 각 채널을 집성하여 하나의 슈퍼 채널 (super channel )을 만들고 그 채널을 기준으로 CSI를 계산한다. 도 14에서 HO , HI , H2는 BF CSI-RS 0 , 1 , 2로부터 각각 추정된 채널을 의미한다.
[ 191] 예를 들어 , RU 1에서 1 포트 BF CSI-RS 0과 1 포트 BF CSI-RS 1로부터 각각 단일 포트 채널 H0 과 HI 을 추정한 후 두 채널을 집성하여 [HO HI]에 해당하는 2 포트 채널을 기준으로 CSI를 계산한다. RU 2에서는 다른 BF CSI-RS조합을 이용하여 동일 방식으로 CSI를 계산하며 RU 별로 BF CSI-RS 조합을 순환 함으로써 (아날로그) 범 다이버시티를 얻올 수 있다. 구현 복잡도를 감소시키기 위해 하나의 RU 에 집성되는 다중 CSI-RS 는 모두 동일 포트 수를 갖도록 제약을 가질 수 있으며， 집성 된 다중 CSI— RS 의 포트 수의 합이 RU 별로 동일하게 유지되도록 제약을 가질 수 있다.
[ 192] 다만， 상기 수학식 11에서 CSI-RS 포트 y는 집성된 포트로 변경되어야 하다. 즉, BF CSI-RS i 의 포트를 yi라고 할 때 짝수 인덱스의 RU 에서 y = [y0 T τ] τ로 설정되고, 홀수 인덱스의 RU 에서 y - [yiT y2 τ] τ로 설정된다. 추가적으로 수학식 11의 A , Β 행렬을 통해 디지탈 빔 다이버시티를 얻는다.
[ 193] 기지국은 BF CSI-RS 순환 과 더불어 포트 집성을 수행해야 하는 지 말아야 하는지를 UE 에게 지시해줄 수 있다. 추가적으로 기지국은 순환 BF CSI-RS 집합 및 /또는 집성된 BF CSI-RS 조합 및 /또는 집성될 BF CSI-RS 개수 을 UE에게 알려주고 UE 는 지시된 방식에 따라 순환을 적용하여 CSI 를 계산한다. 또는 UE 가 순환 BF CSI-RS 집합 및 /또는 집성된 BF CSI-RS 조합 및 /또는 집성될 BF CSI-RS 개수를 선택하여 기지국에게 보고할 수 있다.
[ 194] 상기 예제는 설명의 편의를 위해 두 개의 CSI— RS 간의 포트 집성을 설명하였으나 이를 일반화하여 N 개의 CSI-RS 의 포트 집성에 적용할 수 있다. 또한 인접한 아닐로그 빔에 해당하는 CSI-RS 0 및 CSI-RS 1 을 집성하고 또 다른 인접한 인접한 아닐로그 빔에 해당하는 CSI-RS 1 및 CSI-RS 2 을 집성하는 예를 설명하였지만 떨어져있는 아닐로그 에 해당하는 CSI— RS0 및 CSI-RS 2을 집성하는 것도 가능하며 이를 순환에 추가 할 수 있다.
[195] 제 7실시예- (아날로그) 수신 빔의 순환 적용
[196] UE 의 (아날로그) 수신 빔이 전-방향성 (omni-direction)이 아니라 특정 방향으로 설정가능 하다면 BF CSI-RS 순환을 통해 (아날로그) 송신 빔 다이버시티를 얻는 것 이외에 추가적으로 수신 빔 순환을 적용하여 (아날로그) 수신 빔 다이버시티를 얻을 수 있다.
[197] 간단하게는， 순환 되는 수신 빔 그룹과 순환되는 송신 빔 그룹이 무관하게 설정될 수 있다. 이 때, 수신 빔과 송신 범에 대해 순환 RU 가 같다면 특정 조합의 수신 빔과 송신 범이 반복적으로 나타나게 된다. 예를 들어 순환 수신 빔 그룹 = {1,2, 3}, 순환 송신 범 그룹 = {4, 5ᅳ 6}이고 RU 가 동일하게 설정된다면 (수신 빔， 송신 빔)은 (1，4)ᅳ (2,5)， (3, 6)으로 순환 하게 된다. 하지만 이 경우 두 빔 조합 (예를 들어, (1，4))가 서로 최악의 조합 (worst pair)일 가능성이 있으며， 최악의 조합이 반복적으로 나타남에 따라 성능이 열화 된다. 이러한 최악의 조합을 방지하기 위해서 수신 빔 순환의 RU 와 송신 빔 순환의 RU 는 다르게 구성해야 하겠으며 하나가 다른 하나의 배수로 설정되어야 하다.
[198] 예를 들어 송신 빔 순환의 RU 는 OFDM 심볼 그룹이고 수신 빔 순환의 RU 는 OFDM 심볼로 설정하여 각 송신 빔 마다 다양한 수신 범이 순환 되도록 한다. 기지국은 송신 빔 순환의 RU와 수신 빔 순환 RU를 각각 UE에게 지시해줄 수 있다. 또한 순환되는 수신 빔의 개수가 N개일 때, 송신 빔 순환 RU 는 (수신 빔 순환 RU* N) 의 배수로 설정한다. 예를 들어 수신 빔 순환 RU 가 심볼이고 순환 되는 수신 빔의 개수가 2개라면 송신 빔 순환 RU는 2 심볼의 배수 (예를 들어， K배이며 K=4일 경우 2*4=8 심볼로 RU 가 설정)로 설정되어 하나의 송신 빔에 대해 온전한 수신 빔 순환이 Κ 번 나타나게 된다. 설명의 편의를 위하여 송신 빔 순환의 RU 가 수신 빔 순환의 RU 의 배수인 예를 설명하였으나 반대로 수신 빔 순환의 RU 가 송신 범 순환의 RU 의 배수인 경우도 가능하다. 수신 빔 순환은 CSI 계산 시점과 데이터 수신 시에 모두 적용된다. [ 199] (아날로그) 송신 빔 방향에 따라 높은 채널 강도 달성하는 (아날로그) 수신 빔이 변하기 때문에 송신 빔 순환과 수신 빔 순환을 독립적으로 설계하기 보다는 둘 사이에 관계를 고려한 결합 설계 (joint design)가 바람직하다.
[200] 구체적으로， 송신 빔 순환의 RU 와 수신 범 순환 RU 는 동일하게 설정하고， 송신 빔에 상웅하는 수신 빔을 기지국이 UE 에게 지시 해준다. 송신 빔 순환은 결과적으로 BF CSI-RS 순환을 통해 UE 에게 적용되므로 각 BF CSI-RS 에 대해 UE 가 사용해야 할 수신 빔을 지시 해준다. 예를 들어 송신 빔 1 내지 빔 3을 순환 할 때， 각 송신 빔 별로 사용해야 하는 수신 빔 인덱스 {4, 5, 6}을 지시해주고 UE 는 (송신 범 1에 해당하는) BF CSI-RS 1의 채널 추정 시 수신 범 4를 이용하고 (송신 범 2에 해당하는) BF CSI-RS 2 의 채널 추정 시 수신 범 5 를 이용하고 (송신 빔 3 에 해당하는) BF CSI-RS 3의 채널 추정 시 수신 빔 6을 이용한다.
[201] 이와 같은 수신 빔 지시 방식은 추가적인 제어 채널 오버헤드가 발생하므로, 기지국은 UE 와 사전에 약속된 방식으로 순환될 송신 빔을 결정하며， UE 는 약속된 방식에 따라 순환 될 송신 빔을 알고 있으므로 그에 해당하는 최적 수신 범으로 수신 빔을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 기지국이 K 개의 BF CSI-RS 를 순환 할 경우 순환 되는 k 번째 BF CSI-RS 에 적용된 송신 범은 사전에 UE 가 보고한 k 번째 최선 송신 빔 (즉， k 번째로 좋은 송신 빔)에 해당하는 것으로, 기지국과 UE 가 약속한다. UE는 k번째 최선 송신 범에 대한 최선 수신 빔을 알고 있으므로 RU 별로 최선 수신 빔을 변경해가며 CSI 를 계산한다. 물론, RU 에 대한 정보 역시 기지국과 UE 는 서로 공유하고 있다고 가정한다. 데이터 수신 시에도 RU 별로 최선 수신 빔을 변경해가며 데이터를 수신한다.
[202] 도 15는 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
[203] 도 15 를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국 (BS, 110) 및 단말 (UE , 120)을 포함한다. 기지국 ( 110)은 프로세서 ( 112) , 메모리 ( 114) 및 무선 주파수 (Radio Frequency, RF) 유닛 ( 116)올 포함한다. 프로세서 ( 112)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 ( 114)는 프로세서 (112)와 연결되고 프로세서 ( 112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 ( 116)은 프로세서 ( 112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 단말 ( 120)은 프로세서 ( 122)， 메모리 ( 124) 및 RF 유닛 ( 126)을 포함한다. 프로세서 ( 122)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 ( 124)는 프로세서 (122)와 연결되고 프로세서 (122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 ( 126)은 프로세서 ( 122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 기지국 ( 110) 및 /또는 단말 (120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
[204] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새''로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[205] 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 ( f ixed stat ion) , Node B, eNodeB(eNB) , 억세스 포인트 (access point ) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
[206] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어， 하드웨어, 펌웨어 ( f i rmware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (ap 1 i cat ion speci f ic integrated circui ts) , DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digi tal signal processing devices) , PLDs(programmable logic devices) , FPGAs( f ield programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러, 마이크로 콘트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[207] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다.
[208] 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[209] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[210] 상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 개루프 MIM0 전송을 위한 빔포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 방법에 있어서,
상기 기지국으로부터 기 결정된 자원 단위로 서로 다른 방향으로 순환적으로 범포밍된 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호를 수신하는 단계; 및
상기 기지국으로 상기 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호에 기반하여 상기 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하고,
상기 채널 상태 정보는,
상기 제 1 참조 신호에 대응하는 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 2 프리코더 집합올 포함하는 것을 특징으로 하는,
채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 2]
제 1 항에 있어서，
상기 채널 상태 정보는,
상기 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 프리코더 집합이 적용되었다는 가정 하에 산출된 공통 랭크 지시자와 공통 채널 품질 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는，
채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 3】
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 프리코더 집합은 및 상기 제 2 프리코더 집합 각각은，
듀얼 코드북 지원을 위한 하나의 제 1 프리코더를 포함하고,
상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 서로 다른 것을 특징으로 하는,
채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 4】
제 2 항에 있어서 ,
상기 공통 ¾크 지시자와상기 공통 채널 품질 지시자는, 상기 제 1 참조 신호가 수신되는 자원 단위 내에서 상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 1 참조 신호에 대웅하고 상기 자원 단위 내에서 순환하는 복수의 제 2 프리코더들이 결합하여 적용되어 있고， 상기 제 21 참조 신호가 수신되는 자원 단위 내에서 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 2 참조 신호에 대웅하고 상기 자원 단위 내에서 순환하는 복수의 제 2 프리코더들이 결합하여 적용되어 있다는 가정하에 산출되는 것을 특징으로 하는，
채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 5】
제 1 항에 있어서，
상기 제 1 참조 신호의 안테나 포트 개수는,
상기 제 2 참조 신호의 안테나 포트 개수와 동일한 것을 특징으로 하는, 채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 6】
무선 통신 시스템에서의 단말로서,
무선 통신 모들; 및
상기 무선 통신 모들과 연결되어, 기지국으로부터 기 결정된 자원 단위로 서로 다른 방향으로 순환적으로 범포밍된 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호를 수신하고, 상기 기지국으로 상기 제 1 참조 신호 및 제 2 참조 신호에 기반하여 채널 상태 정보를 보고하는 프로세서를 포함하고，
상기 채널 상태 정보는,
상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 2 프리코더 집합을 포함하는 것을 특징으로 하는，
단말.
【청구항 7】
제 6 항에 있어서，
상기 채널 상태 정보는ᅳ
상기 제 1 프리코더 집합 및 상기 제 2 프리코더 집합이 적용되었다는 가정 하에 산출된 공통 탱크 지시자와 공통 채널 품질 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서，
상기 제 1 프리코더 집합은 및 상기 제 2 프리코더 집합각각은，
듀얼 코드북 지원을 위한 하나의 제 1 프리코더를 포함하고,
상기 제 1 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 서로 다른 것을 특징으로 하는，
단말.
【청구항 9】
제 7 항에 있어서,
상기 공통 탱크 지시자와 상기 공통 채널 품질 지시자는，
상기 제 1 참조 신호가 수신되는 자원 단위 내에서 상기 제 1 참조 신호에 대응하는 제 1 프리코더와 상기 제 1 참조 신호에 대웅하고 상기 자원 단위 내에서 순환하는 복수의 제 2 프리코더들이 결합하여 적용되어 있고, 상기 제 21 참조 신호가 수신되는 자원 단위 내에서 상기 제 2 참조 신호에 대웅하는 제 1 프리코더와 상기 제 2 참조 신호에 대응하고 상기 자원 단위 내에서 순환하는 복수의 제 2 프리코더들이 결합하여 적용되어 있다는 가정하에 산출되는 것을 특징으로 하는,
단말.
【청구항 10】
제 6 항에 있어서 ,
상기 제 1 참조 신호의 안테나 포트 개수는,
상기 제 2 참조 신호의 안테나 포트 개수와 동일한 것올 특징으로 하는, 단말.
PCT/KR2018/000040 2017-01-01 2018-01-02 무선 통신 시스템에서 개루프 mimo 전송을 위한 빔포밍된 복수의 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 WO2018124846A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/475,366 US11121745B2 (en) 2017-01-01 2018-01-02 Method for transmitting plurality of beamformed reference signals for open-loop MIMO transmission in wireless communication system and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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