KR102357524B1 - 풀-디멘젼 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송/수신 장치 및 방법 - Google Patents

풀-디멘젼 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송/수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 송신 장치가 기준 신호를 송신하는 방법은, 균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS 설정 정보를 송신하는 과정과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 과정과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 상기 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 과정을 포함하며, 상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은, 제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과, 상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은, 상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나이다.

Description

풀-디멘젼 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송/수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING REFERENCE SIGNAL IN COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING FULL-DIMENSION MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SCHEME}
본 발명은 풀-디멘젼 다중 입력 다중 출력(full-dimension multiple input multiple output: FD-MIMO, 이하 ‘FD-MIMO’라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 교차 편차(cross polarization, 이하 ‘cross polarization’라 칭하기로 한다) 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통신 시스템은 지속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽(data traffic) 수요를 충족시키기 위해 보다 높은 데이터 전송률을 지원하도록 발전하고 있다. 예를 들어, 통신 시스템은 데이터 전송률 증가를 위해 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM, 이하 ‘OFDM’이라 칭하기로 한다) 방식과, 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output: MIMO, 이하 ‘MIMO’라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 다양한 방식들을 기반으로 주파수 효율성(spectral efficiency)을 개선하고, 채널 용량을 증대시키도록 개발되고 있다.
특히, 상기 MIMO 방식은 신호 송신 장치, 일 예로 기지국이 다수 개의 안테나들을 사용하여 시스템 용량을 증가시키는 방식이다. 상기 MIMO 방식이 개발된 초기에는 신호 송신 장치와 신호 수신 장치, 일 예로 단말기 각각에서 사용되는 안테나 개수들을 증가시켜 용량을 증가시키는 방식에 대해 주로 연구가 진행되었었다.
하지만, 이후에는 실제 구현을 고려하여, 크기 및 가용 전력 제한으로 인해 안테나 확장 및 복잡한 연산이 비교적 어려운 신호 수신 장치, 일 예로 단말기 보다는 크기 및 복잡도 측면에서 실제 구현하는 것이 비교적 쉬운 신호 송신 장치, 일 예로 기지국에서 사용되는 안테나의 개수를 증가시키는 형태로 상기 MIMO 방식이 발전해 나가고 있다.
한편, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다)라고도 칭해지는 3세대 프로젝트 파트너쉽(3rd generation project partnership: 3GPP, 이하 ‘3GPP’라 칭하기로 한다) 릴리즈 10(Release 10) 규격 에서는 최대 8개의 안테나들을 지원하는 기지국에 대한 송신 방식이 개발된 바 있다. 특히, 최근에는 상기 LTE-A에서는 기지국이 최대 64개의 안테나들을 지원하는 FD-MIMO 방식에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다.
한편, 비교적 많은 개수의 안테나들이 수평 방향으로만 배열되거나, 혹은 상기 비교적 많은 개수의 안테나들이 수직 방향으로만 배열되는 균일 선형 어레이(uniform linear array: ULA, 이하 ‘ULA’라 칭하기로 한다) 안테나는 상기 ULA 안테나가 포함하는 엘리먼트 안테나(element antenna)들이 차지하는 공간이 매우 넓기 때문에 상기 ULA 안테나를 구현하는 것은 현실적으로 불가능하다. 일 예로, 2GHz 주파수 대역에서, 64개의 엘리먼트 안테나들이 λ/2 간격으로 수평 방향으로만 배열되거나 혹은 상기 64개의 엘리먼트 안테나들이 수직 방향으로만 배열될 경우, 상기 64개의 엘리먼트 안테나들이 차지하는 전체 길이는 대략 5m이다. 따라서, 현재까지 제안된 바 있는 통신 시스템들에서의 기지국 공간을 고려할 경우 상기 ULA 안테나를 실제 구현되는 것은 불가능하다.
따라서, 이와 같은 ULA 안테나와는 다른 구조를 가지는 균일 평면 배열(uniform planar array: UPA, 이하 ‘UPA’라 칭하기로 한다) 안테나가 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 고려되고 있다. 여기서, 상기 UPA 안테나는 수평 방향과 수직 방향 모두를 고려하는 2차원 공간에 다수 개의 엘리먼트 안테나들이 배열되는 형태를 가진다. 상기 UPA 안테나는 현재까지 제안되어 있는 기지국에 대한 공간적 제약 문제를 해결할 수 있으면서도, 다수 개의 안테나들을 기반으로 하는 FD-MIMO 방식을 실제 구현하는 것을 가능하도록 한다.
이렇게, 상기 UPA 안테나를 사용함으로써, 비교적 많은 개수의 안테나들을 사용하는 것이 가능한 FD-MIMO 방식을 지원하는 것이 가능하게 되고, 따라서 기지국은 이전보다 더 많은 개수의 안테나들을 지원하는 것이 가능하게 되었다. 따라서, 상기 기지국은 많은 개수의 안테나들을 구비하고, 이런 안테나들을 사용하여 무선 통신 시스템의 시스템 용량을 증가시키려 하고 있다.
한편, 시스템 용량을 증가시키기 위해서는 신호 송신 장치, 일 예로 기지국과 신호 수신 장치, 일 예로 단말기간의 채널 정보가 필요로 된다. 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD, 이하 ‘FDD’라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템의 경우, 신호 송신 장치에서 필요한 채널 정보를 제공하기 위해서 신호 수신 장치는 다운링크(downlink) 신호를 통해 수신한 기준 신호(reference signal: RS)를 사용하여 채널 정보를 추정하고, 상기 추정한 채널 정보를 업링크(uplink)를 통해 신호 송신 장치로 피드백한다.
또한, LTE-Advanced 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 신호 송신 장치에서 필요한 채널 정보를 제공하기 위해서 신호 수신 장치는 다운링크 신호를 통해 수신한 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information-reference signal: CSI-RS, 이하 ‘CSI-RS’라 칭하기로 한다)를 사용하여 채널 정보를 추정하고, 상기 추정한 채널 정보를 업링크를 통해 신호 송신 장치로 피드백한다. 여기서, 정확한 채널 추정을 위하여 CSI-RS는 각 안테나 별로 직교적인 특성, 일 예로 시간 차원과, 주파수 차원과, 코드 차원과 같은 직교적인 특성을 갖도록 설계되는데, 이런 직교적인 특성으로 인하여 안테나들의 개수가 증가함에 따라 CSI-RS 송신을 위해 사용되는 자원들 역시 증가한다.
이런 CSI-RS의 특성, 즉 안테나들의 개수가 증가함에 따라 CSI-RS 송신을 위해 사용되는 자원들이 증가하는 특성은 비교적 많은 개수의 안테나들을 지원하는, FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 더욱 심각해질 수 밖에 없다.
따라서, 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 수신 장치가 채널 정보를 정확하게 추정하는 것이 가능하면서도, 기준 신호의 송신을 위해 사용되는 자원들의 개수를 감소시키는 것이 가능한 기준 신호 송/수신 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 정보를 정확하게 추정하는 것이 가능한 기준 신호 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송신에 사용되는 자원들의 개수를 감소시키는 것이 가능한 기준 신호 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UPA 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 cross polarization 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 송신 장치가 기준 신호를 송신하는 방법은, 균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 송신하는 과정과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 과정과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 상기 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 과정을 포함하며, 상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은, 제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과, 상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은, 상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 수신 장치가 기준 신호를 수신하는 방법은, 송신 장치로부터 균일 평면 배열(UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 수신하는 과정과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 송신 장치로부터 CSI-RS들을 수신하는 과정을 포함하며, 상기 CSI-RS들은; 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 송신된 CSI-RS들과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 송신된 CSI-RS들을 포함하며, 상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은, 제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과, 상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은, 상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 송신 장치는, 균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 송신하고, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하고, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 제2 축에서 n개의 안테나 포트들을 통해 상기 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 송신기를 포함하며, 상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은, 제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과, 상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은, 상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 수신 장치는, 송신 장치로부터 균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 수신하고, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 송신 장치로부터 CSI-RS들을 수신하는 수신기를 포함하며, 상기 CSI-RS들은; 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 송신된 CSI-RS들과, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 송신된 CSI-RS들을 포함하며, 상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은, 제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과, 상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은, 상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며, 상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 게시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
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하기의 본 게시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다: 상기 용어들 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”과 그 파생어들은 한정없는 포함을 의미하며; 상기 용어 “혹은(or)”은 포괄적이고 ‘및/또는’을 의미하고; 상기 구문들 “~와 연관되는(associated with)” 및 ““~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 것을 의미하고; 상기 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송/수신을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 정보를 정확하게 추정하는 것이 가능하도록 기준 신호를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송신에 사용되는 자원들의 개수를 감소시키는 것이 가능하도록 기준 신호를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UPA 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 cross polarization 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는 UPA 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는 UPA 안테나가 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 cross polarization 안테나가 사용될 경우의 MIMO 채널 행렬의 특성을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대해서 안테나 번호를 인덱싱하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대한 안테나 번호를 인덱싱하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 1단계 CSI 프로세싱 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 MU-MIMO sum-capacity 성능을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 하기에서는 본 발명의 실시예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외의 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표현들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함할 수 있다. 일 예로, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone)과, 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 ‘PC’라 칭하기로 한다)와, 이동 전화기와, 화상 전화기와, 전자책 리더(e-book reader)와, 데스크 탑(desktop) PC와, 랩탑(laptop) PC와, 넷북(netbook) PC와, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 ‘PDA’라 칭하기로 한다)와, 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 ‘PMP’라 칭하기로 한다)와, 엠피3 플레이어(mp3 player)와, 이동 의료 디바이스와, 카메라와, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD, 일 예로 ‘HMD’라 칭하기로 한다)와, 전자 의류와, 전자 팔찌와, 전자 목걸이와, 전자 앱세서리(appcessory)와, 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 가지는 스마트 가정용 기기(smart home appliance)가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스마트 가정용 기기는 텔레비젼과, 디지털 비디오 디스크(digital video disk: DVD, 이하 ‘DVD’라 칭하기로 한다) 플레이어와, 오디오와, 냉장고와, 에어 컨디셔너와, 진공 청소기와, 오븐과, 마이크로웨이브 오븐과, 워셔와, 드라이어와, 공기 청정기와, 셋-탑 박스(set-top box)와, TV 박스 (일 예로, Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, 혹은 Google TVTM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 의료 기기(일 예로, 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography: MRA, 이하 ‘MRA’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 자기 공명 화상법(magnetic resonance imaging: MRI, 이하 “MRI”라 칭하기로 한다)과, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography: CT, 이하 ‘CT’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 촬상 디바이스, 혹은 초음파 디바이스)와, 네비게이션(navigation) 디바이스와, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS, 이하 ‘GPS’라 칭하기로 한다) 수신기와, 사고 기록 장치(event data recorder: EDR, 이하 ‘EDR’이라 칭하기로 한다)와, 비행 기록 장치(flight data recorder: FDR, 이하 ‘FER’이라 칭하기로 한다)와, 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device)와, 항해 전자 디바이스(일 예로, 항해 네비게이션 디바이스, 자이로스코프(gyroscope), 혹은 나침반)와, 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함하는, 가구와, 빌딩/구조의 일부와, 전자 보드와, 전자 서명 수신 디바이스와, 프로젝터와, 다양한 측정 디바이스들(일 예로, 물과, 전기와, 가스 혹은 전자기 파 측정 디바이스들) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말기(station: STA)는 일 예로 전자 디바이스가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 일 예로 단말기는 기준 신호(reference signal: RS)를 수신하는 장치로서 동작할 수 있고, 일 예로 기지국은 기준 신호를 송신하는 장치로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 풀-디멘젼 다중 입력 다중 출력(full-dimension multiple input multiple output: FD-MIMO, 이하 ‘FD-MIMO’라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 정보를 정확하게 추정하는 것이 가능한 기준 신호 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기준 신호 송신에 사용되는 자원들의 개수를 감소시키는 것이 가능한 기준 신호 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 균일 평면 배열(uniform planar array: UPA, 이하 ‘UPA’라 칭하기로 한다) 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 교차 편파(cross polarization, 이하 ‘cross polarization’라 칭하기로 한다) 안테나 특성을 고려하여 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법 및 장치는 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다) 802.11 통신 시스템과, IEEE 802.16 통신 시스템과, 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting: DMB, 이하 ‘DMB’라 칭하기로 한다) 서비스와, 휴대용 디지털 비디오 방송(digital video broadcasting-handheld: DVP-H, 이하 ‘DVP-H’라 칭하기로 한다), 및 모바일/휴대용 진화된 텔레비젼 시스템 협회(advanced television systems committee-mobile/handheld: ATSC-M/H, 이하 ‘ATSC-M/H’라 칭하기로 한다) 서비스 등과 같은 모바일 방송 서비스와, 인터넷 프로토콜 텔레비젼(internet protocol television: IPTV, 이하 ‘IPTV’라 칭하기로 한다) 서비스와 같은 디지털 비디오 방송 시스템과, 엠펙 미디어 트랜스포트(MPEG(moving picture experts group) media transport: MMT, 이하 ‘MMT’라 칭하기로 한다) 시스템과, 진화된 패킷 시스템(evolved packet system: EPS, 이하 ‘EPS’라 칭하기로 한다)과, 롱-텀 에볼루션(long-term evolution: LTE, 이하 ‘LTE’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱-텀 에볼루션-어드밴스드(long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 ‘HSDPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 ‘HSUPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 ‘3GPP2’라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 ‘HRPD’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 ‘WCDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(code division multiple access: CDMA, 이하 ‘CDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 모바일 인터넷 프로토콜(mobile internet protocol: Mobile IP, 이하 ‘Mobile IP ‘라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능함은 물론이다.
이하, 설명의 편의상 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템을 ‘FD-MIMO 통신 시스템’이라 칭하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는 UPA 안테나의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는 UPA 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 설명하기에 앞서, 상기 FD-MIMO 통신 시스템에서는 수평 방향 및 수직 방향을 고려하는 2차원 공간에 다수 개의 엘리먼트 안테나(element antenna)들이 배열되는 형태를 가지는 UPA 안테나를 지원하는 것이 고려되고 있다.
특히, 상기 UPA 안테나가 비교적 많은 개수의 엘리먼트 안테나들이 수평 방향으로만 배열되거나, 혹은 상기 비교적 많은 개수의 엘리먼트 안테나들이 수직 방향으로만 배열되는 균일 선형 어레이(uniform linear array: ULA, 이하 ‘ULA’라 칭하기로 한다) 안테나에 비해 비교적 작은 공간에 더 많은 개수의 엘리먼트 안테나들을 포함하는 것이 가능하므로, 상기 FD-MIMO 통신 시스템에서는 상기 UPA 안테나의 지원을 적극적으로 고려하고 있다.
다시 도 1을 참조하면, 도시되어 있는 UPA 안테나(111)는 총 25개, 즉 엘리먼트 안테나 #0 내지 엘리먼트 안테나 #24의 총 25개의 엘리먼트 안테나들을 포함한다. 상기 UPA 안테나(111)는 수평 축으로 5개의 엘리먼트 안테나들을 포함하며, 수직 축으로 5개의 엘리먼트들을 포함하는 구조를 가진다.
즉, 상기 UPA 안테나(111)는 수평 축으로 엘리먼트 안테나 #0 내지 엘리먼트 안테나 #4를 포함하는 제1행(row)과, 엘리먼트 안테나 #5 내지 엘리먼트 안테나 #9를 포함하는 제2행과, 엘리먼트 안테나 #10 내지 엘리먼트 안테나 #14을 포함하는 제3행과, 엘리먼트 안테나 #15 내지 엘리먼트 안테나 #19를 포함하는 제4행과, 엘리먼트 안테나 #20 내지 엘리먼트 안테나 #24를 포함하는 제5행을 포함하는 총 5개의 행들을 포함한다.
또한, 상기 UPA 안테나(111)는 수직 축으로 엘리먼트 안테나 #0과, 엘리먼트 안테나 #5와, 엘리먼트 안테나 #10과, 엘리먼트 안테나 #15와, 엘리먼트 안테나 #20을 포함하는 제1열(column)과, 엘리먼트 안테나 #1과, 엘리먼트 안테나 #6과, 엘리먼트 안테나 #11과, 엘리먼트 안테나 #16과, 엘리먼트 안테나 #21을 포함하는 제2열과, 엘리먼트 안테나 #2와, 엘리먼트 안테나 #7과, 엘리먼트 안테나 #12와, 엘리먼트 안테나 #17과, 엘리먼트 안테나 #22를 포함하는 제3열과, 엘리먼트 안테나 #3과, 엘리먼트 안테나 #8과, 엘리먼트 안테나 #13과, 엘리먼트 안테나 #18과, 엘리먼트 안테나 #23을 포함하는 제4열과, 엘리먼트 안테나 #4와, 엘리먼트 안테나 #9와, 엘리먼트 안테나 #14와, 엘리먼트 안테나 #19와, 엘리먼트 안테나 #24를 포함하는 제5열을 포함하는 총 5개의 열들을 포함한다.
한편, 시스템 용량을 증가시키기 위해서는 신호 송신 장치, 일 예로 기지국과 신호 수신 장치, 일 예로 단말기간의 채널 정보가 필요로 된다. 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD, 이하 ‘FDD’라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템의 경우, 신호 송신 장치에서 필요한 채널 정보를 제공하기 위해서 신호 수신 장치는 다운링크(downlink) 신호를 통해 수신한 기준 신호를 사용하여 채널 정보를 추정하고, 상기 추정한 채널 정보를 업링크(uplink)를 통해 신호 송신 장치로 피드백한다.
또한, LTE-Advanced 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 신호 송신 장치에서 필요한 채널 정보를 제공하기 위해서 신호 수신 장치는 다운링크 신호를 통해 수신한 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information-reference signal: CSI-RS, 이하 ‘CSI-RS’라 칭하기로 한다)를 사용하여 채널 정보를 추정하고, 상기 추정한 채널 정보를 업링크를 통해 신호 송신 장치로 피드백한다. 여기서, 정확한 채널 추정을 위하여 CSI-RS는 각 안테나 별로 직교적인 특성, 일 예로 시간 차원과, 주파수 차원과, 코드 차원과 같은 직교적인 특성을 갖도록 설계된다.
이렇게, CSI-RS를 사용하여 채널 정보를 추정하고, 추정된 채널 정보를 피드백하는 방식은 상기 UPA(111)가 포함하는 모든 엘리먼트 안테나들, 즉 엘리먼트 안테나 #0 내지 엘리먼트 안테나#24 각각에 대해 CSI-RS 송신을 위한 자원을 할당하여 구현될 수 있다.
하지만, 이와 같은 방식으로 CSI-RS를 송신할 경우, 엘리먼트 안테나들간의 직교적인 특성을 유지할 수는 있으나 엘리먼트 안테나들의 개수가 증가함에 따라 CSI-RS 송신을 위해 사용되는 자원(시간/주파수/코드 차원)들의 개수 역시 증가한다. 이런 CSI-RS의 특성, 즉 안테나들의 개수가 증가함에 따라 CSI-RS 송신을 위해 사용되는 자원들이 증가하는 특성은 비교적 많은 개수의 안테나들을 지원하는, FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 더욱 심각해질 수 밖에 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 수신 장치가 채널 정보를 정확하게 추정하는 것이 가능하면서도, 기준 신호 송신에 사용되는 자원들의 개수를 감소시키는 것이 가능한 기준 신호 송/수신 방안을 제안하며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, UPA 안테나가 포함하는 각 엘리먼트 안테나에 대해서 빔 포밍 계수(beam forming factor)를 결정하는 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 1개의 레이(ray, 이하 ‘ray’라 칭하기로 한다)에 대한 엘리먼트 안테나 별로 송신되는 신호는 수평 축에서 송신되는 신호와, 수직 축에서 송신되는 신호의 조합으로 표현될 수 있으며, 또한 1개의 레이에 대한 엘리먼트 안테나 별로 수신되는 신호는 수평 축에서 수신되는 신호와, 수직 축에서 수신되는 신호의 조합으로 표현될 수 있다. 그리고, 이와 같은 특성은 이미 수학적 모델링(modeling)을 통해 확인된 바 있다. 여기서, 상기 수평 축에서 송/수신되는 신호들 및 수직 축에서 송/수신되는 신호들을 조합하는 방식은 크로네커-곱(Kronecker-product, 이하 ‘Kronecker-product’라 칭하기로 한다) 연산을 기반으로 한다. 따라서, 상기 Kronecker-product 연산을 기반으로 UPA 안테나가 포함하는 모든 엘리먼트 안테나들에서 송신된 신호들을 복구할 수 있다.
한편, 가시선(line of sight: LOS, 이하 ‘LOS’라 칭하기로 한다) 환경, 즉 하나의 ray를 통해 채널을 통과하는 환경에서는 Kronecker-product 연산을 기반으로 UPA 안테나가 포함하는 모든 엘리먼트 안테나들에서 송신된 신호들을 복구할 수 있다는 특성을 사용하여 UPA 안테나가 포함하는 모든 엘리먼트 안테나들에 대한 채널들을 추정할 수 있으며, 따라서 신호 수신 장치는 채널 정보를 정확하게 추정할 수 있다.
그러면 여기서 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는 UPA 안테나가 포함하는 CSI-RS 안테나 포트(port)들에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는 UPA 안테나가 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들은 신호 송신 장치가 총 25개의 엘리먼트 안테나들, 즉 엘리먼트 안테나 #0 내지 엘리먼트 안테나 #24를 포함하는 UPA 안테나(211)를 사용한다고 가정할 경우, Kronecker-product 연산을 기반으로 채널을 재구성할 때 가능한 수평 축 및 수직 축에서의 CSI-RS 안테나 포트들을 나타낸다.
먼저, 수평 축에서 CSI-RS 안테나 포트들은 상기 25개의 엘리먼트 안테나들 중 엘리먼트 안테나 #0과, 엘리먼트 안테나 #1과, 엘리먼트 안테나 #2와, 엘리먼트 안테나 #3과, 엘리먼트 안테나 #4를 포함한다. 따라서, 신호 수신 장치에서 사용되는 UPA 안테나(도 2에 별도로 도시하지 않음)가 포함하는 엘리먼트 안테나 #m에서는 채널 벡터 h m , az 를 추정할 수 있다. 이하, 설명의 편의상 상기 신호 수신 장치에서 사용되는 UPA 안테나가 포함하는 엘리먼트 안테나 #m을 ‘수신 엘리먼트 안테나#m’이라 칭하기로 한다.
다음으로, 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들은 상기 25개의 엘리먼트 안테나들 중 엘리먼트 안테나 #0과, 엘리먼트 안테나 #5와, 엘리먼트 안테나 #10과, 엘리먼트 안테나 #15와, 엘리먼트 안테나 #20를 포함한다. 따라서, 신호 수신 장치에서 사용되는 수신 안테나 #m에서는 채널 벡터 h m , el 를 추정할 수 있다.
이렇게 수신 안테나 #m에서 추정된 채널 벡터 h m , az 와 채널 벡터 h m , el 에 대해서 하기 수학식 1과 같이 Kronecker-product 연산(
Figure 112014105632961-pat00001
)과 벡터화(vectorization) 연산(vec(.))이 수행되면, 상기 UPA 안테나(211)가 포함하는 25개의 엘리먼트 안테나들과 상기 신호 수신 장치가 사용하는 수신 안테나#m간의 채널, 즉 채널
Figure 112014105632961-pat00002
을 추정할 수 있다.
Figure 112014105632961-pat00003
상기 수학식 1에서, 상기 채널
Figure 112014105632961-pat00004
는 행 벡터(row vector)로서, 상기 행 벡터
Figure 112014105632961-pat00005
의 크기는 상기 UPA 안테나(211)가 포함하는 엘리먼트 안테나들의 개수인 NT (=25)와 동일하다.
상기 신호 수신 장치가 사용하는 UPA 안테나가 포함하는 엘리먼트 안테나들의 개수를 NR이라고 가정할 경우, 상기 신호 송신 장치와 신호 수신 장치간에 형성되는 NR x NT MIMO 채널인 채널
Figure 112014105632961-pat00006
는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014105632961-pat00007
상기 수학식 2에서,
Figure 112014105632961-pat00008
는 상기 신호 송신 장치와 상기 신호 수신 장치가 사용하는 UPA 안테나가 포함하는 엘리먼트 안테나들 중 엘리먼트 안테나#NR-1간의 채널을 나타낸다.
도 2에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식은 도 1에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식에 비해서 CSI-RS를 송신하기 위해 사용되는 엘리먼트 안테나들의 개수가 감소될 수 있어, 신호 송신 장치가 사용하는 안테나들의 개수가 증가함에 따라 CSI-RS를 송신하기 위해 사용되는 자원이 상기 안테나들의 개수에 선형적으로 비례하여 증가되지 않는다.
따라서, 도 2에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식이 도 1에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식에 비해서 FD-MIMO 통신 시스템의 시스템 용량 저하를 감소시킬 수 있다. 하지만, 도 2에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식이 사용된다고 할지라도, 일부 엘리먼트 안테나들을 통해 추정된 채널 정보와 Kronecker-product 연산을 통해 획득한 전체 채널 정보에 대한 정확도는 CSI-RS 송신 방식의 성능을 좌우하는 중요한 요소로 작용된다.
한편, LTE-Advanced 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 일반적으로 안테나가 차지하는 면적을 증가시키지 않고 안테나 개수를 2배로 증가시킬 수 있는 cross polarization 안테나를 사용하고 있다. 따라서, 서로 다른 polarization 특성을 사용하는 안테나들을 사용하여 공간적으로 안테나들을 구별하지 않아도 채널들을 구분하여 사용할 수 있다.
그러면 여기서 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, UPA 안테나(311)는 cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하며, 상기 UPA 안테나(311)는 총 32개의 cross polarization 안테나들을 포함한다.
도 3에 도시되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들은 신호 송신 장치가 총 32개의 cross polarization 안테나들, 즉 cross polarization 안테나#0 내지 cross polarization 안테나#31을 포함하는 UPA 안테나(311)를 사용한다고 가정할 경우, Kronecker-product 연산을 기반으로 채널을 재구성할 때 가능한 수평 축에서의 CSI-RS 안테나 포트들 및 수직 축에서의 CSI-RS 안테나 포트들을 나타낸다.
한편, cross polarization 안테나의 경우, 물리적으로 동일한 위치에 안테나들이 존재한다고 하더라도 polarization 특성이 다를 경우 논리적으로 다른 CSI-RS 안테나 포트들로 사용될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시되어 있는 UPA 안테나(311)의 구조는 논리적으로 8개의 수평 CSI-RS 안테나 포트들과 4개의 수직 CSI-RS 안테나 포트들로 구성된 안테나의 구조와 동일하게 간주될 수 있다.
따라서, 도 2에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식을 고려하면, 수평 축에서 8개 CSI-RS 안테나 포트들은 cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#1과, cross polarization 안테나#2와, cross polarization 안테나#3과, cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#5와, cross polarization 안테나#6과, cross polarization 안테나#7를 포함하고, 수직 축에서 4개의 CSI-RS 안테나 포트들은 cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#8과, cross polarization 안테나#16과, cross polarization 안테나#24를 포함한다.
먼저, 수평 축에서 CSI-RS 안테나 포트들로 설정된 cross polarization 안테나들을 살펴보면, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 4개의 +45°cross polarization 안테나들과, 4개의 -45°cross polarization 안테나들임을 알 수 있다.
이와는 달리, 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들로 설정된 cross polarization 안테나들을 살펴보면, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 모두 +45°cross polarization 안테나임을 알 수 있다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 cross polarization 안테나가 사용될 경우의 MIMO 채널 행렬의 특성에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 cross polarization 안테나가 사용될 경우의 MIMO 채널 행렬의 특성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도시되어 있는 MIMO 채널 행렬은 신호 송신 장치 및 신호 수신 장치 둘 다 cross polarization 안테나를 사용할 경우의 MIMO 채널 행렬을 나타낸다. 특히, 도 4에 도시되어 있는 MIMO 채널 행렬은 신호 송신 장치와 신호 수신 장치 각각이 0°cross polarization 안테나와 90°cross polarization 안테나를 사용할 경우의 MIMO 채널 행렬을 나타낸다. 도 4에서, 다른 polarization 특성들을 가지는 cross polarization 안테나들을 통해 송신되는 채널 신호들은 비록 물리적인 위치는 동일하더라도 서로 다른 채널 특성들을 갖는다고 가정하기로 한다.
도 4에 도시한 바와 같은, 신호 송신 장치와 신호 수신 장치 각각이 0° cross polarization 안테나와 90°cross polarization 안테나를 사용할 경우의 MIMO 채널 행렬은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014105632961-pat00009
상기 수학식 3에서, H는 채널 행렬을 나타내고, hij는 상기 채널 행렬 H가 포함하는 행렬 엘리먼트를 나타낸다. 여기서, 상기 hij는 수신 안테나#i와 송신 안테나#j에 대한 행렬 엘리먼트를 나타낸다.
상기에서 설명한 바와 같이, 다른 polarization 특성을 가지는 cross polarization 안테나들을 통해 송신되는 채널 신호들은 비록 물리적인 위치는 동일하더라도 서로 다른 채널 특성들을 갖는다는 가정을 검증하기 위해서, XPC(cross polar correlation) 방식이 정의된 바 있고, 다양한 채널 환경들에서 측정된 XPC 값들이 다양한 문헌들에서 제시된 바 있다. 여기서, 상기 XPC 방식에 따라 검출된 XPC 값은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014105632961-pat00010
상기 수학식 4에서, ρt는 상기 XPC 값을 나타낸다.
한편, 상기 XPC는 동일한 수신 안테나에서 서로 다른 polarization 특성들을 갖는 cross polarization 안테나들을 통해서 신호들을 수신하거나, 혹은 동일한 송신 안테나에서 서로 다른 polarization 특성들을 갖는 cross polarization 안테나들을 통해서 신호들을 송신할 경우, 상기 서로 다른 polarization 특성들을 갖는 cross polarization 안테나들과 해당 수신 안테나 혹은 해당 송신 안테나간의 채널들간의 상관 정도를 측정하여 서로 다른 polarization 특성들을 갖는 cross polarization 안테나들을 사용함으로써 서로 다른 채널 특성을 갖는 정도를 평가하는 지표가 될 수 있다.
그러면 여기서 표 1을 참조하여 다양한 채널 환경들에서 측정된 XPC 값들에 대해서 설명하기로 한다.
Figure 112014105632961-pat00011
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 채널 환경이 Outdoor(UMa), Indoor 채널 환경일 경우 XPC 값은 약 0을 나타내고, 채널 환경이 UMi/UMa NLOS 채널 환경일 경우 XPC 값은 0.3을 나타내고, 채널 환경이 Macro/Micro 채널 환경일 경우 XPC 값은 0.1을 나타내고, 채널 환경이 Suburban/Urban 채널 환경일 경우 XPC 값은 약 0을 나타낸다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 다양한 채널 환경들에서 XPC 값이 0.3 이하의 매우 작은 값을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 서로 다른 polarization 특성들을 가지는 cross polarization 안테나들의 경우 해당 cross polarization 안테나들에 대한 채널들은 거의 상관 관계가 없음을 알 수 있다.
따라서, 도 3에서 설명한 바와 같이 CSI-RS 안테나 포트들이 +45°cross polarization 안테나들과 -45°cross polarization 안테나들을 포함할 경우, 즉 수평 축에서 CSI-RS 안테나 포트들이 +45°cross polarization 안테나들과 -45°cross polarization 안테나들을 포함하고, 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들이 +45°cross polarization 안테나들을 포함할 경우, 서로 상관성이 거의 없는 채널 정보와 Kronecker-product 연산을 통해 추정된, 전체 안테나 채널 정보의 정확성은 떨어질 수 밖에 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 cross polarization 안테나들을 포함하는 UPA 안테나가 사용될 경우 cross polarization 안테나 특성을 고려하여 CSI-RS를 송/수신하는 방안을 제안한다.
먼저, 도 3에서 설명한 바와 같이 cross polarization 안테나 특성을 고려하지 않고 수평 축 및 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들을 할당할 경우, 서로 상관성이 거의 없는 채널 정보와 Kronecker-product 연산을 통해 추정되는, 전체 안테나 채널 정보의 정확성은 떨어질 수 밖에 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 정확한 전체 안테나 채널 정보를 획득하기 위해서 도 3에서 설명한 바와 같이 수평 축 및 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들을 할당할 뿐만 아니라, 수직 축에서 추가적으로 CSI-RS 안테나 포트들을 할당하여 CSI-RS를 송/수신하는 방안을 제안한다.
먼저, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, 동일 편파(co polarization, 이하 ‘co polarization’라 칭하기로 한다) 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대해서 안테나 번호를 인덱싱(indexing)하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대해서 안테나 번호를 인덱싱하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, UPA 안테나(511)는 co polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하며, 상기 UPA 안테나(511)는 총 16개의 co polarization 안테나들, 즉 co polarization 안테나#0 내지 co polarization 안테나#15를 포함한다.
도 5에서 도시되어 있는 안테나 번호 인덱싱 과정은 수평 축에서 4개의 co polarization 안테나들을 포함하며, 수직 축에서 4개의 co polarization 안테나들을 포함하는, 총 16개의 co polarization 안테나들을 포함하는 UPA 안테나(511)에 대한 안테나 번호 인덱싱 과정을 나타낸다. 즉, 도 5에 도시되어 있는 안테나 번호 인덱싱 과정은 먼저 수평 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하고, 다음으로 수직 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하는 안테나 번호 인덱싱 과정이다.
따라서, 상기 UPA 안테나(511)는 수평 축에서, co polarization 안테나#0 내지 co polarization 안테나#3의 제1행과, co polarization 안테나#4 내지 co polarization 안테나#7의 제2행과, co polarization 안테나#8 내지 co polarization 안테나#11의 제3행과, co polarization 안테나#12 내지 co polarization 안테나#15의 제4행을 포함한다. 또한, 상기 UPA 안테나(511)는 수직 축에서, co polarization 안테나#0과, co polarization 안테나#4와, co polarization 안테나#8과, co polarization 안테나#12를 포함하는 제1열과, co polarization 안테나#1과, co polarization 안테나#5와, co polarization 안테나#9와, co polarization 안테나#13을 포함하는 제2열과, co polarization 안테나#2와, co polarization 안테나#6과, co polarization 안테나#10과, co polarization 안테나#14를 포함하는 제3열과, co polarization 안테나#3과, co polarization 안테나#7과, co polarization 안테나#11과, co polarization 안테나#15를 포함하는 제4열을 포함한다.
도 5에서는 먼저 수평 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하고, 다음으로 수직 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하는 안테나 번호 인덱싱 과정에 대해서 설명하였지만, 이와는 달리, 수직 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하고, 다음으로 수평 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 5에서는 수평 축과 수직 축을 기반으로 안테나 번호를 인덱싱하는 과정에 대해서 설명하였지만, 안테나 번호를 인덱싱하는 과정은 상기 수평 축과 수직 축에 한정되는 것은 아님은 물론이다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, co polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 안테나 번호를 인덱싱하는 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대한 안테나 번호를 인덱싱하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대한 안테나 번호를 인덱싱하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, UPA 안테나(611)는 cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하며, 상기 UPA 안테나(611)는 총 32개의 cross polarization 안테나들, 즉 cross polarization 안테나#0 내지 cross polarization 안테나#31을 포함한다.
도 6에서 도시되어 있는 안테나 번호 인덱싱 과정은 수평 축에서 8개의 cross polarization 안테나들을 포함하며, 수직 축에서 4개의 cross polarization 안테나들을 포함하는, 총 32개의 cross polarization 안테나들을 포함하는 UPA 안테나(611)에 대한 안테나 번호 인덱싱 과정을 나타낸다. 즉, 도 6에 도시되어 있는 안테나 번호 인덱싱 과정은 먼저 수평 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하고, 다음으로 수직 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하는 안테나 번호 인덱싱 과정이다. 다만, 도 6에서는 수평 축에서 안테나 번호를 인덱싱할 경우 해당 행에서 서로 다른 polarization 특성을 가지는 cross polarization 안테나들을 포함하도록 하고, 해당 열에서 서로 다른 polarization 특성을 가지는 cross polarization 안테나들을 포함하도록 안테나 번호를 인덱싱한다.
도 6에서는 상기 UPA 안테나(611)가 일 예로 +45°polarization 특성과 -45°polarization 특성의 총 2가지 polarization 특성들을 가지는 cross polarization 안테나들을 포함하며, 상기 +45°polarization 특성을 가지는 cross polarization 안테나들의 개수와 -45°polarization 특성을 가지는 cross polarization 안테나들의 개수는 동일하다고 가정하기로 한다. 도 6에서는 +45°polarization 특성과 -45°polarization 특성을 일 예로 하여 상기 UPA 안테나(611)가 포함하는 cross polarization 안테나들에 대해서 설명하였으나, 상기 UPA 안테나(611)가 포함하는 cross polarization 안테나들의 polarization 특성에는 제한이 없음은 물론이다.
따라서, 상기 UPA 안테나(611)는 수평 축에서, cross polarization 안테나#0 내지 cross polarization 안테나#7의 제1행과, cross polarization 안테나#8 내지 cross polarization 안테나#15의 제2행과, cross polarization 안테나#16 내지 cross polarization 안테나#23의 제3행과, cross polarization 안테나#24 내지 cross polarization 안테나#31의 제4행을 포함한다. 여기서, 상기 cross polarization 안테나#0 내지 cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#8 내지 cross polarization 안테나#11과, cross polarization 안테나#16 내지 cross polarization 안테나#19와, cross polarization 안테나#24 내지 cross polarization 안테나#27 각각은 +45°cross polarization 안테나이며, 상기 cross polarization 안테나#4 내지 cross polarization 안테나#7과, cross polarization 안테나#12 내지 cross polarization 안테나#15와, cross polarization 안테나#20 내지 cross polarization 안테나#23과, cross polarization 안테나#28 내지 cross polarization 안테나#31 각각은 -45°cross polarization 안테나이다.
또한, 상기 UPA 안테나(611)는 수직 축에서, cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#8과, cross polarization 안테나#16과, cross polarization 안테나#24를 포함하는 제1열과, cross polarization 안테나#1과, cross polarization 안테나#9와, cross polarization 안테나#17과, cross polarization 안테나#25를 포함하는 제2열과, cross polarization 안테나#2와, cross polarization 안테나#10과, cross polarization 안테나#18과, cross polarization 안테나#26을 포함하는 제3열과, cross polarization 안테나#3과, cross polarization 안테나#11과, cross polarization 안테나#19와, cross polarization 안테나#27을 포함하는 제4열과, cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#12와, cross polarization 안테나#20과, cross polarization 안테나#28을 포함하는 제5열과, cross polarization 안테나#5와, cross polarization 안테나#13과, cross polarization 안테나#21과, cross polarization 안테나#29를 포함하는 제6열과, cross polarization 안테나#6과, cross polarization 안테나#14와, cross polarization 안테나#22와, cross polarization 안테나#30을 포함하는 제7열과, cross polarization 안테나#7과, cross polarization 안테나#15와, cross polarization 안테나#23과, cross polarization 안테나#31을 포함하는 제8열을 포함한다.
도 6에서는 먼저 수평 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하고, 다음으로 수직 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하는 안테나 번호 인덱싱 과정에 대해서 설명하였지만, 이와는 달리, 수직 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱하고, 다음으로 수평 축을 기준으로 안테나 번호가 증가되도록 안테나 번호를 인덱싱할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 6에서는 수평 축과 수직 축을 기반으로 안테나 번호를 인덱싱하는 과정에 대해서 설명하였지만, 안테나 번호를 인덱싱하는 과정은 상기 수평 축과 수직 축에 한정되는 것은 아님은 물론이다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, cross polarization 안테나는 실제 물리적으로는 동일한 위치에 존재한다고 하더라도, polarization 특성들이 서로 다를 경우 마치 다른 cross polarization 안테나들처럼 간주될 수 있다. 따라서, 도 6에는 실제 물리적으로 동일한 위치에 polarization 특성들이 서로 다른 2개의 cross polarization 안테나들이 오버랩(overlap)되는 형태를 가지는 UPA 안테나(611)가 도시되어 있는 것이다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나에 대한 안테나 번호를 인덱싱하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, UPA 안테나(711)는 cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하며, 상기 UPA 안테나(711)는 총 32개의 cross polarization 안테나들을 포함한다.
도 7에 도시되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들은 신호 송신 장치가 총 32개의 cross polarization 안테나들, 즉 cross polarization 안테나#0 내지 cross polarization 안테나#31을 포함하는 UPA 안테나(711)를 사용한다고 가정할 경우, 수평 축 및 수직 축에서의 CSI-RS 안테나 포트들을 나타낸다. 도 7에 도시되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들은 논리적인 안테나 포트들을 나타낸다. 즉, 도 7에 도시되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들은 polarization 특성을 기반으로 배열된 CSI-RS 안테나 포트들을 나타낸다.
따라서, 도 2에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 송신 방식을 고려하면, 수평 축에서 8개 CSI-RS 안테나 포트들은 cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#1과, cross polarization 안테나#2와, cross polarization 안테나#3과, cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#5와, cross polarization 안테나#6과, cross polarization 안테나#7를 포함하고, 수직 축에서 4개의 CSI-RS 안테나 포트들은 cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#8과, cross polarization 안테나#16과, cross polarization 안테나#24를 포함한다.
하지만, 상기에서 설명한 바와 같이 다른 polarization 특성을 가지는 cross polarization 안테나들의 경우 해당 cross polarization 안테나들에 대한 채널들은 거의 상관 관계가 없기 때문에, 전체 채널 정보의 정확성이 떨어질 수 밖에 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 수직 축에서 추가로 cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#12와, cross polarization 안테나#20과, cross polarization 안테나#28을 CSI-RS 안테나 포트들로 설정한다.
여기서, 추가된, CSI-RS 안테나 포트들로 설정되는 cross polarization 안테나들은 모두 -45°polarization 특성을 가지는 -45°cross polarization 안테나들이다. 이렇게, -45°cross polarization 안테나들이 CSI-RS 안테나 포트들로 추가적으로 설정되는 이유는 수평 축에서 CSI-RS 안테나 포트들로 설정된 CSI-RS 안테나 포트들로 설정되는 cross polarization 안테나들이 +45°cross polarization 안테나들과 -45°cross polarization 안테나들을 함께 포함하는 상황과, 서로 다른 polarization 특성을 갖는 안테나의 경우 서로 다른 채널 특성을 갖는 점을 고려하여, 추정될 전체 채널 정보의 정확성을 향상시키기 위해서이다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 UPA 안테나(711)가 포함하는 전체 32개의 cross polarization 안테나들 중에서 수평 축에서 CSI-RS 안테나 포트들이 cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#1과, cross polarization 안테나#2와, cross polarization 안테나#3과, cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#5와, cross polarization 안테나#6과, cross polarization 안테나#7을 포함할 경우, 수신 엘리먼트 안테나#m에서는 채널 벡터 h m , az 를 추정할 수 있다.
다음으로, 상기 UPA 안테나(711)가 포함하는 전체 32개의 cross polarization 안테나들 중에서 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들이 cross polarization 안테나#0과, cross polarization 안테나#8과, cross polarization 안테나#16과, cross polarization 안테나#24를 포함할 경우, 상기 수신 엘리먼트 안테나#m에서는 채널 벡터 h m , el - 1 를 추정할 수 있다.
마지막으로, 상기 UPA 안테나(711)가 포함하는 전체 32개의 cross polarization 안테나들 중에서 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들로 cross polarization 안테나#4와, cross polarization 안테나#12와, cross polarization 안테나#20과, cross polarization 안테나#28를 포함할 경우, 상기 수신 엘리먼트 안테나#m에서는 채널 벡터 h m , el -2 를 추정할 수 있다.
이렇게 추정된 상기 채널 벡터 h m , az 와, 채널 벡터 h m , el -1 및 채널 벡터 h m,el-2 를 하기 수학식 5와 같이 Kronecker-Product 연산(
Figure 112014105632961-pat00012
)과 vectorization 연산(vec(.))을 수행하여 상기 UPA 안테나(711)이 포함하는 총 32개의 cross polarization 안테나들, 즉 송신 안테나들과 상기 수신 안테나#m 사이의 채널인 채널
Figure 112014105632961-pat00013
을 추정할 수 있다.
Figure 112014105632961-pat00014
상기 수학식 5에서,
Figure 112014105632961-pat00015
는 행 벡터로서, 상기 행 벡터
Figure 112014105632961-pat00016
의 크기는 총 송신 안테나들의 개수 NT (=32)와 동일하다.
여기서, 신호 수신 장치에서 사용되는 수신 안테나들 개수를 NR이라고 가정할 경우, 상기 NT(=32)개의 송신 안테나들과 상기 NR개의 수신 안테나들간에 형성되는 NR x NT MIMO 채널인 채널
Figure 112014105632961-pat00017
는 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014105632961-pat00018
상기 수학식 6에서,
Figure 112014105632961-pat00019
는 상기 신호 송신 장치와 상기 신호 수신 장치가 사용하는 UPA 안테나가 포함하는 엘리먼트 안테나들 중 엘리먼트 안테나#NR-1간의 채널을 나타낸다.
한편, 도 7에서는 수직 축에서 추가적으로 4개의 CSI-RS 안테나 포트들을 할당하는 경우를 일 예로 설명하였으나, 이는 일 예일 뿐 상기 CSI-RS 안테나 포트들은 수평 축에서 추가로 할당될 수도 있음은 물론이며, 또한 추가되는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에도 제한이 없음은 물론이다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 사용되는, cross polarization 안테나를 엘리먼트 안테나로 사용하는 UPA 안테나의 CSI-RS 안테나 포트들의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 1단계 CSI 프로세싱 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 1단계 CSI 프로세싱 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 설명하기에 앞서, 도 8에서 설명되는 1단계 CSI 프로세싱 과정은 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정이 고려되는 1단계 CSI 프로세싱 과정임에 유의하여야 한다.
도 8을 참조하면, 단말기는 서빙 기지국으로 랭크 인덱스(rank index: RI, 이하 ‘RI’라 칭하기로 한다)와, 채널 품질 인덱스(channel quality index: CQI, 이하 ‘CQI’라 칭하기로 한다) 및 프리코딩 행렬 인덱스(pre-coding matrix index: PMI, 이하 ‘PMI’라 칭하기로 한다)를 포함하는 피드백 정보를 송신한다.
현재, 3GPP LTE 규격에서는 상위 계층 시그널링(upper layer signalling)을 통해 송신되는 CSI-RS 구성(CSI-RS configuration, 이하 ‘CSI-RS configuration’라 칭하기로 한다) 정보, 일 예로 csi - RS - ConfigNZPId와 같은 CSI-RS configuration 정보를 기반으로 CSI 프로세싱 과정 별로 사용되는 CSI-RS 송신 구조를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 CSI-RS 송신 구조, 즉 수직 축에서 추가적으로 CSI-RS 안테나 포트들을 설정하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는, 현재 3GPP LTE 규격에서 사용되는 CSI-RS configuration 정보와는 상이한, 새로운 형태의 CSI-RS configuration 정보를 정의하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 수직 축에서 추가적으로 CSI-RS 안테나 포트들을 설정하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위한 새로운 CSI-RS configuration 정보를 하기와 같이 정하기로 한다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {
csi - RS - ConfigNZPId - r13 CSI - RS - ConfigNZPId - r13 ,
HantennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , ...},
VantennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , ...},
Dupulicated - HantennaPortsCount ENUMERATED { ON , OFF },
Dupulicated - VantennaPortsCount ENUMERATED { ON , OFF },
resourceConfig - r13 INTEGER (0..31),
subframeConfig - r13 INTEGER (0..154),
... }
상기 CSI-RS configuration 정보에서, HantennaPortsCount-r13은 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타내며, VantennaPortsCount-r13은 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타낸다. 여기서, 상기 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수평 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있고, 또한 상기 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수직 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있다.
그리고, 상기 CSI-RS configuration 정보에서 Dupulicated-HantennaPortsCount는 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수평 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수평 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수와 동일한지, 혹은 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수평 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수평 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수의 2배인지를 나타낸다.
또한, 상기 CSI-RS configuration 정보에서 Dupulicated-VantennaPortsCount는 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수직 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수직 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수와 동일한지, 혹은 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수직 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수직 축에 포함되어 있는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수의 2배인지를 나타낸다.
따라서, 도 7에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 CSI-RS configuration 정보가 하기와 같이 설정될 수 있다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {
HantennaPortsCount - r13 an8 ,
VantennaPortsCount - r13 an8 ,
Dupulicated - HantennaPortsCount OFF ,
Dupulicated - VantennaPortsCount ON ,
... }
상기에 나타낸 바와 같이, 도 7에서는 수직 축에서만 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 2배로 증가되었으므로, Dupulicated - HantennaPortsCount는 OFF로 설정되고, Dupulicated - VantennaPortsCount는 ON으로 설정되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 도 7에서 설명한 바와 같은 형태로 CSI-RS 안테나 포트들이 추가되므로, CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 이전의 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에 비해 2배로 증가되는지 여부를 검사하지만, 도 7에서 설명한 형태와 다른 형태로 CSI-RS 안테나 포트들이 추가될 경우, 증가된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 이전 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에 비해 N배가 될 수 있음은 물론이다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 1단계 CSI 프로세싱 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 설명하기에 앞서, 도 9에서 설명되는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정이 고려되는 2단계 CSI 프로세싱 과정임에 유의하여야 한다.
특히, 도 9에 도시되어 있는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정을 거친 후 다시 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이 수행되는 2단계 CSI 프로세싱 과정을 나타낸다. 여기서, 상기 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 다른 시점에서 수행될 수 있고, 또한 상기 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 서로 다른 주기들로 수행될 수 있음은 물론이다.
따라서, 도 9에서 도시되어 있는 바와 같이 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정에서 송신된 RI 및 PMI를 기반으로 조인트(joint) CQI를 계산하여 송신하게 된다. 여기서, 상기 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정은 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이다.
현재, 3GPP LTE 규격에서는 상위 계층 시그널링을 통해 송신되는 CSI-RS configuration 정보, 일 예로 csi - RS - ConfigNZPId와 같은 CSI-RS configuration 정보를 기반으로 CSI 프로세싱 과정 별로 사용되는 CSI-RS 송신 구조를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 CSI-RS 송신 구조, 즉 도 9에 나타낸 바와 같은 2단계 CSI 프로세싱 과정을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는, 현재 3GPP LTE 규격에서 사용되는 CSI-RS configuration 정보와는 상이한, 새로운 형태의 CSI-RS configuration 정보를 정의하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 새로운 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위한 새로운 CSI-RS configuration 정보를 하기와 같이 정하기로 한다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {
csi - RS - ConfigNZPId - r13 CSI - RS - ConfigNZPId - r13 ,
antennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , an32 ,...},
HV - antennaPortConfig ENUMERATED { Horizontal , Vertical },
Dupulicated - antennaPortsCount ENUMERATED { ON , OFF },
resourceConfig - r13 INTEGER (0..31),
subframeConfig - r13 INTEGER (0..154),
...
... }
상기 CSI-RS configuration 정보에서 antennaPortsCount-r13은 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타낸다. 여기서, 지시되는 CSI-RS 안테나 포트들은 해당 CSI 프로세싱 과정에서 고려되는 CSI-RS 안테나 포트들에 따라서 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들 및 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들을 나타낸다. 여기서, 상기 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수평 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있고, 또한 상기 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수직 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있다.
그리고, 상기 CSI-RS configuration 정보에서 Dupulicated-antennaPortsCount는 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수와 동일한지, 혹은 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수의 2배인지를 나타낸다.
따라서, 도 7에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 CSI-RS configuration 정보가 하기와 같이 설정될 수 있다.
[1단계 CSI 프로세싱 과정]
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::== { …
antennaPortsCount - r13 an8
HV - antennaPortConfig Vertical
Dupulicated - antennaPortsCount ON
... }
[2단계 CSI 프로세싱 과정]
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::== { …
antennaPortsCount - r13 an8
HV - antennaPortConfig Horizontal
Dupulicated - antennaPortsCount OFF
... }
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 도 7에서 설명한 바와 같은 형태로 CSI-RS 안테나 포트들이 추가되므로, CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 이전의 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에 비해 2배로 증가되는지 여부를 검사하지만, 도 7에서 설명한 형태와 다른 형태로 CSI-RS 안테나 포트들이 추가될 경우, 증가된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 이전 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에 비해 N배가 될 수 있음은 물론이다.
도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 설명하기에 앞서, 도 10에서 설명되는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정이 고려되는 2단계 CSI 프로세싱 과정임에 유의하여야 한다.
특히, 도 10에 도시되어 있는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정을 거친 후 다시 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이 수행되는 2단계 CSI 프로세싱 과정을 나타낸다. 여기서, 상기 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 다른 시점에서 수행될 수 있고, 또한 상기 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 수직 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 서로 다른 주기들로 수행될 수 있음은 물론이다.
따라서, 도 10에서 도시되어 있는 바와 같이 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정에서 송신된 RI 및 PMI를 기반으로 조인트 CQI를 계산하여 송신하게 된다. 여기서, 상기 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정은 수평 축 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이다.
현재, 3GPP LTE 규격에서는 상위 계층 시그널링을 통해 송신되는 CSI-RS configuration 정보, 일 예로 csi - RS - ConfigNZPId와 같은 CSI-RS configuration 정보를 기반으로 CSI 프로세싱 과정 별로 사용되는 CSI-RS 송신 구조를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 CSI-RS 송신 구조, 즉 도 10에 나타낸 바와 같은 2단계 CSI 프로세싱 과정을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 현재 3GPP LTE 규격에서 사용되는 CSI-RS configuration 정보와는 상이한, 새로운 형태의 CSI-RS configuration 정보를 정의하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 새로운 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위한 새로운 CSI-RS configuration 정보를 하기와 같이 정하기로 한다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {
csi - RS - ConfigNZPId - r13 CSI - RS - ConfigNZPId - r13 ,
antennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , an32 ,...},
HV - antennaPortConfig ENUMERATED { Horizontal , Vertical },
Dupulicated - antennaPortsCount ENUMERATED { ON , OFF },
resourceConfig - r13 INTEGER (0..31),
subframeConfig - r13 INTEGER (0..154),
...
... }
상기 CSI-RS configuration 정보에서 antennaPortsCount-r13은 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타낸다. 여기서, 지시되는 CSI-RS 안테나 포트들은 해당 CSI 프로세싱 과정에서 고려되는 CSI-RS 안테나 포트들에 따라서 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들 및 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들을 나타낸다. 여기서, 상기 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수평 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있고, 또한 상기 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수직 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있다.
그리고, 상기 CSI-RS configuration 정보에서 Dupulicated-antennaPortsCount는 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수와 동일한지, 혹은 현재 해당 CSI 프로세싱 과정에서 사용되는 CSI-RS 송신 구조의 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정을 고려하여 할당된, 수평 축 혹은 수직 축에서 CSI-RS 안테나 포트들의 개수의 2배인지를 나타낸다.
따라서, 도 7에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 CSI-RS configuration 정보가 하기와 같이 설정될 수 있다.
[1단계 CSI 프로세싱 과정]
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::== { …
antennaPortsCount - r13 an8
HV - antennaPortConfig Horizontal
Dupulicated - antennaPortsCount ON
... }
[2단계 CSI 프로세싱 과정]
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::== { …
antennaPortsCount - r13 an8
HV - antennaPortConfig Vertical
Dupulicated - antennaPortsCount OFF
... }
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 도 7에서 설명한 바와 같은 형태로 CSI-RS 안테나 포트들이 추가되므로, CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 이전의 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에 비해 2배로 증가되는지 여부를 검사하지만, 도 7에서 설명한 형태와 다른 형태로 CSI-RS 안테나 포트들이 추가될 경우, 증가된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 이전 CSI-RS 안테나 포트들의 개수에 비해 N배가 될 수 있음은 물론이다.
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 설명하기에 앞서, 도 11에서 설명되는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정이 고려되는 2단계 CSI 프로세싱 과정임에 유의하여야 한다.
특히, 도 11에 도시되어 있는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정을 거친 후 다시 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이 수행되는 2단계 CSI 프로세싱 과정을 나타낸다. 여기서, 상기 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 다른 시점에서 수행될 수 있고, 또한 상기 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 서로 다른 주기들로 수행될 수 있음은 물론이다.
따라서, 도 11에서 도시되어 있는 바와 같이 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정에서 송신된 RI 및 PMI를 기반으로 조인트 CQI를 계산하여 송신하게 된다. 여기서, 상기 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정은 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이다.
현재, 3GPP LTE 규격에서는 상위 계층 시그널링을 통해 송신되는 CSI-RS configuration 정보, 일 예로 csi - RS - ConfigNZPId와 같은 CSI-RS configuration 정보를 기반으로 CSI 프로세싱 과정 별로 사용되는 CSI-RS 송신 구조를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 CSI-RS 송신 구조, 즉 도 11에 나타낸 바와 같은 2단계 CSI 프로세싱 과정을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 현재 3GPP LTE 규격에서 사용되는 CSI-RS configuration 정보와는 상이한, 새로운 형태의 CSI-RS configuration 정보를 정의하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 새로운 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위한 새로운 CSI-RS configuration 정보를 하기와 같이 정하기로 한다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {
csi - RS - ConfigNZPId - r13 CSI - RS - ConfigNZPId - r13 ,
HantennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , ...},
VantennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , ...},
resourceConfig - r13 INTEGER (0..31),
subframeConfig - r13 INTEGER (0..154),
- ... -
... }
상기 CSI-RS configuration 정보에서, HantennaPortsCount-r13은 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타내며, VantennaPortsCount-r13은 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타낸다. 여기서, 상기 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수평 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있고, 또한 상기 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수직 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있다. 또한, 도 11에 나타낸 바와 같은 2단계 CSI 프로세싱 과정에서 신호 수신 장치, 즉 단말기는 해당 CSI 프로세싱 과정에서 송신되는 CSI-RS가 +45°cross polarization 안테나와 -45°cross polarization 안테나 중 어떤 cross polarization 안테나에서 송신되는 것인지를 알 필요는 없다. 또한, 상기 CSI-RS configuration 정보는 CSI 프로세싱 과정 별로 별도로 구분되지 않고 동일하게 사용된다.
따라서, 도 7에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 CSI-RS configuration 정보가 CSI 프로세싱 과정들에 대해서 하기와 같이 동일하게 설정될 수 있다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {…
HantennaPortsCount - r13 an4 ,
VantennaPortsCount - r13 an4 ,
... }
도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 설명하기에 앞서, 도 12에서 설명되는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 도 6에서 설명한 바와 같은 안테나 번호 인덱싱 과정이 고려되는 2단계 CSI 프로세싱 과정임에 유의하여야 한다.
특히, 도 12에 도시되어 있는 2단계 CSI 프로세싱 과정은 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정을 거친 후 다시 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이 수행되는 2단계 CSI 프로세싱 과정을 나타낸다. 여기서, 상기 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정은 다른 시점에서 수행될 수 있고, 또한 상기 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정과 +45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정 은 서로 다른 주기들로 수행될 수 있음은 물론이다.
따라서, 도 12에서 도시되어 있는 바와 같이 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정에서 송신된 랭크 정보 및 PMI 정보를 기반으로 조인트 CQI를 계산하여 송신하게 된다. 여기서, 상기 이전에 수행된 CSI 프로세싱 과정은 -45°cross polarization 안테나들을 포함하는 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI 프로세싱 과정이다.
현재, 3GPP LTE 규격에서는 상위 계층 시그널링을 통해 송신되는 CSI-RS configuration 정보, 일 예로 csi - RS - ConfigNZPId와 같은 CSI-RS configuration 정보를 기반으로 CSI 프로세싱 과정 별로 사용되는 CSI-RS 송신 구조를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 새로운 CSI-RS 송신 구조, 즉 도 12에 나타낸 바와 같은 2단계 CSI 프로세싱 과정을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 현재 3GPP LTE 규격에서 사용되는 CSI-RS configuration 정보와는 상이한, 새로운 형태의 CSI-RS configuration 정보를 정의하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 새로운 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위한 새로운 CSI-RS configuration 정보를 하기와 같이 정하기로 한다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {
csi - RS - ConfigNZPId - r13 CSI - RS - ConfigNZPId - r13 ,
HantennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16, ...},
VantennaPortsCount - r13 ENUMERATED { an1 , an2 , an4 , an8 , an16 , ...},
resourceConfig - r13 INTEGER (0..31),
subframeConfig - r13 INTEGER (0..154),
- ... -
... }
상기 CSI-RS configuration 정보에서, HantennaPortsCount-r13은 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타내며, VantennaPortsCount-r13은 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수를 나타낸다. 여기서, 상기 수평 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수평 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있고, 또한 상기 수직 축에서 할당된 CSI-RS 안테나 포트들의 개수는 상기 수직 축을 기준으로 포함되어 있는 실제 안테나들의 개수와 다를 수 있다. 또한, 도 12에 나타낸 바와 같은 2단계 CSI 프로세싱 과정에서 신호 수신 장치, 즉 단말기는 해당 CSI 프로세싱 과정에서 송신되는 CSI-RS가 +45° cross polarization 안테나와 -45° cross polarization 안테나 중 어떤 cross polarization 안테나에서 송신되는 것인지를 알 필요는 없다. 또한, 상기 CSI-RS configuration 정보는 CSI 프로세싱 과정 별로 별도로 구분되지 않고 동일하게 사용된다.
따라서, 도 7에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 기반으로 하는 CSI-RS 송신 구조를 지시하기 위해서는 CSI-RS configuration 정보가 CSI 프로세싱 과정들에 대해서 하기와 같이 동일하게 설정될 수 있다. 하기와 같은 CSI-RS configuration 정보는 도 11에서 설명한 바와 동일하다.
CSI - RS - ConfigNZP - r13 ::= SEQUENCE {…
HantennaPortsCount - r13 an4 ,
VantennaPortsCount - r13 an4 ,
... }
도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 2단계 CSI 프로세싱 과정의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(multi user-multiple input multiple output: MU-MIMO, 이하 ‘MU-MIMO’라 칭하기로 한다) 합-용량(MU-MIMO sum-capacity, 이하 ‘MU-MIMO sum-capacity’라 칭하기로 한다)에 대해서 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 MU-MIMO sum-capacity 성능을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 도시되어 있는 MU-MIMO sum-capacity 성능 그래프는 신호 송신 장치에서 엘리먼트 안테나들의 개수가 32개인 UPA 안테나, 즉 수평 축에서 8개의 엘리먼트들을 포함하고, 수직 축에서 4개의 엘리먼트 안테나들을 포함하는 UPA 안테나를 사용하고, 동시에 8개의 단말기들에 대한 MU-MIMO 송신을 지원할 경우의 MU-MIMO sum-capacity 성능 그래프를 나타낸다.
도 13에서, ‘PerRB SVD#1’ 및 ‘Sample Cov SVD#1’로 도시되어 있는 MU-MIMO sum-capacity 성능 그래프가 도 3에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 사용하여 CSI-RS 신호들을 송신할 경우의 MU-MIMO sum-capacity 성능 그래프를 나타낸다.
또한, 도 13에서, ‘PerRB SVD#2” 및 ‘Sample Cov SVD#2’로 도시되어 있는 MU-MIMO sum-capacity 성능 그래프가 도 7에서 설명한 바와 같은 CSI-RS 안테나 포트들을 사용하여 CSI-RS 신호들을 송신할 경우의 MU-MIMO sum-capacity 성능 그래프를 나타낸다.
도 13에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 MU-MIMO sum-capacity 성능에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 신호 송신 장치(1400)는 송신기(3111)와, 제어기(1413)와, 수신기(1415)와, 저장 유닛(1417)을 포함한다.
먼저, 상기 제어기(1413)는 상기 신호 송신 장치(1400)의 전반적인 동작을 제어한다. 상기 제어기(1413)는 상기 신호 송신 장치(1400)가 본 발명의 일 실시예에 따른 CSI-RS 송신 동작, 즉 cross polarization 안테나 특성을 고려한 CSI-RS 송신 동작에 관련된 전반적인 동작을 수행하도록 제어한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 cross polarization 안테나 특성을 고려한 CSI-RS 송신 동작에 대해서는 도 1 내지 도 13에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신기(1411)는 상기 제어기(1413)의 제어에 따라 신호 수신 장치 등으로 각종 신호들 및 각종 메시지들 등을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1411)가 송신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들 등은 도 1 내지 도 13에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신기(1415)는 상기 제어기(1413)의 제어에 따라 상기 신호 수신 장치 등으로부터 각종 신호들 및 각종 메시지들 등을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1415)가 수신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들 등은 도 1 내지 도 13에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(1417)은 상기 신호 송신 장치(1400)의 동작에 필요한 프로그램(program)과 각종 데이터 등, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 cross polarization 안테나 특성을 고려한 CSI-RS 송신 동작에 관련된 정보 등을 저장한다. 또한, 상기 저장 유닛(1417)은 상기 수신기(1415)가 상기 신호 수신 장치 등으로부터 수신한 각종 신호들 및 각종 메시지들 등을 저장한다.
한편, 도 14에는 상기 신호 송신 장치(1400)가 상기 송신기(1411)와, 제어기(1413)와, 수신기(1415)와, 저장 유닛(1417)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치(1400)는 상기 송신기(1411)와, 제어기(1413)와, 수신기(1415)와, 저장 유닛(1417) 중 적어도 두 개가 1개의 유닛으로 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다.
도 14에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 신호 수신 장치(1500)는 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517)을 포함한다.
먼저, 상기 제어기(1513)는 상기 신호 수신 장치(1500)의 전반적인 동작을 제어한다. 상기 제어기(1513)는 상기 신호 수신 장치(1500)가 본 발명의 일 실시예에 따른 CSI-RS 수신 동작, 즉 cross polarization 안테나 특성을 고려한 CSI-RS 수신 동작에 관련된 전반적인 동작을 수행하도록 제어한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 cross polarization 안테나 특성을 고려한 CSI-RS 수신 동작에 대해서는 도 1 내지 도 13에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신기(1511)는 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 신호 송신 장치 등으로 각종 신호들 및 각종 메시지들 등을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1511)가 송신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들 등은 도 1 내지 도 13에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신기(1515)는 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 상기 신호 송신 장치 등으로부터 각종 신호들 및 각종 메시지들 등을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1515)가 수신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들 등은 도 1 내지 도 13에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(1517)은 상기 신호 수신 장치(1500)의 동작에 필요한 프로그램과 각종 데이터 등, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 cross polarization 안테나 특성을 고려한 CSI-RS 수신 동작에 관련된 정보 등을 저장한다. 또한, 상기 저장 유닛(1517)은 상기 수신기(1515)가 상기 신호 송신 장치 등으로부터 수신한 각종 신호들 및 각종 메시지들 등을 저장한다.
한편, 도 15에는 상기 신호 수신 장치(1500)가 상기 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 수신 장치(1500)는 상기 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517) 중 적어도 두 개가 1개의 유닛으로 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다.
본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(read only memory: ROM, 이하 ‘ROM’이라 칭하기로 한다)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM, 이하 ‘RAM’라 칭하기로 한다)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (24)

  1. 통신 시스템에서 송신 장치가 기준 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 송신하는 과정과,
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 과정과,
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 상기 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은,
    제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과,
    상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은,
    상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 송신 장치가 기준 신호를 송신하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 편차 특성은 +45°편차 특성과 -45°편차 특성 중 하나이며,
    상기 제2 편차 특성은 상기 +45°편차 특성과 상기 -45°편차 특성 중 다른 하나임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 송신 장치가 기준 신호를 송신하는 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 통신 시스템에서 수신 장치가 기준 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    송신 장치로부터 균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 수신하는 과정과,
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 송신 장치로부터 CSI-RS들을 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 CSI-RS들은;
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 송신된 CSI-RS들과,
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 송신된 CSI-RS들을 포함하며,
    상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은,
    제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과,
    상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은,
    상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 수신 장치가 기준 신호를 수신하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 편차 특성은 +45°편차 특성과 -45° 편차 특성 중 하나이며,
    상기 제2 편차 특성은 상기 +45°편차 특성과 상기 -45° 편차 특성 중 다른 하나임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 수신 장치가 기준 신호를 수신하는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 통신 시스템에서 송신 장치에 있어서,
    균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 송신하고, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하고, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 제2 축에서 n개의 안테나 포트들을 통해 상기 수신 장치로 CSI-RS들을 송신하는 송신기를 포함하며,
    상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은,
    제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과,
    상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은,
    상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 송신 장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 편차 특성은 +45°편차 특성과 -45°편차 특성 중 하나이며,
    상기 제2 편차 특성은 상기 +45°편차 특성과 상기 -45°편차 특성 중 다른 하나임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 송신 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서,
    송신 장치로부터 균일 평면 배열(uniform planar array : UPA) 안테나의 2차원 공간의 제1 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보 및 제2 축에서의 안테나 포트들을 설정하기 위한 정보를 포함하는 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 정보를 수신하고, 상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 송신 장치로부터 CSI-RS들을 수신하는 수신기를 포함하며,
    상기 CSI-RS들은;
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제1 축에서의 2m개의 안테나 포트(antenna port)들을 통해 송신된 CSI-RS들과,
    상기 CSI-RS 설정 정보를 기초로 하여 상기 UPA 안테나의 상기 2차원 공간의 상기 제2 축에서의 n개의 안테나 포트들을 통해 송신된 CSI-RS들을 포함하며,
    상기 제1 축에서 설정된 상기 2m개의 안테나 포트들은,
    제1 편차(polarization) 특성을 갖는 m 개의 제1 안테나 포트들과,
    상기 제1 편차 특성과 교차 편차(cross polarization)되는 제2 편차 특성을 갖는 m 개의 제2 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제2 축에서 설정된 상기 n개의 안테나 포트들은,
    상기 제1 편차 특성을 갖는 안테나 포트들과 상기 제2 편차 특성을 갖는 안테나 포트들을 포함하며,
    상기 제1 축은 상기 2차원 공간에서 수직 축과 수평 축 중 하나이며, 상기 제2 축은 상기 수직 축과 상기 수평 축 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 수신 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 편차 특성은 +45°편차 특성과 -45°편차 특성 중 하나이며,
    상기 제2 편차 특성은 상기 +45°편차 특성과 상기 -45°편차 특성 중 다른 하나임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 수신 장치.
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