KR20130075140A

KR20130075140A - Ｆｄｄ 모드로 동작하는 거대 ｍｉｍｏ 시스템에서 채널상태정보 기준신호를 전송하고 수신하기 위한 송수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130075140A
Application number: KR1020110143377A
Authority: KR
Inventors: 문철; 김윤선; 이주호; 조준영; 김기일; 이효진
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-05
Also published as: US9635642B2; EP2798748B1; EP2798748A1; WO2013100565A1; KR101922597B1; EP2798748A4; US20130163544A1

Abstract

본 발명은 FDD 모드로 동작하는 massive multiple-input multiple-out (MIMO) 시스템에서, 제한된 양의 하향링크 전파 자원만을 사용하여 채널상태정보 기준신호(channel state information reference signal, CSI-RS)를 효과적으로 전송하고 수신하는 기술을 제안한다. 이를 위해, M개의 송신안테나를 사용할 경우, M×N precoding 행렬의 N개의 컬럼 벡터들로 N개의 빔을 형성 하고, massive MIMO의 높은 빔 성형 이득에 의해 공간적으로 동일채널 간섭을 충분히 억제할 수 있는 빔들에 code, 주파수, 및 시간 영역에서 다중화된 하나의 CSI-RS 자원을 할당한다. 즉, 다수의 송신 안테나에 대한 정보가 code, 주파수, 및 시간 영역에서 다중화된 하나의 자원을 공간 영역에서 재사용하는 기술을 제안한다. 상향링크 공간상관행렬로부터 추정된 송신 CSI-RS에 의한 평균 채널이득과 순시적으로 피드백 되는 자원 재사용 그룹 index 정보를 결합하여, 최대 이득을 가지는 빔 index를 결정하는 기술을 제안한다. 각 이동국의 수신기가 channel quality information (CQI)를 추정할 수 있도록, 기지국이 하향링크 radio resource control (RRC) signaling 을 통해 각 자원을 재사용하는 빔의 개수, 또는 각 자원에 할당되는 전력 정보를 이동국들에게 전달하는 기술을 제안한다.

Description

ＦＤＤ 모드로 동작하는 거대 ＭＩＭＯ 시스템에서 채널상태정보 기준신호를 전송하고 수신하기 위한 송수신 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING CHANNEL STATE INFORMATION REFERENCE SIGNAL FOR MASSIVE MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM BASED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 FDD (frequency division duplex) 모드로 동작하는 massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서, 제한된 양의 하향링크 전파 자원만을 사용하여 채널상태정보 기준신호 (channel state information reference signal, CSI-RS)를 효과적으로 전송하고 이를 수신하는 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

많은 수 (~백 개)의 송신안테나를 사용하는 기지국에서 multi-user MIMO 기술을 이용하여 다수의 이동국들에 데이터를 전송하는 massive MIMO 기술이 차세대 무선통신 시스템에서 핵심적인 통신 기술로서 연구가 진행되고 있다. 이론적으로, 송신 빔 성형 이득은 송신 안테나 수에 비례하므로, massive MIMO 시스템의 높은 빔 성형 이득을 이용할 경우, 각 송신 안테나는 낮은 송신 전력을 사용할 수 있기 때문에 green communication의 중요 기술로서 부각되고 있다.

Massive MIMO 시스템에서 송신 빔 성형을 위해서는 송신기가 각 하향링크의 채널상태정보 (channel state information, CSI)를 필수적으로 가지고 있어야 한다. 이를 위해, TDD (time division duplex) 시스템에서 상향링크 SRS (sounding reference signal) 추정을 통해, 각 하향링크의 채널상태를 추정하는 기술이 제안되었으나, 상향링크 SRS의 타 셀 간섭에 의한 채널 추정 성능 열화에 따른 상당한 성능 열화가 발생한다.

본 발명은 FDD (frequency division duplex) 시스템에서 massive MIMO 기술을 구현하기 위한 CSI-RS 전송 기술을 제안한다. 기존의 FDD Long Term Evolution-Advanced (LTE-A)에서는 매 하향링크 슬롯(slot)마다 각 송신 안테나 포트 별로 직교하는 CSI-RS를 송신하기 위해, CSI-RS 심볼들을 서로 다른 주파수의 반송파와 서로 다른 OFDM 심볼 시간에 위치하는 자원요소 (resource element, RE)에 할당하여 전송거나 서로 다른 직교코드를 할당하여 전송한다. 이러한 방식을 massive MIMO 시스템에 그대로 적용할 경우, 송신 안테나 수만큼의 CSI-RS가 필요하기 때문에 CSI-RS 전송을 위해 수 백 개의 RE들이 CSI-RS 전송을 위해 할당되어야 한다. 이로 인해, 실제 데이터 전송을 위해 할당되어야 하는 RE들의 수는 감소하게 되어, 하향링크 전송 용량이 감소하게 된다. 또한, 송신 안테나 별로 저전력으로 CSI-RS를 송신하므로, CSI-RS 수신 성능이 매우 낮아지게 된다.

결론적으로, FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서 송신 안테나 수에 비례하지 않는 작은 개수의 RE를 사용하여 모든 송신 안테나 포트에 대한 채널 정보를 전송할 수 있고, 송신 안테나 별로 CSI-RS를 저전력 송신하더라도 높은 CSI-RS 수신 성능을 제공 할 수 있는 기술이 필요하다.

상기한 바와 같은 요구에 만족하기 위한 본 발명의 목적은 많은 송신 안테나를 사용하는 massive MIMO 송신기 구조에서도, 제한된 양의 하향링크 자원만을 사용하여 여러 개의 안테나에 대한 채널 정보를 효과적으로 전송하고, 수신기가 하향링크 채널상태 정보를 효과적으로 추정하도록 하기 위한 데이터 송/수신 장치 및 방법들을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 하나의 CSI-RS 자원을 다수의 빔들이 재사용하는 공간 다중화 기술은, massive MIMO 시스템의 높은 공간적인 간섭 억제 성능에 의해 동일채널 간섭이 충분히 억제될 수 있는 빔들에 동일 자원을 할당한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 최대 이득 빔 성형 가중치 결정 기술은, 기지국 송신기가 상향링크 공간상관행렬로부터 추정한 CSI-RS들의 평균 채널이득과 이동국 수신기로부터 순시적으로 피드백 되는 자원 재사용 그룹 인덱스 정보를 결합하여, 기지국 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 하향링크 radio resource control(RRC) 시그널링 기술은, 각 이동국의 수신기가 CQI를 추정할 수 있도록, 기지국이 하향링크 RRC 시그널링을 통해 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 또는 각 CSI-RS 자원, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보를 이동국들에게 통보한다.

본 발명에서는 FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서, 제한된 양의 하향링크 자원만을 사용하여 CSI-RS를 효과적으로 전송하는 기술을 제안한다.

후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

이를 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 복수 개의 안테나 포트를 사용하는 송신기의 빔 성형 방법은 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호를 생성하는 생성 단계, 상기 생성된 빔 별 신호를 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 하여 빔을 성형하는 빔 성형 단계, 상기 성형된 빔들에 대해, 동일한 자원을 공유할 빔들끼리 그룹화하여 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리하고, 상기 자원 재사용 그룹별로 자원을 할당하여 상기 빔을 수신기에 전송하는 전송 단계, 및 상기 수신기로부터 전송되는 피드백 정보를 이용하여 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하여 자원을 할당하는 할당 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 피드백 정보 전송 방법은 송신기로부터 전송되는, 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리된 빔들을 상기 자원 재사용 그룹별로 할당된 자원을 통해 수신하는 수신 단계, 상기 수신한 빔을 이용하여, 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하기 위한 피드백 정보를 생성하는 생성 단계, 및 상기 생성된 피드백 정보를 상기 송신기로 전송하는 전송 단계를 포함하며, 상기 빔은, 상기 송신기의 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호가 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 되어 성형된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 빔을 성형하며 복수 개의 안테나 포트를 사용하는 송신기는 수신기와 신호를 송수신하는 무선 통신부, 및 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호를 생성하며, 상기 생성된 빔 별 신호를 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 하여 빔을 성형하고, 상기 성형된 빔들에 대해 동일한 자원을 공유할 빔들끼리 그룹화하여 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리하고, 상기 자원 재사용 그룹별로 자원을 할당하여 상기 빔을 수신기에 전송하며, 상기 수신기로부터 전송되는 피드백 정보를 이용하여 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하여 자원을 할당하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

무선 통신 시스템에서 송신기로 피드백 정보를 전송하는 수신기는 상기 송신기와 신호를 송수신하는 무선 통신부, 및 상기 송신기로부터 전송되는 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리된 빔들을 상기 자원 재사용 그룹별로 할당된 자원을 통해 수신하고, 상기 수신한 빔을 이용하여 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하기 위한 피드백 정보를 생성하며, 상기 생성된 피드백 정보를 상기 송신기로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 빔은, 상기 송신기의 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호가 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 되어 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 많은 송신 안테나를 사용하는 massive MIMO 송신기 구조에서도, 제한된 양의 하향링크 자원만을 사용하여 여러 송신 안테나에 대한 채널 정보를 효과적으로 전송하고, 수신기가 하향링크 채널상태 정보를 효과적으로 추정하는 기술을 제안한다.

본 발명에서는 제안하는 CSI-RS를 빔 성형을 통하여 전송하는 기술은, 송신 안테나 별로 저전력을 사용하더라도 특정 빔에 대한 수신 성능을 획기적으로 증가시켜 이동국이 여러 송신 안테나로 부터의 채널 정보를 효율적으로 추정할 수 있도록 한다.

본 발명에서 제안하는 동일 자원을 사용하는 CSI-RS의 추가적인 공간 다중화 기술은, massive MIMO 시스템의 높은 공간적인 간섭 억제 성능에 의해 동일채널 간섭이 충분히 억제될 수 있는 빔들에동일한 자원을 할당하여 여러 개의 송신 안테나 수에 대한 채널 정보를 전송하기 위해 필요한 자원의 수를, 성능 열화 없이 획기적으로 줄인다.

본 발명에서 제안하는 최대 이득 빔 성형 가중치 결정 기술은, 이동국 수신기로부터 순시적으로 피드백 되는 자원 재사용 그룹 인덱스 정보와 기지국 송신기가 상향링크 공간상관 행렬로부터 추정한 빔들의 평균 채널이득 정보를 효과적으로 결합하여, 기지국 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정한다.

본 발명에서 제안하는 하향링크 RRC signaling 기술은, 기지국이 각 CSI-RS 자원를 재사용하는 빔의 수, 또는 각 CSI-RS 자원에 할당되는 전력 정보를 이동국들에게 통보함으로써, 각 이동국의 수신기가 CQI를 정확하게 추정할 수 있도록 한다.

도 1은 LTE-A 시스템의 송신부에서 신호 송신을 위해 수행되는 물리적 채널 프로세싱의 개요를 보여주는 도면.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 보여주는 도면.
도 3은 제안하는 CSI-RS 전송 기술의 CSI-RS 송신을 위해 수행되는 물리적 채널 프로세싱의 개요를 보여주는 도면.
도 4는 빔 성형된 CSI-RS 전송과 자원요소 재사용의 일례를 보여주는 도면.
도 5는 제안된 기술에서 8개의 시간-주파수 자원요소를 사용하여 128개의 빔을 전송할 경우, 하나의 PRB에서의 자원요소 할당의 일례를 보여주는 도면.
도 6는 제안된 기술에서 8개의 code-시간-주파수 자원요소를 사용하여 128개의 빔을 전송할 경우, 하나의 PRB에서의 자원요소 할당의 일례를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 전체 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 9는 도 8에서 수신기가 피드백 정보를 생성하는 S830 단계를 구체적으로 도시하는 순서도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 내부 구조를 도시하는 블록도
도 12는 제안하는 기술에서 8개와 16개의 CSI-RS 자원을 각각 사용하여 128개의 송신 안테나에 대한 채널 정보를 전송할 경우와 자원을 재사용을 하지 않고 128개의 CSI-RS 자원을 사용하여 채널 정보를 전송하는 경우에 대한 CSI-RS의 수신 SINR을 비교하는 결과를 도시하는 도면.

A. LTE-A의 CSI-RS 전송

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서는, 8개의 전송 안테나 지원을 위한 CSI-RS를 Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) 영역에 할당하여 5ms 이상의 주기로 전송한다. 8개의 전송 안테나의 CSI-RS는 frequency division multiplexing (FDM)에 의해 주파수 영역에서 다중화되거나, FDM과 time division multiplexing (TDM)에 의해 시간과 공간영역에서 다중화 되어 전송된다. 또한 FDM, TDM외에도 code division multiplexing (CDM)에 의하여 직교 코드 영역에서 다중화 되어 전송될 수도 있다.

[도 1]은 LTE-A 시스템의 송신부에서 신호 송신을 위해 수행되는 물리적 채널 프로세싱의 개요를 도시하고 있다. 각 코드워드 (codeword)들은 스크램블링부 (scarmbling)(11)로 전송된다. 상기 스크램블링부(11)는 변조매핑기 (modulation mapper)(12)로 스크램블된 정보를 전송하고, 변조매핑기(12)에서는 스크램블된 정보를 변조한다. 변조된 심볼들은 각각 상기 레이어매핑기 (layer mapper)(13)로 전송되고, 상기 레이어매핑기(13)는 변조된 심볼들을 다수의 레이어(layer)들로 생성하여 프리코딩부(precoding)(14)로 전송한다. 프리코딩부 (precoding)(14)에서 프리코딩된 심볼들은 각 안테나 포트별 자원매핑기(resource element mapper)(15)로 전송되고, 자원매핑기(resource element mapper)(15)는 각 안테나 포트 별로 정의되는 [도 2] 자원격자(resource grid)에 심볼들을 매핑한다. 매핑된 심볼들은 안테나 포트 별 OFDM 신호생성기(OFDM signal generation)(16)로 전송되고, 발생된 OFDM 신호는 각 안테나포트로 전송된다.

[도 2]는 각 안테나 포트별로 정의되는 자원격자 구조를 도시하고 있다. 하향링크에서 전송되는 신호들은 하향링크 슬롯 T_slot(21)내에서

개의 부반송파들(23)와

개의 OFDM 심볼(22)로 이루어지는 자원격자에 매핑된다. 한 슬롯의 자원격자는

개의 자원블록(resource block)으로 나뉘며, 각 자원블록은

개의 부반송파들(24)와

개의 OFDM 심볼들(22)로 구성된다. 각 안테나 포트별로 정의되는 자원격자에서 각 자원요소(resource element)(25)는, 각 슬롯에서 인덱스 페어

에 의해 고유하게 식별된다. 여기서,

와

는 각각 주파수 영역과 시간 영역에서의 인덱스 들이다.

CSI-RS는 전송되는 코드워드나 레이어의 개수에 관계 없이 항상 안테나 포트의 개수만큼 전송된다. 서로 다른 안테나 포트에서 전송되는 CSI-RS 간의 직교성을 보장하기 위해, 각 슬롯에서 CSI-RS 전송을 위해 한 안테나 포트에서 사용된 직교 자원은 다른 안테나 포트들이 사용하지 않는다. 따라서, 송신기의 송신 안테나 수가 증가할수록 요구되는 CSI-RS의 수가 증가하기 때문에, 한 슬롯 내에서 더욱 많은 자원들이 CSI-RS 전송을 위해 할당되어야 한다. 이로 인해, 실제 데이터 전송을 위해 할당되어야 하는 자원들의 수는 감소하게 되어, 하향링크 전송 용량이 감소하게 된다.

B. 제안하는 여러 송신 안테나의 채널 정보 전송을 위한 빔 성형과 자원 재사용 기술

Massive MIMO 시스템은, 기지국에서 저전력 송신을 하는 수백 개의 송신 안테나들로 구성된 배열안테나를 사용하여 다수의 이동국들에게 동시에 빔 성형을 수행하는 space division multiple access (SDMA) 기술을 통해, 동시에 다수의 이동국들에 데이터를 전송한다. 본 발명에서는 FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템을 고려하며, M 개의 송신 안테나를 사용한다고 가정한다.

본 발명에서는 FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서, 제한된 양의CSI-RS 자원만을 사용하여 여러 개의 송신 안테나로 부터의 채널 정보를 효과적으로 송신하고 이를 수신하는 기술을 제안한다. 이를 위해, 제안하는 기술은 M 크기의 빔 성형 벡터들 N개를 사용하여 N개의 빔 별 신호를 각각 빔 성형 하고 이동국으로 전송하여, 송신 안테나 별로 저전력을 사용하더라도 특정 빔에 대한 수신 성능을 획기적으로 증가시켜 이동국 이 여러 송신 안테나로 부터의 채널 정보를 추정할 수 있도록 한다. 또한, massive MIMO 시스템의 높은 빔 성형 이득을 기반으로 하여 동일 자원에 할당되어도 간섭이 충분히 억제될 수 있는 빔들을 동일한 자원에 할당하여, 다수의 빔들이 하나의 자원을 재사용하는 기술을 제안한다. 즉, CDM, FDM과 TDM에 의해 주파수와 시간영역에서의 직교 다중화 방법뿐만 아니라 추가적으로 SDM을 고려하여 여러 송신 안테나에 대한 채널 정보를 공간 영역에서도 다중화하여 전송한다. 이와 같은 SDM에 의한 추가적인 공간영역 다중화를 통해, code, 주파수와 시간 영역에서 다중화된 자원을 재사용함으로써, 송신 안테나 수에 비례하지 않는 작은 개수의 CSI-RS 자원을 사용하여 여러 개의 송신 안테나에 대한 채널 정보를 이동국으로 전송할 수 있다.

[도 3]은 본 발명에서 제안하는 CSI-RS 전송 기술에서 CSI-RS 송신을 위해 수행되는 물리적 채널 프로세싱의 개요를 도시하고 있다. 하기 실시예에서는 N개의 송신 안테나에 대하여 N개의 빔 성형 벡터를 N X N Discrete Fourier Transform (DFT) 행렬의 컬럼 벡터들로 사용하는 경우를 예로 들어 발명을 설명한다.

먼저, [도 3]의 (31) 과정에서는, 안테나 포트 별로 전송될 N 개의 빔 별 신호

를 생성한다. 상기 빔 별 신호는 송신기와 수신기가 모두 알고 있거나 또는 송신기만 알고 있는, 송신기가 생성한 랜덤 시퀀스(Random Sequence)이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 빔 별 신호의 크기는 1을 가질 수 있다.

[도 3]의 (32) 과정에서는, N X N DFT 행렬 U 를 구성하는 N X 1 크기의 N 개의 컬럼 벡터들인 빔 형성 벡터

로 N 개의 빔 별 신호

를 다음 [수학식 1]과 같이 각각 프리코딩(precoding)한다. 여기서, n번째 빔 별 신호 R_n 은 n번째 컬럼 벡터 U_n 에 의해 precoding 된다고 가정한다. 빔 별 신호가 빔 형성 벡터에 의해 프리코딩되면 각각의 안테나 포트를 통해 전송될 빔이 생성된다.

여기서,

이므로, precoding을 통해 R_n은 N X 1 크기의 벡터

로 변환된다. 이와 같이 빔 별 신호를 빔 성형하여 전송하게 되면, 송신 안테나 별로 저전력으로 송신하더라도, massive MIMO 시스템의 높은 빔 성형 이득에 의해 몇몇 빔들은 획기적으로 큰 수신 성능을 가질 수 있다.

[도 3]의 (33) 과정에서는, 하나의 CSI-RS 자원을 공유할 빔들을 G 개의 자원 재사용 그룹들로 분리한다. Massive MIMO는 매우 높은 빔 성형 이득을 제공하므로, 매우 한정된 방향으로만 신호를 전달하는 고 지향성 특성을 가진다. 따라서, 전송 신호 방향이 충분히 먼 빔들을 동일한 자원에 할당하더라도, 동일한 자원을 공유하는 신호들간의 동일채널 간섭은 빔들의 고 지향성 특성에 의해 공간적으로 필터링 됨으로써 효과적으로 억제될 수 있다. 이와 같은 자원 재사용을 통해, N개의 안테나에 대한 채널 정보를를 전송하기 위해 요구되는 code, 주파수와 시간 영역에서 다중화 된 자원의 수를, 성능 열화 없이 획기적으로 줄일 수 있다. 이 때, 이동국 의 정확한 채널 피드백 값 추정을 위하여 CSI-RS 자원 재사용 정도를 나타내는 G 값은 기지국에서 단말로 시그널링 될 필요가 있다. 이동국 이 자원 재사용 정도를 아는 경우에 자원 재사용이 적용되지 않는 데이터 채널의 상태를 보다 정확하게 파악할 수 있고 이를 통해 자신이 필요한 데이터의 변조 및 부호율 정도를 정확하게 계산해 기지국으로 피드백 할 수 있다.

예로써, 128개의 송신 안테나와 128개의 빔을 사용하는 massive MIMO 시스템에서, 16개의 빔이 하나의 자원을 재사용하면, 총 8개의 자원 재사용 그룹

이 필요하다. 이 때 128개의 송신 안테나를 위한 채널 정보를 전송하는데 8개의 자원만을 사용하게 되고, g 번째 자원을 사용하는 자원 재사용 그룹 R_g는 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.

각 자원 재사용 그룹에 속하는 16개의 빔 별 신호들은, 16개의 빔들에 의해 공간적으로 다중화되어 전송된다.

[도 4]에서 128개의 빔 중에서 실선의 16개의 빔들은, 3번째 자원을 공유하는 재사용 그룹 R_s에 속하는 16개의 빔 별 수열

들의 전송을 위해 사용되는 16개 빔들의 빔 패턴의 일례를 보여준다. 16개의 빔들은 azimuth 방향에서 일정한 간격을 유지하면서, 16개의 빔들간의 동일 채널 간섭을 일정한 레벨 이하로 유지시키고 있다. 이와 같이 동일 자원을 공유하는 빔들을 결정하는 방식은, 동일 자원을 할당 받는 빔들간의 최대 간섭을 최소화하는 방식에 의해 결정된다.

[도 3]의 (34) 과정에서는, (33) 과정에서 지정된 재사용 그룹별로 자원을 할당한다. [도 5]는 제안하는 기술에서 슬롯 별로 8개의 자원을 사용하여 128개의 빔을 전송할 경우, 하나의 physical resource block (PRB)에서의 CSI-RS 자원 할당의 예를 보여준다. 하나의 서브프레임은 두 개의 슬롯으로 구성되어 있으며, 매 슬롯마다 8개의 자원에 CSI-RS가 전송되는 경우를 가정한다. [도 5]에서

는, R_g 재사용 그룹에 속하는 16개의 신호들

에 [수학식 1]과 같이 각각 가중치 u_n을 곱해서 발생되는 N개의 심볼들

중 n번째 송신 안테나의 자원격자에 할당되는 심볼을 의미한다. 예로써, [도 5]에서 각 송신 안테나 별 자원격자에서 화살표가 가리키는 자원은 R₅에 속하는 16개의 빔 별 수열들

이 16개의 빔들에 의해 공간적으로 다중화 되는 자원을 나타낸다. [도 6]은 하나의 서브프레임 내에서 CDM, FDM, 그리고TDM을 통하여 8개의 CSI-RS 자원이 할당된 경우에 [도 5]에서 기술된 128개의 빔을 8개의 CSI-RS 자원에 할당하는 예를 보여준다.

은 [도 5]에서와 같은 정의를 가지며 시간적으로 연속된 두 CSI-RS 자원은 [1, 1]과 [1,-1]을 사용하는 CDM을 통하여 신호가 구분된다.

[도 3]의 (15) 과정에서, OFDM 신호를 발생시키고, 각 안테나 포트 별로 해당 신호들을 전송한다.

C. 제안하는 피드백 자원요소 index로부터 빔 index 결정 기술

각 이동국 의 수신기는 각 CSI-RS 자원을 참조하여 각 채널 상태를 추정한다.

[수학식 3]은 k번째 이동국이, R_g 재사용 그룹이 사용하는 CSI-RS 자원을 참조할 경우, 수신되는 신호 y_k,g 를 나타낸 것이다. 수신된 신호에는 동일한 자원을 통해 전송된 R_g 재사용 그룹에 속하는 빔들이 함께 수신되지만, massive MIMO의 고 지향성 특성에 의해 해당 수신기로의 하향링크 채널 h_k 와의 채널이득의 크기가 매우 미미한 빔들에 의해 송신된 빔들을 무시할 수 있기 때문에, [수학식 3]의 두 번째 줄과 같이 수신되는 신호 y_k,g 를 h_k 와의 채널이득의 크기가 가장 큰 빔 u_n* 에 의해 전송된 하나의 빔이 수신되는 것으로 근사화 할 수 있다.

기존 LTE-A에서, 각 이동국은 추정하는 자원의 서브프레임 내 code, 주파수, 그리고 시간 영역의 위치에 따라 안테나 포트를 구분할 수 있다. 이에 반해, 제안하는 기술은 CSI-RS 자원에 대한 신호 크기, 즉 h_k 와 빔 성형 가중치 u_n 간의 채널이득

의 크기를 비교하여, 크기가 가장 큰 자원의 index n^*를 결정하고 이를 기지국으로 피드백 한다. 제안하는 기술에서는 하나의 CSI-RS 자원에 여러 개의 빔이 동시에 전송되기 때문에, 이 때 각 피드백 되는 index n^*은 해당 자원에 할당된 빔의 index가 아닌 자원 재사용 그룹의 index를 의미하게 된다. 따라서, 기지국 송신기는 각 이동국 으로부터 피드백 된 자원 재사용 그룹 index 정보를 이용하여, 해당 자원 재사용 그룹에 속하는 공간적으로 다중화 되어 있는 빔들 중에서, 해당 이동국으로 가장 큰 이득을 가지는 실제 빔을 선택해야 한다. 예로써, 8개의 CSI-RS 자원을 사용하여 128개의 빔을 전송할 경우, 각 자원 별로 16개의 빔이 다중화되어 있으므로, 기지국은 각 이동국 별로 피드백 되는 자원 index가 가리키는 자원 재사용 그룹에 속하는 16개의 빔들 중에서 가장 큰 이득을 가지는 하나의 빔을 결정해야 한다.

본 발명에서는, 상향링크 공간상관행렬로부터 추정된 N개의 빔에 의한 평균 채널이득 정보과 순시적으로 피드백 되는 자원 재사용 그룹 index 정보를 결합하여, 최대 이득을 가지는 빔을 결정하는 기술을 제안한다.

제안하는 기술에서, 기지국은 각 이동국로부터 송신되는 상향링크 sounding reference signal (SRS)를 이용하여 1 X N 상향링크 순시 채널벡터 t_k를 추정하고, 이를 이용하여 다음 [수학식 4]와 같이 상향링크 공간상관행렬 T_k를 추정한다.

이론적으로, 상향링크와 하향링크가 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 FDD 시스템에서도, 상향링크 공간상관행렬과 하향링크 공간상관행렬이 동일하기 때문에, [수학식 4]에서 추정된 상향링크 공간상관행렬은 각 빔 성형 가중치에 의한 하향링크 채널의 평균 채널 이득을 계산하는데 사용될 수 있다.

따라서, 기지국은 각 링크별로 추정된 상향링크 공간상관행렬을 이용하여, n번째 송신 빔 가중치 u_n에 의한 n번째 빔의 하향링크 채널에서의 평균 채널 이득

을 [수학식 5]과 같이 계산할 수 있다.

기지국은 각 이동국 으로의 하향 링크 별로 위와 같이 N개의 빔에 대한 평균 채널이득

을 추정하고, 평균 채널이득이 일정 threshold 값 이상인 빔의 index를 원소로 하는 long-term active 빔 집합 A_k을 결정한다. 집합 A_k는 채널 변화에 따라 변하므로, 기지국은 주기적 또는 비주기적으로 A_k를 업데이트 할 수 있다.

기지국은 long-term active 빔 집합 A_k에 속하는 빔들 중에서, 각 이동국 으로부터 순시적으로 피드백 되는 자원 index가 가리키는 자원 재사용 그룹에 속하는 하나의 빔을, 해당 이동국으로 최대 이득을 가지는 실제 빔으로 결정한다. 구체적 예로써, 128개의 송신 안테나를 사용하는 massive MIMO 시스템에서, 16개의 빔이 다중화 되어, 총 8개의 자원 재사용 그룹

을 [수학식 2]와 같이 정의할 때,

이고, 순시적으로 피드백 되는 자원 index가 6일 경우, [수학식 2]를 참고하면 최대 순시 이득을 가지는 실제 빔 index는 14가 된다.

D. 자원요소 재사용하는 CSI-RS 수에 대한 하향링크 RRC signaling 기술

각 이동국 의 수신기는 각 CSI-RS 자원을 참조하여, 빔 성형에 의한 각 이동국 으로의 채널 상태, 즉 CQI를 추정하고, 이를 기지국으로 피드백 한다. CQI의 내용은 각 이동국 이 수신 가능한 신호 대 간섭잡음 비 (signal-to-interference and noise ratio, SINR), 해당 이동국으로 기지국이 전송 가능한 데이터 율, 또는 해당 이동국으로 기지국이 전송 가능한 modulation and coding scheme (MCS) 정보가 될 수 있다. 이동국이 CQI를 추정하기 위해서는, 전송에 사용되는 총 빔의 개수 또는 각 빔에 할당되는 전력의 양을 알아야 한다. 따라서, 하나의 자원을 다수의 빔들이 재사용하는 제안 기술에서는, 기지국이 하향링크 radio resource control (RRC) signaling 을 통해 각 자원을 재사용하는 빔의 수, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보를 모든 이동국들에게 전달한다.

E. 송신기와 수신기의 동작 순서 및 구성

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 전체 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

우선, 송신기는 S705 단계에서, 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호를 생성한다. 그리고 송신기는 S710 단계에서, 빔 성형 벡터를 이용하여 상기 생성된 빔 별 신호를 프리코딩 하여 빔을 성형한다.

그리고 송신기는 S715 단계로 진행하여, 성형된 각각의 빔들에 대해 동일한 자원을 공유할 빔들끼리 그룹화한다. 이 경우, 상기 빔들은 동일 자원을 할당받는 빔 들간의 간섭이 최소화되도록 그룹화된다.

그리고 송신기는 S720 단계로 진행하여 각 그룹에 대해 자원을 할당한다. 그리고 송신기는 S725 단계에서 각각의 빔을 할당된 자원을 통해 수신기로 전송한다.

그 후, 송신기는 S730 단계에서, 수신기로부터 피드백 정보가 수신되는지 여부를 확인한다. 상기 피드백 정보는 자원 재사용 그룹 인덱스 정보와 채널 품질 정보를 포함한다.

만약, 수신되지 않는 경우라면, 송신기는 S735 단계로 진행하여 수신기로부터의 피드백 정보 수신 시까지 대기한다.

만약, 피드백 정보가 수신되었다면, 송신기는 S740 단계로 진행하여 수신기와의 사이에서 최대 이득을 가지는 빔을 결정한다.

이를 위해, 송신기는 상기 피드백 정보로부터 하향링크 채널과 빔 성형 벡터에 대한 채널 이득이 가장 큰 자원 재사용 그룹 인덱스 정보를 추출한다. 동시에, 송신기는 수신기로부터 전송되는 상향링크 SRS를 이용하여 상향링크 공간상관행렬을 추정하고, 추정된 상향링크 공간상관행렬을 이용하여 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 계산한다. 그러면 송신기는 상기 자원 재사용 그룹 인덱스와 상기 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 이용하여 상기 자원 재사용 그룹에 속한 복수 개의 빔들 중 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정할 수 있다.

송신기는 S745 단계로 진행하여, 결정된 빔을 통해 자원을 할당하고, S750 단계로 진행하여 수신기와 데이터를 송수신한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

우선, 수신기는 S810 단계에서, 송신기로부터 전송되는 그룹 별 빔을 수신한다. 상기 빔은 송신기의 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호가 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 된 것이다. 또한, 상기 빔은 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리되며, 각각의 자원 재사용 그룹별로 할당된 자원을 통해 전송된다.

그리고 수신기는 S820 단계로 진행하여 송신기로부터 하향링크 RRC 시그널링을 수신한다. 상기 하향링크 RRC 시그널링은 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

한편, 여기서 상기 S810 단계와 S820 단계는 각각 독립 별개로 수행될 수 있는 것으로, 반드시 도면에서 도시된 순서에 한정되는 것은 아님에 유의해야 한다.

그리고 수신기는 S830 단계로 진행하여 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하는데 사용하는 피드백 정보를 생성한다. 상기 S830 단계에 대한 구체적인 과정은 도 9에서 후술하도록 한다.

그리고 수신기는 S840 단계로 진행하여, 생성된 피드백 정보를 송신기에게 전송한다.

도 9는 도 8에서 수신기가 피드백 정보를 생성하는 S830 단계를 구체적으로 도시하는 순서도이다.

상기 피드백 정보는 채널 품질 정보 즉, CQI 정보와 자원 재사용 그룹 인덱스 정보를 포함한다. 이에 따라, 수신기는 S910 단계로 진행하여 CQI 측정 단계인지 여부를 확인한다.

CQI 측정 단계인 경우, 수신기는 S920 단계로 진행하여 하향링크 RRC 시그널링을 통해 수신한 재사용 빔의 개수, 자원에 할당되는 전력 정보를 확인한다. 그리고 수신기는 S930 단계로 진행하여, 상기 확인된 정보들을 이용하여 채널 품질 정보를 생성한다. 그리고 수신기는 상기 생성된 채널 품질 정보를 송신기로 전송한다.

다시, S910 단계로 복귀하여, CQI 측정 단계가 아니라면, 수신기는 S940 단계로 진행하여, 자원 재사용 그룹 인덱스를 결정하는 단계임을 인지한다.

그러면, 수신기는 S950 단계로 진행하여 하향링크 채널과 빔 성형 벡터에 의한 채널 이득을 계산한다. 그리고 수신기는 S960 단계에서, 가장 큰 채널이득을 가지는 자원 재사용 그룹 인덱스 정보를 생성하고, 이를 송신기로 전송한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 10에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 송신기는 무선 통신부(1010), 저장부(1020), 제어부(1030)를 포함할 수 있다.

무선 통신부(1010)는 수신기와 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선 통신부(1010)는 복수 개의 안테나 포트로 형성되며, FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템을 지원할 수 있다.

저장부(1020)는 송신기의 동작에 필요한 프로그램 및 각종 데이터 등을 저장할 수 있다.

제어부(1030)는 본 발명의 송신기가 수신기와의 사이에서 최대 이득을 가지는 빔을 결정하고, 결정된 빔을 통해 자원을 할당하는 일련의 과정을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(1030)는 수신기가 채널 품질 정보를 추정할 수 있도록, 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원, 각 빔에 할당된 전력 정보 중 적어도 하나의 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신기로 전송하도록 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(1030)는 빔 별 신호 생성부(1031), 프리코딩부(1032), 스케쥴러(1033)를 포함할 수 있다..

빔 별 신호 생성부(1031)는 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호를 생성한다. 상기 빔 별 신호는 송신기와 수신기가 모두 알고 있거나 또는 송신기만 알고 있는, 송신기가 생성한 랜덤 시퀀스이다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 빔 별 신호의 크기는 1을 가질 수 있다.

프리코딩부(1032)는 빔 별 신호 생성부(1031)에서 생성된 빔 별 신호를 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩하여 빔을 성형한다. 상기 성형된 빔은 동일한 자원을 공유할 빔들끼리 그룹화되어 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리되고, 정해진 자원을 통해 수신기로 전송된다.

스케쥴러(1033)는 수신기로부터 전송되는 피드백 정보를 이용하여 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하고, 상기 결정된 빔에 자원을 할당한다.

보다 구체적으로, 스케쥴러(1033)는 상기 피드백 정보로부터 자원 재사용 그룹 인덱스 정보를 추출한다. 동시에, 스케쥴러(1033)는 수신기로부터 전송되는 상향링크 SRS를 이용하여 상향링크 공간상관행렬을 추정하며, 추정된 상향링크 공간상관행렬을 이용하여 하향링크 채널에 대한 평균 채널이득을 계산한다. 그러면, 스케쥴러(1033)는 상기 자원 재사용 그룹 인덱스와, 상기 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 이용하여 송신가가 최대 이득을 가지는 빔을 결정할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 11에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 수신기는 무선 통신부(1110), 저장부(1120), 제어부(1130)를 포함할 수 있다.

무선 통신부(1110)는 송신기와 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선 통신부(1110)는 복수 개의 안테나 포트로 형성되며, FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템을 지원할 수 있다.

저장부(1120)는 수신기의 전반적인 동작에 필요한 프로그램 및 데이터들을 저장할 수 있다.

제어부(1130)는 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하는데 사용되는 피드백 정보를 생성하고 이를 송신기로 전송하는 일련의 과정을 제어한다. 이를 위해, 제어부(1130)는 피드백 정보 생성부(1131)를 더 구비할 수 있다.

피드백 정보 생성부(1131)는 송신기로부터 전송되는 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리된 빔들을 상기 자원 재사용 그룹별로 할당된 자원을 통해 수신한다. 이 경우, 상기 빔은 송신기의 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호가, 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 되어 성형된 것을 특징으로 한다.

그러면 피드백 정보 생성부(1131)는 수신한 빔을 이용하여 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하기 위한 피드백 정보를 생성한다.

보다 구체적으로, 피드백 정보 생성부(1131)는 하향링크 채널과 빔 성형 벡터에 대한 채널 이득이 가장 큰 자원 재사용 그룹 인덱스 정보를 생성하고, 이를 피드백 정보에 포함시켜 송신기로 전송하도록 제어할 수 있다.

또한, 피드백 정보 생성부(1131)는 송신기로부터 자원 요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신한다. 그러면 피드백 정보 생성부(1131)는 상기 수신한 정보를 이용하여 채널 품질 정보를 추정하고, 추정된 채널 품질 정보를 피드백 정보에 포함시켜 송신기로 전송하도록 제어할 수 있다.

F. 성능 분석

[도 12]는 제안하는 기술에서 8개와 16개의 CSI-RS 자원을 각각 사용하여 128개의 송신 안테나에 대한 채널 정보를 전송할 경우와 자원을 재사용을 하지 않고128개의 CSI-RS 자원을 사용하여 채널 정보를 전송하는 경우에 대한 CSI-RS의 수신 SINR을 비교하는 결과를 보여준다. 16개의 자원을 사용할 경우, 즉 8개의 송신 한테나에 대한 정보가 하나의 자원을 재사용할 경우, 자원을 재사용하지 않는 경우와 비교하여 미미한 수준의 CSI-RS 수신 성능 열화를 보인다. 이는 제안하는 기술이, CSI-RS 수신 성능 열화를 최소화하면서, 128개의 CSI-RS를 전송하는데 필요한 자원의 양을 1/8로 감소시킬 수 있음을 보여준다.

Claims

무선 통신 시스템에서 복수 개의 안테나 포트를 사용하는 송신기의 빔 성형 방법에 있어서,
각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호를 생성하는 생성 단계;
상기 생성된 빔 별 신호를 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 하여 빔을 성형하는 빔 성형 단계;
상기 성형된 빔들에 대해, 동일한 자원을 공유할 빔들끼리 그룹화하여 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리하고, 상기 자원 재사용 그룹별로 자원을 할당하여 상기 빔을 수신기에 전송하는 전송 단계; 및
상기 수신기로부터 전송되는 피드백 정보를 이용하여 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하여 자원을 할당하는 할당 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 성형 방법.
제1항에 있어서, 상기 최대 이득을 가지는 빔 결정 단계는,
상기 수신기로부터, 하향링크 채널과 빔 성형 벡터에 대한 채널 이득이 가장 큰 자원 재사용 그룹 인덱스를 수신하는 단계;
상기 수신기로부터 전송되는 상향링크 SRS를 이용하여 상향링크 공간상관행렬을 추정하고, 상기 추정된 상향링크 공간상관행렬을 이용하여 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 계산하는 단계; 및
상기 자원 재사용 그룹 인덱스와 상기 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 이용하여 상기 자원 재사용 그룹에 속한 복수 개의 빔들 중 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 성형 방법.
제1항에 있어서, 상기 분리 단계는,
동일 자원을 할당 받는 빔들 간의 간섭을 최소화하도록 상기 빔들을 자원 재사용 그룹으로 분리하는 것을 특징으로 하는 빔 성형 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신기가 채널 품질 정보를 추정할 수 있도록, 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보 중 적어도 하나의 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 상기 수신기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 성형 방법.
무선 통신 시스템에서 피드백 정보 전송 방법에 있어서,
송신기로부터 전송되는, 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리된 빔들을 상기 자원 재사용 그룹별로 할당된 자원을 통해 수신하는 수신 단계;
상기 수신한 빔을 이용하여, 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하기 위한 피드백 정보를 생성하는 생성 단계; 및
상기 생성된 피드백 정보를 상기 송신기로 전송하는 전송 단계를 포함하며,
상기 빔은, 상기 송신기의 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호가 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 되어 성형된 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제5항에 있어서, 상기 생성 단계는,
하향링크 채널과 상기 빔 성형 벡터에 대한 채널 이득이 가장 큰 자원 재사용 그룹 인덱스를 결정하는 단계; 및
상기 자원 재사용 그룹 인덱스를 상기 송신기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제5항에 있어서,
상기 송신기로부터, 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보 중 적어도 하나의 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 상위 계층 시그널링을 통해 수신한 정보를 이용하여 채널 품질 정보를 추정하고, 상기 추정된 채널 품질 정보를 상기 송신기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제8항에 있어서, 상기 채널 품질 정보는,
각 수신기가 수신 가능한 신호 대 간섭 잡음 비, 상기 송신기가 상기 수신기로 전송 가능한 데이터 율 또는 상기 송신기가 상기 수신기로 전송 가능한 변조 및 코딩 스킴 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
무선 통신 시스템에서 빔을 성형하며 복수 개의 안테나 포트를 사용하는 송신기에 있어서,
수신기와 신호를 송수신하는 무선 통신부; 및
각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호를 생성하며, 상기 생성된 빔 별 신호를 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 하여 빔을 성형하고, 상기 성형된 빔들에 대해 동일한 자원을 공유할 빔들끼리 그룹화하여 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리하고, 상기 자원 재사용 그룹별로 자원을 할당하여 상기 빔을 수신기에 전송하며, 상기 수신기로부터 전송되는 피드백 정보를 이용하여 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하여 자원을 할당하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제10항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 수신기로부터 하향링크 채널과 빔 성형 벡터에 대한 채널 이득이 가장 큰 자원 재사용 그룹 인덱스를 수신하고, 상기 수신기로부터 전송되는 상향링크 SRS를 이용하여 상향링크 공간상관행렬을 추정하며, 상기 추정된 상향링크 공간상관행렬을 이용하여 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 계산하고, 상기 자원 재사용 그룹 인덱스와 상기 하향링크 채널에 대한 평균채널이득을 이용하여 상기 자원 재사용 그룹에 속한 복수 개의 빔들 중 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
동일 자원을 할당 받는 빔들 간의 간섭을 최소화하도록 상기 빔들을 자원 재사용 그룹으로 분리하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 수신기가 채널 품질 정보를 추정할 수 있도록, 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보 중 적어도 하나의 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 상기 수신기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송신기.
무선 통신 시스템에서 송신기로 피드백 정보를 전송하는 수신기에 있어서,
상기 송신기와 신호를 송수신하는 무선 통신부; 및
상기 송신기로부터 전송되는 임의의 개수의 자원 재사용 그룹으로 분리된 빔들을 상기 자원 재사용 그룹별로 할당된 자원을 통해 수신하고, 상기 수신한 빔을 이용하여 상기 송신기가 최대 이득을 가지는 빔을 결정하기 위한 피드백 정보를 생성하며, 상기 생성된 피드백 정보를 상기 송신기로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 빔은, 상기 송신기의 각 안테나 포트를 통해 전송될 빔 별 신호가 빔 성형 벡터를 통해 프리코딩 되어 성형된 것을 특징으로 하는 수신기.
제14항에 있어서, 상기 제어부는,
하향링크 채널과 상기 빔 성형 벡터에 대한 채널 이득이 가장 큰 자원 재사용 그룹 인덱스를 결정하고, 상기 결정된 자원 재사용 그룹 인덱스를 상기 송신기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제14항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 송신기로부터, 각 자원요소를 재사용하는 빔의 수, 각 CSI-RS 자원, 또는 각 빔에 할당되는 전력 정보 중 적어도 하나의 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제16항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 상위 계층 시그널링을 통해 수신한 정보를 이용하여 채널 품질 정보를 추정하고, 상기 추정된 채널 품질 정보를 상기 송신기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제17항에 있어서, 상기 채널 품질 정보는,
각 수신기가 수신 가능한 신호 대 간섭 잡음 비, 상기 송신기가 상기 수신기로 전송 가능한 데이터 율 또는 상기 송신기가 상기 수신기로 전송 가능한 변조 및 코딩 스킴 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.