KR101753391B1 - 무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법은 R개의 공간 스트림을 생성하되, 상기 R개의 공간 스트림 각각은 정보 스트림 및 참조신호를 기반으로 생성되는 단계, 상기 R개의 공간 스트림 및 프리코딩 행렬을 기반으로 N개의 전송 스트림을 생성하는 단계(R<N), 상기 N개의 전송 스트림을 적어도 하나 이상의 자원블록에 맵핑하는 단계 및 상기 적어도 하나 이상의 자원블록에 맵핑된 상기 N개의 전송 스트림으로부터 N개의 신호를 생성하고, 상기 N개의 신호 각각을 N개의 안테나 각각을 통해 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌간 간섭(ISI, intersymbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 따라서 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
신뢰할 수 있는 고속의 데이터 서비스를 지원하기 위한 기술로 MIMO(multiple input multiple output) 기법이 있다. MIMO 기법은 다중 전송 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 기법에는 공간 다중화(spatial multiplexing), 전송 다이버시티(transmit diversity), 빔포밍(beamforming) 등이 있다.
다중 수신 안테나 및 다중 전송 안테나에 의해 MIMO 채널 행렬이 형성된다. MIMO 채널 행렬로부터 랭크(rank)를 구할 수 있다. 랭크는 공간 레이어(spatial layer)의 개수이다. 랭크는 전송기가 동시에 전송할 수 있는 공간 스트림(spatial stream)의 개수라고 정의될 수도 있다. 랭크는 공간 다중화율이라고도 한다. 전송 안테나 개수를 Nt, 수신 안테나의 개수를 Nr이라 할 때, 랭크 R은 R ≤ min{Nt, Nr}이 된다.
무선 통신 시스템에서는 채널 측정(channel measurement), 정보 복조(demodulation) 등을 위하여 전송기와 수신기가 모두 알고 있는 신호가 필요하다. 전송기와 수신기가 모두 알고 있는 신호를 참조신호(reference signal, RS)라 한다. 참조신호는 파일럿(pilot)으로도 불릴 수 있다.
수신기는 참조신호를 통해 전송기와 수신기 사이의 채널을 추정하고, 추정된 채널을 이용하여 정보를 복조할 수 있다. 단말이 기지국으로부터 전송된 참조신호를 수신한 경우, 단말은 참조신호를 통해 채널을 측정하고, 기지국으로 채널 상태 정보를 피드백할 수 있다.
전송기로부터 전송된 신호는 전송 안테나마다 또는 공간 레이어마다 대응되는 채널을 겪기 때문에, 참조신호는 각 전송 안테나별 또는 공간 레이어별로 전송될 수 있다. 참조신호가 공간 레이어별로 전송되는 경우, 참조신호들은 프리코딩되어 전송될 수 있다. 이 경우, 수신기는 동일한 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역에 대한 정보를 알 필요가 있다.
따라서 무선 통신 시스템에서 효율적인 신호 전송 방법 및 장치를 제공할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 R개의 공간 스트림을 생성하되, 상기 R개의 공간 스트림 각각은 정보 스트림 및 참조신호를 기반으로 생성되는 단계, 상기 R개의 공간 스트림 및 프리코딩 행렬을 기반으로 N개의 전송 스트림을 생성하는 단계(R<N), 상기 N개의 전송 스트림을 적어도 하나 이상의 자원블록에 맵핑하는 단계 및 상기 적어도 하나 이상의 자원블록에 맵핑된 상기 N개의 전송 스트림으로부터 N개의 신호를 생성하고, 상기 N개의 신호 각각을 N개의 안테나 각각을 통해 전송하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 신호 전송 장치를 제공한다. 상기 장치는 N개의 안테나 및 상기 N개의 안테나와 연결되어, 동일한 프리코딩 행렬이 사용되는 대역폭을 지시하는 프리코딩 대역폭 정보를 전송하고, R개의 공간 스트림을 생성하되, 상기 R개의 공간 스트림 각각은 정보 스트림 및 참조신호를 기반으로 생성되고, 상기 R개의 공간 스트림 및 프리코딩 행렬을 기반으로 N개의 전송 스트림을 생성하고, 상기 N개의 전송 스트림을 적어도 하나 이상의 자원블록에 맵핑하고, 상기 적어도 하나 이상의 자원블록에 맵핑된 상기 N개의 전송 스트림으로부터 N개의 신호를 생성하고, 상기 N개의 신호 각각을 상기 N개의 안테나 각각을 통해 전송한다.
무선 통신 시스템에서 효율적인 신호 전송 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 따라서 전체 시스템 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조의 예를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 5는 노멀 CP의 경우, 하나의 안테나에 대한 공용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다.
도 6은 노멀 CP의 경우, 2개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다.
도 7은 노멀 CP의 경우, 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다.
도 8은 확장된 CP의 경우, 하나의 안테나에 대한 공용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다.
도 9는 확장된 CP의 경우, 2개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다.
도 10은 확장된 CP의 경우, 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다.
도 11은 LTE에서 노멀 CP의 경우, 전용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다.
도 12는 LTE에서 확장된 CP의 경우, 전용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다.
도 13은 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 14는 도 13의 정보 프로세서 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 15는 프리코딩되지 않은 전용 참조신호를 생성하는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 16은 프리코딩된 전용 참조신호를 생성하는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 17은 프리코딩된 전용 참조신호가 사용되는 무선 통신을 위한 장치의 예를 나타낸 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 신호 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 19는 단일 PMI 유형의 경우, 피드백 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 20은 단일 PMI 유형인 경우, 프리코딩 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 21은 다중 PMI 유형의 경우, 피드백 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 22는 다중 PMI 유형인 경우, 프리코딩 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 23은 프리코딩 대역폭의 예를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신을 위한 장치를 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE(Release 8)/LTE-A(Release 10)를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 다중 안테나를 지원할 수 있다. 전송기는 다수의 전송 안테나(transmit antenna)를 사용하고, 수신기는 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용할 수 있다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림(stream)을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다. 전송기 및 수신기가 다수의 안테나를 사용하면, 무선 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템으로 불릴 수 있다.
무선 통신의 과정은 하나의 단일 계층으로 구현되는 것보다 수직적인 복수의 독립적은 계층으로 구현되는 것이 바람직하다. 수직적인 복수의 계층 구조를 프로토콜 스택(protocol stack)이라 한다. 프로토콜 스택은 통신 시스템에서 널리 알려진 프로토콜 구조를 위한 모델인 OSI(open system interconnection) 모델을 참조할 수 있다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조의 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 정보 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다. 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N_DL 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N_DL은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(transmission bandwidth)에 종속한다. LTE에서 N_DL은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(index pair) (k, ℓ)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N_DL×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, ℓ(ℓ=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수는 CP(cyclic prefix)의 길이, 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.
도 3의 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하향링크 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 제1 슬롯(1st slot)의 앞선 3 OFDM 심벌들은 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 데이터 영역(data region)이 된다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심벌을 포함하는 것은 예시에 불과하다.
데이터 영역에는 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당될 수 있다. PDSCH 상으로는 하향링크 데이터가 전송된다.
제어영역에는 PCFICH(physical control format indicator channel), PHICH(physical HARQ(hybrid automatic repeat request) indicator channel), PDCCH(physical downlink control channel) 등의 제어채널이 할당될 수 있다.
PCFICH는 단말에게 서브프레임 내에서 PDCCH들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 개수에 관한 정보를 나른다(carry). PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수는 매 서브프레임마다 변경될 수 있다. PHICH는 상향링크 데이터에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(negative acknowledgement)을 나른다.
PDCCH는 하향링크 제어정보를 나른다. 하향링크 제어정보에는 하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 스케줄링 정보 또는 상향링크 파워 제어 명령 등이 있다. 하향링크 스케줄링 정보는 하향링크 그랜트(grant)라고도 하고, 상향링크 스케줄링 정보는 상향링크 그랜트라고도 한다.
하향링크 그랜트는 하향링크 데이터가 전송되는 시간-주파수 자원을 지시하는 자원 할당 필드, 하향링크 데이터의 MCS(modulation coding scheme) 레벨을 지시하는 MCS 필드 등을 포함할 수 있다.
전송 기법(transmission scheme)이 MU-MIMO(multiple user-MIMO)인 경우, 하향링크 그랜트는 파워 오프셋(power offset) 필드를 더 포함할 수 있다. 파워 오프셋 필드는 자원요소당 하향링크 전송 에너지를 구하기 위한 파워 오프셋 정보를 지시한다.
전송 기법은 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하는 기법이다. 예를 들어, 전송 기법에는 단일 안테나 기법, MIMO 기법 등이 있다. MIMO 기법에는 전송 다이버시티 기법, 폐루프 공간 다중화 기법, 개루프 공간 다중화 기법 및 MU-MIMO 기법 등이 있다. 전송 기법은 RRC(radio resource control)와 같은 상위계층(higher layer) 시그널링에 의해 반정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다.
무선 통신 시스템에서는 채널 측정(channel measurement), 정보 복조(demodulation) 등을 위하여 전송기와 수신기가 모두 알고 있는 신호가 필요하다. 전송기와 수신기가 모두 알고 있는 신호를 참조신호(reference signal, RS)라 한다. 참조신호는 파일럿(pilot)으로도 불릴 수 있다. 참조신호는 상위계층으로부터 유래된 정보를 나르지 않고, 물리계층(physical layer)에서 생성될 수 있다.
참조신호는 미리 정의된 참조신호 시퀀스가 곱해져 전송될 수 있다. 참조신호 시퀀스는 이진 시퀀스(binary sequence) 또는 복소 시퀀스(complex sequence)일 수 있다. 예를 들어, 참조신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스, m-시퀀스 등을 이용할 수 있다. 다만 이는 예시일 뿐, 참조신호 시퀀스에 특별한 제한은 없다. 기지국이 참조신호에 참조신호 시퀀스를 곱해서 전송할 경우, 단말은 인접 셀의 신호가 참조신호에 미치는 간섭을 감소시킬 수 있다. 이를 통해 채널추정 성능이 향상될 수 있다.
참조신호는 공용 참조신호(common RS)와 전용 참조신호(dedicated RS)로 구분될 수 있다.
공용 참조신호는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조신호이다. 셀 내 모든 단말들은 공용 참조신호를 수신할 수 있다. 셀 간 간섭을 피하기 위해, 공용 참조신호는 셀에 따라 정해질 수 있다. 이 경우, 공용 참조신호는 셀 특정 참조신호(cell-specific RS)라고도 한다. 공용 참조신호는 채널 측정과 정보 복조에 사용될 수 있다. 채널 측정만을 위한 참조신호의 예로 CSI-RS(channel state information-RS)가 있다.
전용 참조신호는 셀 내 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 수신하는 참조신호이다. 다른 단말은 전용 참조신호를 이용할 수 없다. 전용 참조신호는 단말 특정 참조신호(UE-specific RS)라고도 한다. 전용 참조신호는 특정 단말의 하향링크 데이터 전송을 위해 할당된 자원블록을 통해서 전송될 수 있다. 전용 참조신호는 정보 복조에 사용될 수 있다.
도 5는 노멀 CP의 경우, 하나의 안테나에 대한 공용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다. 도 6은 노멀 CP의 경우, 2개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다. 도 7은 노멀 CP의 경우, 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다. 도 8은 확장된 CP의 경우, 하나의 안테나에 대한 공용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다. 도 9는 확장된 CP의 경우, 2개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다. 도 10은 확장된 CP의 경우, 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호들의 맵핑 예를 나타낸다.
도 5 내지 10를 참조하면, Rp는 안테나 #p를 통한 참조신호 전송에 사용되는 자원요소를 나타낸다(p=0,1,2,3). 이하, 참조신호 전송에 사용되는 자원요소를 참조 자원요소라 한다. Rp는 안테나 #p에 대한 참조 자원요소이다. Rp는 안테나 #p를 제외한 다른 모든 안테나를 통해서는 어떤 전송에도 사용되지 않는다. 다시 말해, 서브프레임 내 어떤 안테나를 통해 참조신호 전송을 위해 사용되는 자원요소는 동일 서브프레임 내 다른 안테나를 통해서는 어떤 전송에도 사용되지 않고, 0으로 설정될 수 있다. 이는 안테나 간 간섭을 주지 않기 위해서이다.
이하, 설명의 편의를 위해 시간-주파수 자원 내 참조신호 패턴(RS pattern)의 최소 단위를 기본 단위(basic unit)라 한다. 참조신호 패턴이란 시간-주파수 자원 내에서 참조 자원요소의 위치가 결정되는 방식이다. 기본 단위가 시간 영역 및/또는 주파수 영역으로 확장되면, 참조신호 패턴이 반복된다. 여기서, 기본 단위는 시간 영역에서 하나의 서브프레임 및 주파수 영역에서 하나의 자원블록이다.
공용 참조신호는 하향링크 서브프레임마다 전송될 수 있다. 안테나마다 하나의 공용 참조신호가 전송된다. 공용 참조신호는 서브프레임 내 참조 자원요소들의 집합에 대응된다. 기지국은 공용 참조신호에 미리 정의된 공용 참조신호 시퀀스를 곱하여 전송할 수 있다.
공용 참조신호의 참조신호 패턴을 공용 참조신호 패턴이라 한다. 안테나들 각각을 위한 공용 참조신호 패턴들은 시간-주파수 영역에서 서로 직교(orthogonal)한다. 공용 참조신호 패턴은 셀 내 모든 단말에 공통된다. 공용 참조신호 시퀀스 역시 셀 내 모든 단말에게 공통된다. 다만 셀 간 간섭을 최소화시키기 위해, 공용 참조신호 패턴 및 공용 참조신호 시퀀스 각각은 셀에 따라 정해질 수 있다.
공용 참조신호 시퀀스는 하나의 서브프레임 내 OFDM 심벌 단위로 생성될 수 있다. 공용 참조신호 시퀀스는 셀 ID(identifier), 하나의 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스, CP의 길이 등에 따라 달라질 수 있다.
기본 단위 내 참조 자원요소를 포함하는 OFDM 심벌에서, 하나의 안테나에 대한 참조 자원요소의 개수는 2이다. 즉, 기본 단위 내 Rp를 포함하는 OFDM 심벌에서, Rp의 개수는 2이다. 서브프레임은 주파수 영역에서 N_DL 자원블록을 포함한다. 따라서 서브프레임 내 Rp를 포함하는 OFDM 심벌에서 Rp의 개수는 2×N_DL이다. 그리고 서브프레임 내 Rp를 포함하는 OFDM 심벌에서 안테나 #p에 대한 공용 참조신호 시퀀스의 길이는 2×N_DL이다.
다음 수학식은 하나의 OFDM 심벌에서 공용 참조신호 시퀀스를 위해 생성되는 복소 시퀀스 r(m)의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00001
여기서, N_max,DL은 무선 통신 시스템에서 지원되는 최대 하향링크 전송 대역폭에 해당하는 자원블록의 개수이다. LTE에서 N_max,DL은 110이다. N_DL이 N_max,DL보다 작은 경우, 2×N_max,DL 길이로 생성된 복소 시퀀스 중 2×N_DL 길이의 일정 부분을 선택해서 공용 참조신호 시퀀스로 사용할 수 있다. c(i)는 PN 시퀀스이다. PN 시퀀스는 길이-31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다. 다음 수학식은 c(i)의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00002
여기서, Nc=1600이고, x(i)은 제1 m-시퀀스이고, y(i)는 제2 m-시퀀스이다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스는 각 OFDM 심벌의 처음에서 x(0)=1, x(i)=0(i=1,2,...,30)으로 초기화(initialization)될 수 있다. 제2 m-시퀀스는 각 OFDM 심벌의 처음에서 셀 ID, 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스, CP의 길이 등에 따라 초기화될 수 있다.
다음 수학식은 제2 m-시퀀스의 초기화의 예이다.
Figure 112010017077108-pat00003
여기서, n_s는 무선 프레임 내 슬롯 번호이고, ℓ은 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스이고, N_cell_ID는 셀 ID이다. 노멀 CP인 경우, N_CP는 1이고, 확장된 CP인 경우, N_CP는 0이다.
상기 식으로 공용 참조신호 시퀀스를 생성하는 경우, 공용 참조신호 시퀀스는 안테나와는 무관하다. 따라서 동일한 OFDM 심벌에서 복수의 안테나 각각마다 공용 참조신호가 전송되는 경우, 상기 복수의 안테나 각각의 공용 참조신호 시퀀스는 동일하다.
참조 자원요소를 포함하는 OFDM 심벌마다 생성된 공용 참조신호 시퀀스는 공용 참조신호 패턴에 따라 참조 자원요소에 맵핑된다. 이때 공용 참조신호 시퀀스는 순서대로 주파수 영역에서 N_DL 자원블록 내에서 부반송파 인덱스의 오름차순으로 참조 자원요소에 맵핑될 수 있다. 즉, 공용 참조신호는 전체 주파수 대역에 걸쳐 전송될 수 있다. 이때, 각 안테나마다 공용 참조신호 시퀀스가 생성되고, 각 안테나마다 공용 참조신호 시퀀스가 참조 자원요소에 맵핑된다.
도 11은 LTE에서 노멀 CP의 경우, 전용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다. 도 12는 LTE에서 확장된 CP의 경우, 전용 참조신호의 맵핑 예를 나타낸다.
도 11 및 12를 참조하면, R5는 안테나 #5를 통한 전용 참조신호 전송에 사용되는 자원요소를 나타낸다. LTE에서 전용 참조신호는 단일 안테나 전송을 위해 지원된다. 상위계층에 의해 PDSCH 상의 하향링크 데이터 전송 기법이 안테나 #5를 통한 단일 안테나 전송으로 설정된 경우에만, 전용 참조신호가 존재할 수 있고, PDSCH 복조를 위해 유효할 수 있다. 전용 참조신호는 PDSCH가 맵핑되는 자원블록 상에서만 전송될 수 있다. 전용 참조신호는 PDSCH가 맵핑되는 자원블록 내 참조 자원요소들의 집합에 대응된다. 기지국은 전용 참조신호에 미리 정의된 전용 참조신호 시퀀스를 곱하여 전송할 수 있다. 여기서, 기본 단위는 시간 영역에서 하나의 서브프레임 및 주파수 영역에서 하나의 자원블록이다.
전용 참조신호는 공용 참조신호와 동시에 전송될 수 있다. 따라서 참조신호 오버헤드가 공용 참조신호만이 전송되는 경우의 참조신호 오버헤드와 비교하여 대단히 높아지게 된다. 단말은 공용 참조신호와 전용 참조신호를 같이 사용할 수 있다. 서브프레임 내 제어정보가 전송되는 제어영역에서 단말은 공용 참조신호를 사용하고, 서브프레임 내 나머지 데이터 영역에서 단말은 전용 참조신호를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제어영역은 서브프레임의 제1 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스 ℓ이 0 내지 2인 OFDM 심벌들이다(도 4 참조).
전용 참조신호의 참조신호 패턴인 전용 참조신호 패턴은 셀 내 모든 단말에게 공통될 수 있다. 다만 셀 간 간섭을 최소화시키기 위해, 전용 참조신호 패턴은 셀에 따라 정해질 수 있다. 전용 참조신호 시퀀스는 단말에 따라 정해질 수 있다. 따라서 셀 내 특정 단말만이 전용 참조신호를 수신할 수 있다.
전용 참조신호 시퀀스는 서브프레임 단위로 생성될 수 있다. 전용 참조신호 시퀀스는 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 서브프레임의 위치, 단말 ID 등에 따라 달라질 수 있다.
기본 단위 내 전용 참조신호를 위한 참조 자원요소의 개수는 12이다. 즉, 기본 단위 내 R5의 개수는 12이다. PDSCH가 맵핑되는 자원블록의 개수를 N_PDSCH라 할 경우, 전용 참조신호를 위한 전체 R5의 개수는 12×N_PDSCH이다. 따라서 전용 참조신호 시퀀스의 길이는 12×N_PDSCH이다. 전용 참조신호 시퀀스의 길이는 단말이 PDSCH 전송을 위해 할당받는 자원블록의 개수에 따라 달라질 수 있다.
다음 수학식은 전용 참조신호 시퀀스 r(m)의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00004
여기서, c(i)는 PN 시퀀스이다. c(i)는 수학식 2가 이용될 수 있다. 이때, 제2 m-시퀀스는 각 서브프레임의 처음에서 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 서브프레임의 위치, 단말 ID 등에 따라 초기화될 수 있다.
다음 수학식은 제2 m-시퀀스의 초기화의 예이다.
Figure 112010017077108-pat00005
여기서, n_s는 무선 프레임 내 슬롯 번호이고, N_cell_ID는 셀 ID이고, UE_ID는 단말 ID이다.
전용 참조신호 시퀀스는 PDSCH가 맵핑되는 자원블록 내에서 참조신호 패턴에 따라 참조 자원요소에 맵핑된다. 이때 전용 참조신호 시퀀스는 순서대로 상기 자원블록 내에서 우선 부반송파 인덱스의 오름차순, 다음에는 OFDM 심벌 인덱스의 오름차순으로 참조 자원요소에 맵핑된다.
이와 같이, LTE에서 전용 참조신호는 단일 공간 스트림 및 단일 안테나 전송을 위해 지원되나, LTE-A에서 전용 참조신호는 다중 공간 스트림 또는 다중 안테나 전송을 위해서도 지원되어야 한다. 따라서 다중 공간 스트림 또는 다중 안테나 전송을 위한 전용 참조신호 전송 방법 및 그 장치를 제공할 필요가 있다.
이하, 다중 안테나를 통한 정보 및 전용 참조신호 전송 방법 및 그 장치에 대해 상술한다. 이하에서 설명되는 내용은 LTE-A 시스템뿐 아니라, 일반적인 OFDM-MIMO 시스템에서 적용 가능하다.
도 13은 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 전송기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 13을 참조하면, 전송기(100)는 정보 프로세서(information processor, 110), Nt개의 자원요소 맵퍼(resource element mapper, 120-1,...,120-Nt), Nt개의 OFDM 신호 생성기(OFDM signal generator, 130-1,...,130-Nt), Nt개의 RF부(RF(radio frequency) unit, 140-1,...,140-Nt) 및 Nt개의 전송 안테나(190-1,...,190-Nt)를 포함한다(Nt는 자연수).
정보 프로세서(110)는 Nt개의 자원요소 맵퍼(120-1,...,120-Nt) 각각에 연결된다. Nt개의 자원요소 맵퍼(120-1,...,120-Nt) 각각은 Nt개의 OFDM 신호 생성기(130-1,...,130-Nt) 각각에 연결되고, Nt개의 OFDM 신호 생성기(130-1,...,130-Nt) 각각은 Nt개의 RF부(140-1,...,140-Nt) 각각에 연결되고, Nt개의 RF부(140-1,...,140-Nt) 각각은 Nt개의 전송 안테나(190-1,...,190-Nt) 각각에 연결된다. 즉, 자원요소 맵퍼 #n(120-n)는 OFDM 신호 생성기 #n(130-n)에 연결되고, OFDM 신호 생성기 #n(130-n)는 RF부 #n(140-n)에 연결되고, RF부 #n(140-n)는 전송 안테나 #n(190-n)에 연결된다(n=1,...,Nt). 다중 안테나 전송의 경우, 전송 안테나마다 정의된 하나의 자원 그리드가 있다.
정보 프로세서(110)는 정보를 입력받는다. 정보는 제어정보 또는 데이터일 수 있다. 정보는 비트(bit) 또는 비트열(bit stream)의 형태일 수 있다. 전송기(100)는 물리계층에서 구현될 수 있다. 이 경우, 정보는 MAC(medium access control) 계층과 같은 상위계층으로부터 유래된 것일 수 있다.
정보 프로세서(110)는 정보로부터 Nt개의 전송 스트림(전송 스트림 #1, 전송 스트림 #2,...,전송 스트림 #Nt)을 생성하도록 형성된다. Nt개의 전송 스트림 각각은 복수의 전송 심벌들을 포함한다. 전송 심벌은 정보를 처리하여 얻어지는 복소수 심벌(complex-valued symbol)일 수 있다.
Nt개의 자원요소 맵퍼(120-1,...,120-Nt) 각각은 Nt개의 전송 스트림 각각을 입력받도록 형성된다. 즉, 자원요소 맵퍼 #n(120-n)는 전송 스트림 #n을 입력받도록 형성된다(n=1,...,Nt). 자원요소 맵퍼 #n(120-n)는 정보 전송을 위해 할당받은 자원블록 내 자원요소들에 전송 스트림 #n을 맵핑하도록 형성된다. 전송 스트림 #n의 전송 심벌 각각은 하나의 자원요소에 맵핑될 수 있다. 전송 스트림 #n이 맵핑되지 않는 자원요소에는 '0'이 삽입될 수 있다.
정보 전송을 위해 할당받은 자원블록은 하나 이상일 수 있다. 복수의 자원블록이 할당되는 경우, 복수의 자원블록은 연속적으로 할당되거나, 불연속적으로 할당될 수 있다.
Nt개의 OFDM 신호 생성기(130-1,...,130-Nt) 각각은 OFDM 심벌마다 시간-연속적인(time-continuous) OFDM 신호를 생성하도록 형성된다. 시간-연속적인 OFDM 신호는 OFDM 베이스밴드(baseband) 신호라고도 한다. Nt개의 OFDM 신호 생성기(130-1,...,130-Nt) 각각은 OFDM 심벌마다 IFFT(inverse fast Fourier transform) 수행, CP 삽입 등을 통해 OFDM 신호를 생성할 수 있다.
Nt개의 RF부(140-1,...,140-Nt) 각각은 각 OFDM 베이스밴드 신호를 무선 신호(radio signal)로 변환한다. OFDM 베이스밴드 신호는 반송파 주파수(carrier frequency)로 업컨버젼(upconversion)되어 무선 신호로 변환될 수 있다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency)라고도 한다. 전송기(100)는 단일 반송파(single carrier)를 사용하거나, 다중 반송파(multiple carrier)를 사용할 수 있다.
Nt개의 전송 안테나(190-1,...,190-Nt) 각각을 통해 각 무선 신호가 전송된다.
도 14는 도 13의 정보 프로세서 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 14를 참조하면, 정보 프로세서(200)는 Q개의 채널 인코더(channel encoder, 210-1,...,210-Q), Q개의 스크램블러(scrambler, 220-1,...,220-Q), Q개의 변조 맵퍼(modulation mapper, 230-1,...,230-Q), 레이어 맵퍼(layer mapper, 240), 프리코더(250)을 포함한다.
Q개의 채널 인코더(210-1,...,210-Q) 각각은 Q개의 스크램블러(220-1,...,220-Q) 각각에 연결되고, Q개의 스크램블러(220-1,...,220-Q) 각각은 복수의 변조 맵퍼(230-1,...,230-Q) 각각에 연결되고, 복수의 변조 맵퍼(230-1,...,230-Q)는 레이어 맵퍼(240)에 연결되고, 레이어 맵퍼(240)는 프리코더(250)에 연결된다.
프리코더(250)는 Nt개의 자원요소 맵퍼(도 5 참조)에 연결된다. 즉, 채널 인코더 #q(210-q)은 스크램블러 #q(220-q)에 연결되고, 스크램블러 #q(220-q)은 변조 맵퍼 #q(230-q)에 연결된다(q=1,...,Q).
Q개의 채널 인코더(210-1,...,210-Q) 각각은 정보 비트(information bit)를 입력받고, 정보 비트에 채널 코딩을 수행하여 부호화된 비트(encoded bit)를 생성하도록 형성된다. 정보 비트는 전송기가 전송하려는 정보에 대응된다. 정보 비트의 크기는 정보에 따라 다양할 수 있고, 부호화된 비트의 크기 역시 정보 비트의 크기 및 채널 코딩 방식에 따라 다양할 수 있다. 채널 코딩 방식에는 제한이 없다. 예를 들어, 채널 코딩 방식에는 터보 코딩(turbo coding), 콘볼루션 코딩(convolution coding), 블록 코딩(block coding) 등이 사용될 수 있다. 정보 비트에 채널 코딩이 수행된 부호화된 비트를 코드워드(codeword)라고 한다. 여기서, Q는 코드워드의 개수이다. 채널 인코더 #q(210-q)는 코드워드 #q를 출력한다(q=1,...,Q).
Q개의 스크램블러(220-1,...,220-Q) 각각은 각 코드워드에 대한 스크램블된 비트(scrambled bit)를 생성하도록 형성된다. 스크램블된 비트는 부호화된 비트를 스크램블링 시퀀스(scrambling sequence)로 스크램블하여 생성된다. 스크램블러 #q(220-q)는 코드워드 #q에 대한 스크램블된 비트를 생성하도록 형성된다(q=1,...,Q).
Q개의 변조 맵퍼(230-1,...,230-Q) 각각은 각 코드워드에 대한 변조 심벌을 생성하도록 형성된다. 변조 심벌은 복소수 심벌일 수 있다. 변조 맵퍼 #q(230-q)는 코드워드 #q에 대한 스크램블된 비트를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑하여 변조 심벌(modulation symbol)을 생성하도록 형성된다(q=1,...,Q). 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없다. 예를 들어, 변조 방식에는 m-PSK(m-phase shift keying) 또는 m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등이 사용될 수 있다. 변조 맵퍼 #q(230-q)로부터 출력된 코드워드 #q에 대한 변조 심벌의 개수는 스크램블된 비트의 크기 및 변조 방식에 따라 다양할 수 있다.
레이어 맵퍼(240)는 각 코드워드에 대한 변조 심벌을 R개의 공간 레이어에 맵핑하도록 형성된다. 변조 심벌이 공간 레이어에 맵핑되는 방식은 다양할 수 있다. 이를 통해 R개의 공간 스트림(spatial stream)이 생성된다. 여기서, R은 랭크이다. 랭크 R은 코드워드의 개수 Q와 같거나 클 수 있다.
프리코더(250)는 R개의 공간 스트림에 프리코딩을 수행하여 Nt개의 전송 스트림을 생성하도록 형성된다. 전송 안테나의 개수 Nt는 랭크 R과 같거나 작다.
프리코더(250)에서 생성된 Nt개의 전송 스트림 각각은 Nt개의 자원요소 맵퍼(도 5 참조) 각각에 입력된다. Nt개의 전송 스트림 각각은 Nt개의 전송 안테나 각각을 통해 전송된다. 즉, 전송 스트림 #n은 자원요소 맵퍼 #n에 입력되고, 전송 안테나 #n을 통해 전송된다(n=1,2,...,Nt).
이와 같이, 복수의 전송 안테나를 통해 다중 공간 스트림이 동시에 전송되는 MIMO 기법을 공간 다중화라 한다. 공간 다중화는 단일 사용자에 대한 공간 다중화와 다중 사용자에 대한 공간 다중화가 있다. 단일 사용자에 대한 공간 다중화는 SU-MIMO(single user-MIMO)라고 하며, 다중 사용자에 대한 공간 다중화는 MU-MIMO라 한다. MU-MIMO는 상향링크 및 하향링크 모두에서 지원될 수 있다.
SU-MIMO의 경우, 다수의 공간 레이어가 모두 하나의 단말에게 할당된다. 하나의 단말에 할당된 다수의 공간 레이어를 통해 다중 공간 스트림은 동일한 시간-주파수 자원을 사용하여 전송된다.
MU-MIMO의 경우, 다수의 공간 레이어가 다수의 단말에게 할당된다. 다수의 단말에 할당된 다중 공간 스트림은 동일한 시간-주파수 자원을 사용하여 전송된다. 다른 단말에게는 다른 공간 레이어가 할당된다. 랭크가 R인 경우, R개의 공간 스트림은 K개의 단말에게 할당될 수 있다(2≤K≤R, K는 자연수). K개의 단말 각각은 다중 공간 스트림 전송에 사용되는 시간-주파수 자원을 동시에 공유하게 된다.
다중 안테나 전송을 위한 전용 참조신호는 프리코딩된 참조신호(precoded RS)이거나, 프리코딩되지 않은 참조신호(non-precoded RS)일 수 있다.
프리코딩되지 않은 참조신호는 공간 레이어의 개수에 상관없이 항상 전송 안테나의 개수만큼 전송되는 참조신호이다. 프리코딩되지 않은 참조신호는 전송 안테나마다 독립적인 참조신호를 갖는다. 일반적으로 공용 참조신호는 프리코딩되지 않은 참조신호이다. 프리코더는 보통 특정 단말을 위해 사용되기 때문이다. 그러나 특정 시스템 내 셀 특정 프리코더가 있다면, 프리코딩이 아니라 가상화(virtualization)로 간주된다.
프리코딩된 참조신호는 공간 레이어의 개수만큼 전송되는 참조신호이다. 프리코딩된 참조신호는 공간 레이어마다 독립적인 참조신호를 갖는다.
도 15는 프리코딩되지 않은 전용 참조신호를 생성하는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 15를 참조하면, 전송기(300)는 레이어 맵퍼(310), 프리코더(320), 참조신호 생성기(RS generator, 330) 및 Nt개의 자원요소 맵퍼(340-1,...,340-Nt)를 포함한다. 여기서, Nt는 전송기(300)의 전송 안테나의 개수이다. 도 15에 도시하지는 않았으나, 전송기(300) 구조는 도 13 및 14를 참조할 수 있다. 공간 레이어의 개수는 R이라 가정한다.
레이어 맵퍼(310)는 프리코더(320)에 연결된다. 프리코더(320) 및 참조신호 생성기(330)는 각각 Nt개의 자원요소 맵퍼(340-1,...,340-Nt)에 연결된다.
레이어 맵퍼(310)는 R개의 공간 레이어에 대한 R개의 공간 스트림(SS #1, SS #1,..., SS #R)을 생성하도록 형성된다.
프리코더(320)는 R개의 공간 스트림에 프리코딩을 수행하여 Nt개의 전송 스트림(TS #1, TS #2,..., TS #Nt)을 생성하도록 형성된다.
참조신호 생성기(330)는 참조신호에 대응하는 참조신호 시퀀스를 생성한다. 참조신호 시퀀스는 복수의 참조심벌들로 구성된다. 참조신호 시퀀스는 특별한 제한없이, 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다.
참조신호 생성기(330)는 Nt개의 전송 안테나 각각에 대한 참조신호 시퀀스를 생성하도록 형성된다. 참조신호 생성기(330)는 Nt개의 참조신호 시퀀스(RS #1, RS #2,..., RS #Nt)를 생성하도록 형성된다. Nt개의 참조신호 시퀀스 각각은 복수의 참조신호 심벌들을 포함한다. 참조신호 심벌은 복소수 심벌일 수 있다.
Nt개의 자원요소 맵퍼(340-1,...,340-Nt) 각각은 전송 스트림 및 참조신호 시퀀스를 입력받고, 전송 스트림 및 참조신호 시퀀스를 자원요소들에 맵핑하도록 형성된다. 자원요소 맵퍼 #n(340-n)는 TS #n 및 RS #n을 입력받아 자원요소들에 맵핑할 수 있다(n=1,2,...,Nt).
도 16은 프리코딩된 전용 참조신호를 생성하는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 16을 참조하면, 전송기(400)는 레이어 맵퍼(410), 참조신호 생성기(420), 프리코더(430) 및 Nt개의 자원요소 맵퍼(440-1,...,440-Nt)를 포함한다. 여기서, Nt는 전송기(400)의 전송 안테나의 개수이다. 도 16에 도시하지는 않았으나, 전송기(400) 구조는 도 13 및 14를 참조할 수 있다. 공간 레이어의 개수는 R이라 가정한다.
레이어 맵퍼(410) 및 참조신호 생성기(420)는 각각 프리코더(430)에 연결된다. 프리코더(430)는 Nt개의 자원요소 맵퍼(440-1,...,440-Nt)에 연결된다. 레이어 맵퍼(410)는 R개의 정보 스트림(information stream)을 생성하도록 형성된다. R개의 정보 스트림은 IS #1, IS #2,..., IS #R로 나타낼 수 있다.
참조신호 생성기(420)는 R개의 참조신호 시퀀스를 생성하도록 형성된다. R개의 참조신호 시퀀스는 RS #1, RS #2,..., RS #R로 나타낼 수 있다. R개의 참조신호 시퀀스 각각은 복수의 참조신호 심벌들을 포함한다. 참조신호 심벌은 복소수 심벌일 수 있다.
R개의 공간 레이어 각각마다 정보 스트림, 참조신호 시퀀스 및 참조신호 패턴이 할당된다. 공간 레이어 #r에는 IS #r 및 RS #r이 할당된다(r=1,...,R). 여기서, r은 공간 레이어를 지시하는 공간 레이어 인덱스이다. 공간 레이어 #r에 할당된 참조신호 패턴은 RS #r 전송에 사용되는 시간-주파수 자원 패턴이다.
프리코더(430)는 R개의 공간 스트림에 프리코딩을 수행하여 Nt개의 전송 스트림을 생성하도록 형성된다. R개의 공간 스트림은 SS #1, SS #1,..., SS #R로 나타낼 수 있다. Nt개의 전송 스트림은 TS #1, TS #2,..., TS #Nt로 나타낼 수 있다.
R개의 공간 스트림 각각은 하나의 공간 레이어에 대응된다. 즉, SS #r은 공간 레이어 #r에 대응된다(r=1,2,...,R). R개의 공간 스트림 각각은 대응되는 공간 레이어에 할당된 정보 스트림, 참조신호 시퀀스 및 참조신호 패턴을 기반으로 생성된다. 즉, SS #r은 IS #r, RS #r 및 공간 레이어 #r에 할당된 참조신호 패턴을 기반으로 생성된다.
도 17은 프리코딩된 전용 참조신호가 사용되는 무선 통신을 위한 장치의 예를 나타낸 블록도이다.
도 17을 참조하면, 전송기(500)는 프리코더(510) 및 Nt개의 전송 안테나(590-1,...,590-Nt)를 포함한다. 프리코더(510)는 Nt개의 전송 안테나(590-1,...,590-Nt)에 연결된다. 수신기(600)는 채널 추정부(channel estimation unit, 610) 및 Nr개의 수신 안테나(690-1,...,690-Nr)를 포함한다. 전송기(500)는 기지국의 일부분이고, 수신기(600)는 단말의 일부분일 수 있다.
Nt개의 전송 안테나(590-1,...,590-Nt) 및 Nr개의 수신 안테나(690-1,...,690-Nr) 사이에는 MIMO 채널 행렬 H가 형성된다. MIMO 채널 행렬 H의 크기는 Nr×Nt이다. 수신 안테나의 개수가 1인 경우, MIMO 채널 행렬은 행 벡터(row vector)가 된다. 일반적으로 행렬은 행 벡터 및 열 벡터(column vector)까지 포함하는 개념이다.
프리코더(510)는 R개의 공간 스트림을 입력받는다. R개의 공간 스트림 각각은 복수의 공간 심벌들을 포함한다. 공간 심벌은 복소수 심벌일 수 있다. SS #r의 공간 심벌 #k를 xr(k)로 나타낼 수 있다(r=1,2,...,R). R개의 공간 스트림의 공간 심벌 #k는 공간 심벌 벡터 x(k)=[x1(k) x2(k) ... xR(k)]T로 나타낼 수 있다. 여기서, [·]T는 [·]의 전치행렬(transposed matrix)이고, k는 공간 심벌 벡터가 전송되는 시간-주파수 자원을 지시하는 시간-주파수 자원 인덱스이다. 예를 들어, k가 지시하는 시간-주파수 자원은 부반송파 또는 자원요소일 수 있다.
xr(k)는 공간 레이어 #r에 할당된 참조신호 패턴에 따라 결정된다. xr(k)는 참조신호 패턴에 따라 SS #r의 정보 심벌이거나 또는 RS #r의 참조신호 심벌일 수 있다. 또는 xr(k)는 '0'으로 설정될 수도 있다. 이와 같이, R개의 공간 스트림 각각은 대응되는 공간 레이어에 할당된 정보 스트림, 참조신호 시퀀스 및 참조신호 패턴을 기반으로 생성된다.
프리코더(510)는 다음 수학식과 같이 프리코딩을 수행할 수 있다.
Figure 112010017077108-pat00006
여기서, z(k)=[z1(k) z2(k) ... zNt(k)]T는 전송 심벌 벡터이고, W는 Nt×R 크기의 프리코딩 행렬이고, x(k)=[x1(k) x2(k) ... xR(k)]T는 공간 심벌 벡터이다. Nt는 전송 안테나의 개수이고, R은 랭크이다. 랭크가 1인 경우(R=1), 프리코딩 행렬은 열 벡터가 된다.
전송기(500)는 Nt개의 전송 안테나(590-1,...,590-Nt)를 통해서 전송 심벌 벡터 z(k)를 전송한다.
MU-MIMO의 경우, R개의 공간 레이어는 K개의 단말에게 할당된다(2≤K≤R, K는 자연수). MU-MIMO의 경우, 프리코딩 행렬은 MU-MIMO 프리코딩 행렬이라 할 수 있다. W가 MU-MIMO 프리코딩 행렬인 경우, 기지국은 W를 K개의 단말 각각으로부터 피드백 받은 CSI(channel state information)를 재구성하여 만들 수 있다. 또는 기지국은 W를 K개의 단말 각각으로부터 피드백 받은 CSI를 이용하여 임의로 구성할 수 있다. CSI란 하향링크 채널에 대한 일반적인 정보를 의미하는 것이다. CSI에 특별한 제한은 없다. CSI는 CQI(channel quality indicator), PMI(precoding matrix indicator) 및 RI(rank indicator) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. CQI는 채널에 적합한 MCS 레벨을 지시한다. PMI는 채널에 적합한 프리코딩 행렬을 지시한다. RI는 채널의 랭크를 지시한다. PMI는 코드북 내 단순한 행렬 인덱스일 수 있다. 또는 PMI는 채널 양자화 정보(channel quantization information), 채널 공분산 정보(channel covariance matrix) 등일 수 있다.
이와 같이, 프리코딩된 참조신호가 사용되면, 정보 스트림의 정보 심벌과 같이 공간 레이어별 참조신호 시퀀스의 참조신호 심벌도 프리코딩되어 전송된다.
수신기(600)는 Nr개의 수신 안테나(690-1,...,690-Nr)를 통해 수신 신호 벡터 y=[y1 y2 ... yNr]T를 수신한다. 수신 신호 벡터 y는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010017077108-pat00007
여기서, n=[n1 n2 ... nNr]T은 잡음 벡터이고, P=HW는 프리코딩된 채널 행렬(precoded channel matrix)이다.
채널 추정부(610)는 프리코딩된 전용 참조신호를 기반으로 수신 신호 벡터로부터 프리코딩된 채널 행렬 P를 추정(estimation)할 수 있다. 프리코딩된 채널 행렬 P가 추정되면, 수신기(600)는 공간 레이어마다 전송된 정보 스트림을 추정할 수 있다. 수신기(600)가 프리코딩 행렬 W를 알 수 없어 MIMO 채널 행렬 H를 추정할 수 없는 경우에도 수신기(600)는 프리코딩된 채널 행렬 P를 추정하여 정보를 복조할 수 있다.
이와 같이 프리코딩된 전용 참조신호가 사용되는 경우, 전송기는 수신기에게 전송에 사용된 프리코딩 행렬을 알려줄 필요가 없다. 수신기는 프리코딩 행렬을 모르더라도 정보를 명백하게 복조할 수 있다. 프리코딩된 전용 참조신호가 사용되는 경우, 전송기는 프리코딩 행렬을 제한할 필요가 없다. 일반적으로 프리코딩된 전용 참조신호는 코드북 기반이 아닌 프리코딩(non-codebook based precoding)을 구현하기 위해 사용된다.
프리코딩은 전체 주파수 대역에 걸쳐 하나의 프리코딩 행렬로 수행될 수 있다. 이를 광대역(wideband) 프리코딩이라 한다. 이 경우, 한 단말을 위해 하나의 프리코딩 행렬이 사용된다.
그런데 채널은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)이거나, 주파수 플랫 채널(frequency flat channel)일 수 있다. 코히어런트 대역폭을 이용하여 채널이 주파수 선택적 채널인지 또는 주파수 플랫 채널인지 여부는 코히어런트 대역폭(coherent bandwidth)를 기반으로 판단할 수 있다. 코히어런트 대역폭은 지연 확산(delay spread)에 반비례한다.
주파수 선택적인 채널인 경우, MIMO 채널의 특성(property)은 주파수 밴드(frequency band)에 따라 달라질 수 있다. 공간 채널 상관도(spatial channel correlation)가 상대적으로 낮은 한, 더 높은 성능 이득을 얻기 위해 주파수 밴드에 따라 다른 프리코딩 행렬이 사용될 수 있다.
주파수 밴드에 따라 다른 프리코딩 행렬로 프리코딩을 수행하는 것을 주파수 선택적 프리코딩(frequency selective precoding)이라 한다. 이 경우, 한 단말을 위해 다중 프리코딩 행렬(multiple precoding matrix)가 사용될 수 있다. 다중 프리코딩 행렬이 프리코딩된 전용 참조신호와 함께 사용되는 경우, 전용 참조신호는 주파수 밴드에 대응되는 프리코딩 행렬로 프리코딩되어야 한다. 주파수 선택적인 채널뿐 아니라 주파수 플랫 채널인 경우에도 주파수 선택적 프리코딩이 적용될 수 있다.
프리코딩된 전용 참조신호를 이용한 복조의 경우, 수신기는 정보 수신을 위해 할당받은 자원블록 내에서만 채널 추정을 한다. 수신기가 단말의 일부분인 경우, 단말은 정보 수신을 위해 할당받은 자원블록은 하향링크 그랜트에 포함된 자원 할당 필드를 통해 알 수 있다. 수신기가 할당받은 자원블록은 하나 이상일 수 있다. 복수의 자원블록이 할당되는 경우, 복수의 자원블록은 연속적으로 할당되거나, 불연속적으로 할당될 수 있다.
광대역 프리코딩이 사용되는 경우, 수신기는 할당받은 자원블록에 걸쳐 채널 보간(channel interpolation)을 통해 채널 추정을 할 수 있다. 주파수 선택적 프리코딩이 사용되는 경우, 수신기가 할당받은 자원블록 내에서 복수의 프리코딩 행렬이 사용될 수 있다. 수신기가 일관된(coherent) 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역을 알 수 없는 경우, 수신기는 자원블록 단위로 채널을 추정할 수 있다. 그러나 복수의 자원블록에 걸쳐서는 채널 보간을 할 수 없기 때문에 채널 추정 성능이 떨어질 수 있다. 만일 수신기가 일관된 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역을 알 수 있다면, 수신기는 일관된 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역에서 채널 보간을 통해 채널 추정을 할 수 있다. 채널 보간을 통해 채널이 추정되는 경우, 잡음(noise) 및 간섭(interference)을 억제할 수 있어 채널 추정 성능을 높일 수 있다.
따라서 수신기가 동일한 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역에 대한 정보를 알 필요가 있다. 동일한 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역은 전송기와 수신기 사이에 미리 규약되어 있을 수 있다. 또는 전송기가 수신기에게 동일한 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역을 알려줄 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 신호 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 기지국은 단말에게 프리코딩 대역폭(precoding bandwidth) 정보를 지시한다(S110). 프리코딩 대역폭 정보는 일관된 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역(frequency region)에 대한 정보이다. 일관된 프리코딩 행렬이 사용되는 주파수 영역은 프리코딩 서브밴드(precoding subband)라 할 수 있다. 즉, 프리코딩 서브밴드 내에서는 프리코딩 행렬이 동일하다. 예를 들어, 프리코딩 서브밴드는 복수의 연속된 자원블록 또는 복수의 연속된 자원요소(또는 부반송파)일 수 있다. 프리코딩 대역폭 정보는 프리코딩 서브밴드의 크기를 지시할 수 있다. 프리코딩 서브밴드의 크기에 따라 프리코딩 입상도(precoding granularity)가 결정될 수 있다.
기지국은 단말에게 프리코딩 대역폭 정보를 명백하게(explicitly) 지시하거나, 암시적으로(implicitly) 지시할 수 있다. 기지국은 물리계층 시그널링 또는 RRC 시그널링과 같은 상위계층 시그널링을 통해 프리코딩 대역폭 정보를 명백하게 지시할 수 있다. 물리계층 시그널링의 경우, 프리코딩 대역폭 정보는 PDCCH 상으로 전송될 수 있다. 이 경우, 프리코딩 대역폭 정보는 하향링크 그랜트에 포함될 수 있다.
기지국은 단말에게 프리코딩된 신호를 전송한다(S120). 프리코딩된 신호는 공간 레이어별 참조신호 및 공간 레이어별 정보가 프리코딩된 것이다.
단말은 공간 레이어별 참조신호를 기반으로 채널을 추정하고, 공간 레이어별 정보를 복조한다(S130).
FDD(frequency division duplex) 방식에서는 기지국은 하향링크 채널 특성을 알 수 없다. 단말은 하향링크 채널을 추정하고, 기지국에게 피드백 채널(feedback channel) 상으로 하향링크 채널 특성에 대한 CSI를 피드백한다. 이때 단말은 CSI-RS와 같은 공용 참조신호를 이용하여 하향링크 채널을 추정할 수 있다.
TDD(time division duplex) 방식에서는 상향링크 채널의 특성과 하향링크 채널의 특성이 거의 상보적인(reciprocal) 채널 상보성(channel reciprocity)이 있다. TDD 방식의 경우에도 단말은 하향링크 채널 특성에 대한 CSI를 피드백할 수 있다.
기지국은 피드백된 CSI를 하향링크 전송에 이용할 수 있다. CSI에 PMI가 포함되고, 기지국은 단말에게 피드백된 PMI를 기반으로 정보를 전송할 수 있다. 이와 같은 정보 전송 방식은 폐루프(closed-loop) 방식이라 한다. 폐루프 방식은 채널 적응적으로 정보가 전송됨으로써 시스템 성능이 향상될 수 있다.
기지국은 피드백된 CSI를 하향링크 전송에 이용하지 않을 수도 있다. 이와 같은 정보 전송 방식은 개루프(open-loop) 방식이라 한다. 개루프 방식의 경우, 단말은 PMI를 피드백하지 않을 수 있다.
주파수 선택적 프리코딩은 폐루프 방식 및 개루프 방식에서 모두 사용될 수 있다. 폐루프 방식의 경우, 주파수 밴드에 따라 프리코딩 성능을 최적화하기 위해 다중 프리코딩 행렬이 사용될 수 있다. 개루프 방식의 경우, 다중 프리코딩 행렬은 무작위로(randomly) 사용되거나, 미리 정의된(predefined) 방법으로 사용될 수도 있다. 이를 통해, PMI와 같은 어떤 공간 채널 정보에 대한 피드백 없이도 주파수 다이버시티가 증가될 수 있다. 폐루프 방식 및 개루프 방식 모두, 단말이 프리코딩 대역폭 정보를 아는 것이 유익하다.
이하, 기지국이 단말에게 프리코딩 대역폭 정보를 지시하는 방법에 대해 상술한다.
1. 폐루프 방식에서 피드백 서브밴드 정의 재사용
FDD 방식에서, 광대역 프리코딩 및 주파수 선택적 프리코딩은 각각 PMI 피드백과 연관될 수 있다. CSI는 전체 주파수 대역에 대한 채널 상태 정보 또는 전체 주파수 대역 중 일부 대역인 피드백 서브밴드에 대한 채널 상태 정보일 수 있다.
프리코딩 서브밴드는 피드백 서브밴드의 정의가 재사용될 수 있다. 프리코딩 서브밴드의 크기는 피드백 서브밴드의 크기와 동일하다.
피드백 서브밴드는 복수의 연속된 자원블록 또는 복수의 연속된 자원요소(또는 부반송파)일 수 있다. 일반적으로, 피드백 서브밴드는 자원블록의 묶음일 수 있다. 예를 들어, 피드백 서브밴드의 크기는 4 자원블록 또는 8 자원블록 등일 수 있다. 피드백 서브밴드의 크기는 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라질 수 있다.
피드백 서브밴드의 크기는 기지국에 의해 설정될 수 있다. 기지국은 RRC와 같은 상위계층에 의해 피드백 서브밴드의 크기를 설정할 수 있다. 프리코딩 대역폭 정보는 기지국에 의해 설정되는 피드백 서브밴드의 크기에 의해 암시적으로 지시된다. 또는 피드백 서브밴드의 크기는 기지국과 단말 사이에 미리 정의될 수 있다. 이때 피드백 서브밴드의 크기는 하향링크 전송 대역폭에 따라 미리 정의될 수 있다.
PMI 피드백 유형에는 단일 PMI 유형 및 다중 PMI 유형이 있을 수 있다. 단일 PMI 유형의 경우, 단말은 전체 주파수 대역에 걸쳐 하나의 PMI를 피드백할 수 있다. 다중 PMI 유형의 경우, 단말은 피드백 서브밴드별 PMI를 피드백할 수 있다. PMI 피드백 유형은 RRC와 같은 상위계층에 의해 설정될 수 있다.
PMI 피드백 유형이 다중 PMI 유형인 경우에 피드백 서브밴드의 크기는 하향링크 전송 대역폭에 따라 미리 정의될 수 있다.
다음 표는 하향링크 전송 대역폭(N_DL)에 따른 피드백 서브밴드의 크기의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00008
도 19는 단일 PMI 유형의 경우, 피드백 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 19를 참조하면, 하향링크 전송 대역폭 N_DL은 12이다. 전체 주파수 대역은 12 자원블록(RB #1, RB #2,..., RB #12)을 포함한다. PMI 피드백 유형이 상위계층 시그널링에 의해 단일 PMI 유형으로 설정되었다고 가정한다. 피드백 대역폭은 전체 주파수 대역이다. 단말은 전체 주파수 대역에 걸쳐 하나의 PMI를 피드백한다.
도 20은 단일 PMI 유형인 경우, 프리코딩 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 20을 참조하면, RB #4, RB #8, RB #9 및 RB #11은 단말을 위해 스케줄링된 자원블록이다. 단말은 정보 수신을 위해 RB #4, RB #8, RB #9 및 RB #11을 할당받는다. 단말이 할당받은 자원블록에 대한 정보는 하향링크 그랜트에 포함될 수 있다. 이와 같이 단말은 복수의 자원블록을 불연속적으로 할당받을 수 있다.
PMI 피드백 유형이 상위계층 시그널링에 의해 단일 PMI 유형으로 설정되었다고 가정한다. 프리코딩 서브밴드는 피드백 서브밴드의 정의가 재사용된다고 가정한다. 이 경우, 프리코딩 대역폭은 전체 주파수 대역이 된다. 따라서 단말은 할당받은 모든 자원블록(RB #4, RB #8, RB #9 및 RB #11)에 걸쳐 채널 보간을 통해 채널 추정을 할 수 있다.
다중 반송파가 지원되는 경우에는, 하나의 반송파 내 전체 주파수 대역폭에 대해 동일한 프리코딩 행렬이 사용된다고 가정할 수 있다.
도 21은 다중 PMI 유형의 경우, 피드백 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 하향링크 전송 대역폭 N_DL은 12이다. 전체 주파수 대역은 12 자원블록(RB #1, RB #2,..., RB #12)을 포함한다. PMI 피드백 유형이 상위계층 시그널링에 의해 다중 PMI 유형으로 설정되었다고 가정한다. 표 1을 참조하면, 피드백 서브밴드의 크기는 4이다. 따라서 피드백 대역폭은 4 자원블록이 된다. 단말은 4 자원블록마다 하나의 PMI를 피드백한다.
도 22는 다중 PMI 유형인 경우, 프리코딩 서브밴드의 예를 나타낸다.
도 22를 참조하면, RB #1, RB #2 및 RB #11은 단말을 위해 스케줄링된 자원블록이다. PMI 피드백 유형이 상위계층 시그널링에 의해 다중 PMI 유형으로 설정되었다고 가정한다. 프리코딩 서브밴드는 피드백 서브밴드의 정의가 재사용된다고 가정한다. 피드백 서브밴드의 크기가 4이므로, 프리코딩 서브밴드 역시 4 자원블록이 된다. 단말은 프리코딩 서브밴드 내에서는 단일한 프리코딩 행렬이 사용된 것으로 기대할 수 있다. 따라서 단말은 프리코딩 서브밴드 내에서는 채널 보간을 통해 채널 추정을 할 수 있다.
RB #1 및 RB #2는 하나의 프리코딩 서브밴드에 포함되는 자원블록이고, RB #11은 다른 프리코딩 서브밴드에 포함되는 자원블록이다. 따라서 단말은 RB #1 및 RB #2에 걸쳐 채널 보간을 통해 채널 추정을 할 수 있다. 그리고 단말은 RB #11에 대한 채널 추정 시에는 RB #1 및 RB #2과 채널 보간을 하지 않는다.
2. 별개의 프리코딩 대역폭
기지국이 단말로부터 PMI를 피드백 받더라도, 기지국은 기지국의 선호도에 따라 다른 프리코딩 행렬을 사용할 수 있다. 이 경우, 프리코딩 서브밴드는 피드백 서브밴드와 별개로 정의될 수 있다. 프리코딩 대역폭은 다양하게 정의될 수 있다. 기지국은 단말에게 알려주는 프리코딩 대역폭 정보는 프리코딩 대역폭을 지시하는 프리코딩 서브밴드 인덱스일 수 있다.
다음 표는 프리코딩 서브밴드 인덱스로 2 비트가 사용되는 경우, 프리코딩 서브밴드 인덱스에 따른 프리코딩 대역폭의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00009
다음 표는 프리코딩 서브밴드 인덱스로 3 비트가 사용되는 경우, 프리코딩 서브밴드 인덱스에 따른 프리코딩 대역폭의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00010
최대 프리코딩 대역폭은 전체 주파수 대역일 수 있다. 이 경우, 프리코딩 서브밴드 인덱스는 광대역 프리코딩을 지시할 수 있다. 다음 표는 프리코딩 서브밴드 인덱스에 따른 프리코딩 대역폭의 일 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00011
최소 프리코딩 대역폭은 하나의 자원블록일 수 있다. 다음 표는 프리코딩 서브밴드 인덱스에 따른 프리코딩 대역폭의 다른 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00012
N 비트 크기의 프리코딩 서브밴드 인덱스는 하향랭크 그랜트에 포함되어 PDCCH 상으로 전송될 수 있다. 또는 RRC와 같은 상위계층 시그널링을 통해 전송될 수 있다.
3. 개루프 방식에서 프리코딩 대역폭 정보
개루프 방식의 경우, 단말은 PMI를 피드백할 필요가 없다. 개루프 방식의 경우, 폐루프 방식과 비교하여 더 높은 다이버시티 이득이 요구된다. 다이버시티 모드의 하나로, 프리코딩 행렬 스위칭(precoding matrix switching, PMS)이 다이버시티 이득 증가를 위해 사용될 수 있다. 프리코딩 행렬 스위칭은 코드북 내 행렬들로 구현될 수 있다. 행렬들은 프리코딩 서브밴드에 따라 변할 수 있다. 프리코딩 서브밴드는 하나 이상의 자원블록 레벨로 정의될 수 있다. 하나의 자원블록 내더라도, 프리코딩 행렬은 변할 수 있다. 이 경우, 프리코딩 대역폭은 하나 이상의 자원요소 레벨로 정의될 수 있다. 예를 들어, 프리코딩 대역폭은 6 자원요소일 수 있다.
프리코딩 대역폭은 전송 기법에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 전송 기법이 개루프 공간 다중화로 설정되는 경우, 프리코딩 대역폭은 k 자원블록으로 정의될 수 있다. k는 기지국에 의해 설정되거나 미리 정의될 수 있다. k가 기지국에 의해 설정되는 경우, 기지국은 물리계층 시그널링 또는 상위계층 시그널링을 통해 단말에게 k를 지시할 수 있다. 전송 기법이 폐루프 공간 다중화로 설정되는 경우, 광대역 프리코딩이 사용될 수 있다.
다음 표는 전송 기법에 다른 프리코딩 대역폭의 예를 나타낸다.
Figure 112010017077108-pat00013
4. 피드백 확인(feedback confirmation)
확인 비트는 전용 참조신호와 함께 주파수 선택적 프리코딩을 위해 사용될 수 있다. 확인 비트는 프리코딩 서브밴드가 피드백 서브밴드와 동일한지 여부를 지시할 수 있다. 기지국이 피드백 서브밴드별 PMI 피드백을 지시한 경우, 확인 비트를 통해 프리코딩 서브밴드가 피드백 서브밴드와 동일한 주파수 선택적 프리코딩이 적용되는지 여부를 확인할 수 있다. 단말은 확인 비트를 통해 프리코딩 대역폭 정보를 알 수 있다. 기지국은 물리계층 시그널링 또는 상위계층 시그널링을 통해 단말에게 확인 비트를 전송할 수 있다.
5. 통합 모드(unified mode)
폐루프 방식 및 개루프 방식 모두, 기지국은 프리코딩 서브밴드 인덱스를 통해 프리코딩 대역폭을 지시할 수 있다. 프리코딩 서브밴드 인덱스에 따른 프리코딩 대역폭은 표 2 내지 5를 참조할 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐, 프리코딩 서브밴드 인덱스에 따른 프리코딩 대역폭을 제한하는 것은 아니다. 프리코딩 서브밴드 인덱스는 물리계층 시그널링 또는 상위계층 시그널링을 통해 단말에게 전송될 수 있다.
개루프 방식의 경우, 기지국은 사용 가능한 프리코딩 대역폭을 제한할 수 있다. 개루프 방식에서 사용 가능한 프리코딩 대역폭은 페루프 방식에서 사용 가능한 프리코딩 대역폭들의 부분 집합일 수 있다. 다음 표와 같이, 개루프 방식의 경우 사용 가능한 프리코딩 대역폭이 제한될 수 있다.
Figure 112010017077108-pat00014
6. 분산된 자원 할당(distributed resource allocation)
기지국은 단말에게 하향링크 시간-주파수 자원을 분산된 방식으로 할당할 수 있다. 시간-주파수 자원은 자원블록일 수 있다. 단말에게 할당된 자원블록들 중 연속된 자원블록들을 자원블록 그룹(RB group)이라 한다. 단말에게는 다중 자원블록 그룹이 할당될 수 있다. 자원블록 그룹들 간에는 주파수 영역에서 분리된다.
자원블록 그룹의 첫 번째 자원블록으로부터 프리코딩 대역폭이 시작될 수 있다. 프리코딩 대역폭은 자원블록 그룹과 동일할 수 있다. 이 경우, 단말은 하향링크 그랜트에 포함된 자원 할당 필드를 통해 프리코딩 대역폭 정보를 얻을 수 있다. 이를 통해, 기지국은 단말에게 자원블록 할당을 유연하게(flexibly) 할 수 있다. 또한 보간 이득이 최대화될 수 있다.
도 23은 프리코딩 대역폭의 예를 나타낸다.
도 23을 참조하면, RB #4, RB #5, RB #9, RB #10 및 RB #11은 단말을 위해 스케줄링된 자원블록이다. RB #4 및 RB #5는 자원블록 그룹 #1이고, RB #9, RB #10 및 RB #11은 자원블록 그룹 #2이다. 프리코딩 대역폭 #1은 자원블록 그룹 #1과 동일하다. 따라서 단말은 자원블록 그룹 #1 내에서 채널 보간을 할 수 있다. 프리코딩 대역폭 #2는 자원블록 그룹 #2와 동일하다. 따라서 단말은 자원블록 그룹 # 2내에서 채널 보간을 할 수 있다.
7. 랭크 특정(rank-specific) 프리코딩 대역폭 지원
프리코딩 대역폭은 랭크 특정하게만 지원될 수 있다. 예를 들어, 시스템이 랭크 8 전송까지 지원하는 경우, 프리코딩 대역폭은 오직 랭크 5 이하를 위해서만 알려질 수 있다. 이를 통해 특정 랭크 이상의 상위 랭크를 위해서는 유연한 스케줄링이 가능해진다. 또한 특정 랭크 이하의 하위 랭크에서는 채널 추정 이득이 제공될 수 있다.
8. 레이어 특정(layer-specific) 프리코딩 대역폭 지원
다중 공간 레이어를 통해 다중 공간 스트림이 전송되는 경우, 특정 공간 레이어에서만 프리코딩 대역폭 지시가 유효할 수 있다. 다른 공간 레이어에서는 1 자원블록 기반 프리코딩 대역폭이 사용될 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신을 위한 장치를 나타낸 블록도이다. 기지국(50)은 프로세서(processor, 51) 및 안테나(59)를 포함한다.
프로세서(51)는 안테나(59)와 연결되어, 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로토콜 스택의 계층들은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다. 안테나(59)는 신호를 전송하거나, 수신한다. 안테나(59)는 하나 또는 복수일 수 있다. 기지국(50)은 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다.
단말(60)은 프로세서(61) 및 안테나(69)를 포함한다. 프로세서(61)는 안테나(69)와 연결되어, 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다. 안테나(69)는 전송 신호를 전송하거나, 수신 신호를 수신한다. 안테나(69)는 하나 또는 복수일 수 있다. 단말(60)은 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다.
프로세서(51,61)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 RF부(RF(radio frequency) unit)를 포함할 수 있다. 제안된 전송기는 프로세서(51,61) 내에 구현될 수 있다. 메모리(미도시)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(미도시)에 저장되고, 프로세서(51,61)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(51,61) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(51,61)와 연결될 수 있다.
이와 같이, 무선 통신 시스템에서 효율적인 신호 전송 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 단말은 프리코딩 대역폭 정보를 획득할 수 있다. 단말은 프리코딩 대역폭 정보를 기반으로 프리코딩 대역폭 내 주파수 영역에서는 채널 보간을 통한 채널 추정을 할 수 있다. 이를 통해 단말은 좀 더 좋은 채널 추정 성능을 얻을 수 있다. 따라서 전체 시스템 성능이 향상될 수 있다.
당업자는 상술한 설명을 통해 또는 상술한 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들을 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 상술한 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (9)

  1. 무선 통신 시스템의 단말에서 수행되는 신호 수신 방법에 있어서,
    기지국에 의해 동일한 프리코딩 행렬(precoding matrix)이 사용되는 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록(resource block)을 지시하는 프리코딩 대역폭을 획득하되, 상기 프리코딩 대역폭에 의해 지시되는 상기 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록의 크기는 상기 무선 통신 시스템에 의해 할당되는 하향링크 대역폭에 기초하는, 단계;
    상기 기지국으로부터, 상기 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록을 통해 프리코딩된 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 동일한 프리코딩 행렬을 기초로 상기 수신된 신호를 디코딩하는 단계
    를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리코딩 대역폭에 의해 지시되는 상기 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록의 크기는, CSI(channel state information)의 피드백(feedback)을 위해 사용되는 피드백 서브밴드(feedback subband)의 크기와 동일하게 설정되고, 상기 CSI는 CQI(channel quality indicator) 및 RI(rank indicator) 중 적어도 어느 하나인
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리코딩 대역폭은 상기 단말에 의해 설정되는 전송 기법(transmission scheme)에 따라 결정되는
    방법.
  4. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하는 무선 신호 유닛; 및
    상기 무선 신호 유닛에 연결되고,
    기지국에 의해 동일한 프리코딩 행렬(precoding matrix)이 사용되는 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록(resource block)을 지시하는 프리코딩 대역폭을 획득하되, 상기 프리코딩 대역폭에 의해 지시되는 상기 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록의 크기는 상기 무선 통신 시스템에 의해 할당되는 하향링크 대역폭에 기초하도록 설정되고,
    상기 기지국으로부터, 상기 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록을 통해 프리코딩된 신호를 수신하고,
    상기 동일한 프리코딩 행렬을 기초로 상기 수신된 신호를 디코딩하도록 설정되는 프로세싱 유닛
    을 포함하는
    단말.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프리코딩 대역폭에 의해 지시되는 상기 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원블록의 크기는, CSI(channel state information)의 피드백(feedback)을 위해 사용되는 피드백 서브밴드(feedback subband)의 크기와 동일하게 설정되고, 상기 CSI는 CQI(channel quality indicator) 및 RI(rank indicator) 중 적어도 어느 하나인
    단말.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프리코딩 대역폭은 상기 단말에 의해 설정되는 전송 기법(transmission scheme)에 따라 결정되는
    단말.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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