WO2015020404A1 - 무선 통신 시스템에서 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2015020404A1
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reference signal
beam group
beams
transmitting
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유현규
박정호
정수룡
정철
강노경
김재원
윤강진
강재은
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삼성전자 주식회사
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    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving a reference signal through beam grouping in a communication system supporting beamforming.
  • 4G communication systems In order to meet the ever-increasing demand for wireless data traffic, wireless communication systems are evolving towards supporting higher data rates. 4th Generation (4G) communication systems have sought technology development mainly to improve the spectral efficiency to increase the data rate. However, the frequency efficiency improvement technology alone is difficult to meet the demand for wireless data traffic.
  • 4G 4th Generation
  • the frequency band used in the mobile communication cellular system is generally 10 GHz or less, and it is very difficult to secure a wide frequency band, and therefore, a need for securing a wideband frequency in a higher frequency band is required.
  • the propagation path loss increases, which results in a relatively short propagation range and a decrease in coverage. Therefore, as one of important technologies for mitigating propagation path loss and increasing propagation reach, beamforming technology has recently emerged.
  • the beamforming may be classified into transmit beamforming performed by a transmitter and receive beamforming performed by a receiver.
  • the transmission beamforming generally uses a plurality of antennas to increase the directivity by concentrating a region of arrival of radio waves in a specific direction.
  • a form in which a plurality of antennas are collected may be referred to as an antenna array, and each antenna included in the antenna array may be referred to as an array element.
  • the antenna array may be configured in various forms such as a linear array and a planar array.
  • using the transmission beamforming increases the directivity of the signal, thereby increasing the transmission distance of the signal.
  • signal interference with respect to the other receiving end is greatly reduced at the receiving end.
  • the receiving end may perform beamforming on the received signal using the receiving antenna array.
  • the reception beamforming concentrates the reception of radio waves in a specific direction to increase the sensitivity of the reception signal received in the specific direction, and blocks the interference signal by excluding signals from directions other than the specific direction from the reception signal. to provide.
  • a beamforming technique is considered to overcome the propagation path loss.
  • the beamforming technique reduces the transmission efficiency of the reference signal because the base station transmits the reference signal more than once in all the beam directions that can be transmitted and the terminal also needs to receive the reference signal in all the beam directions that can be received.
  • One embodiment of the present invention proposes a method and apparatus for transmitting / receiving a reference signal through beam grouping in a wireless communication system.
  • An embodiment of the present invention proposes a method and apparatus for transmitting / receiving a reference signal through beam grouping for increasing transmission efficiency of a reference signal in a wireless communication system.
  • a method for transmitting a reference signal by a base station in a wireless communication system comprising: transmitting configuration information about a reference signal to a terminal, and beam groups for each of at least two beam groups configured in the reference signal and one cell Performing a scrambling operation of multiplying a sequence based on an identifier, and transmitting a reference signal on which the scrambling operation is performed to the terminal based on the configuration information.
  • a scrambling operation of multiplying a sequence based on a beam group identifier for each of at least two beam groups set in one cell from a base station is performed and transmitted.
  • a base station for transmitting a reference signal in a wireless communication system comprising: a control unit performing a scrambling operation of multiplying the reference signal with a sequence based on a beam group identifier for each of at least two beam groups set in one cell; And a transmitter for transmitting the configuration information on the reference signal to the terminal and transmitting the reference signal on which the scrambling operation is performed to the terminal based on the configuration information.
  • a terminal receiving a reference signal in a wireless communication system the method of receiving a reference signal by a terminal in a wireless communication system, the method comprising: a beam group identifier for each of at least two beam groups configured in one cell from a base station A descrambling operation to multiply a sequence based on a received signal, and to receive a transmitted reference signal, perform a descrambling operation on the received reference signal, and based on a result of the descrambling operation, the at least two beam groups Each of them includes a beam group identifier satisfying a specific condition and a controller for measuring the beam identifier, and a transmitter for transmitting the measured beam group identifier and the information related to the beam identifier.
  • One embodiment of the present invention has the effect of enabling a reference signal transmission / reception through beam grouping in a wireless communication system.
  • an embodiment of the present invention has the effect of enabling the reference signal transmission / reception through beam grouping to increase the reference signal transmission efficiency.
  • FIG. 1 illustrates an example of beam grouping according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation of a base station transmitting a reference signal and receiving feedback information based on beam grouping according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 illustrates an example of a frame structure in which a reference signal is transmitted according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an operation in which a terminal receives a reference signal transmitted based on beam grouping and transmits feedback information according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 illustrates another example of beam grouping according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an operation of updating configuration information by a base station based on beam grouping according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A illustrates a base station apparatus for transmitting a reference signal based on beam grouping according to an embodiment of the present invention
  • 8B is a diagram illustrating an internal structure of a transmitter included in a base station apparatus for transmitting a reference signal based on beam grouping according to an embodiment of the present invention
  • FIG 9 illustrates a terminal device for receiving a reference signal transmitted through grouping according to an embodiment of the present invention.
  • Channel measurement basically refers to measurement of a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix indicator (PMI), a rank indicator (RI), and the like. It refers to a measurement of a beam ID (ID: identifier) for a beam that guarantees an optimal channel environment and an antenna ID for an antenna that guarantees an optimal channel environment.
  • CQI channel quality indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • RI rank indicator
  • ID beam ID
  • ID identifier
  • the reference signal in the present invention is, for example, a mid-amble, a channel state indicator (CSI) -reference signal (RS) used in a 4th generation (4G) cellular communication system. And the like.
  • the reference signal is a time division multiplexing (TDM) method, a frequency division multiplexing (FDM) method, or a code division multiplexing (CDM) method for a plurality of beams supported by a base station. It is sent separately.
  • the beamforming system reduces the transmission frequency efficiency of the user located at the cell boundary relative to the cell center. Therefore, in order to improve such performance degradation, an interference control scheme through cell coordination may be considered.
  • the beamforming system operates more dominantly by interference signals of other cells received at the same site than interference signals of other cells received at other sites. The reason is that since the reception beamforming is performed in the terminal, the influence of the interference signal received from the side lobe of another beam of the same site is relatively large.
  • another cell of the same site may be considered as another sector in the same site.
  • the inter-beam interference control method within the same site which provides high performance compared to the complexity, is more efficient.
  • one site may be deployed as one cell.
  • the base station transmits a reference signal. Since the base station must transmit reference signals for all transmission beams in a TDM scheme, an FDM scheme, or a CDM scheme, the overhead of the reference signal is greatly increased.
  • Another method for eliminating inter-beam interference in the same site is to divide one site into three or six cells (or sectors) and to minimize inter-beam interference through cooperation between cells included in the same site. There is a way. However, in this case, even when the terminal moves within the same site, an overhead of performing a handover procedure occurs.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of beam grouping according to an embodiment of the present invention.
  • the base station combines beams within 60 degrees into one group for a plurality of beams supported by the cell, and sets six beam groups, that is, the 0th beam group 120 to the fifth beam group 130.
  • a case in which a plurality of beams supported by a cell is set to six beam groups is described as an example, but the number of cells configured by the base station is not limited thereto.
  • the k-th beams included in each group generate little interference with each other. That is, the first beam 125 included in the zeroth beam group 120 does not interfere with the first beam 115 included in the first beam group 110. Simultaneous Tx transmits a reference signal for the first beam 125 and a reference signal for the first beam 115 at the same time. At this time, the base station distinguishes the reference signals by Space Division Multiplexing (SDM).
  • SDM Space Division Multiplexing
  • the base station when the terminal measures the channel state and reports to the base station, the base station must distinguish the beam group including the corresponding beam, so that the base station is based on a beam group identifier (ID: identifier) for identifying the beam group in the reference signal. It performs scrambling to multiply the sequence to transmit to the terminal. As another example, the base station may transmit by interleaving or masking the reference signal. In addition, the base station may apply scrambling to only a specific time / frequency resource, a specific antenna, or a specific beam in order to minimize overhead for neighboring base station scanning.
  • ID beam group identifier
  • the method of transmitting a reference signal through beam grouping does not incur overhead for the reference signal and handover, and also increases the transmission frequency efficiency of a user located at a cell boundary.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation in which a base station transmits a reference signal and receives feedback information based on beam grouping according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of beam groups are formed by grouping beams within a predetermined angle into a group for a plurality of beams supported by a specific cell, and each of the formed beam groups is identified by a beam group ID.
  • the base station broadcasts configuration information on the reference signal to the terminals and proceeds to step 203.
  • the configuration information is transmitted through a signal for transmitting system information such as a system information block (SIB) or a master information block (MIB).
  • SIB system information block
  • MIB master information block
  • the configuration information may include information related to the number of antennas included in the antenna array, information related to the number of transmission beams included in the beam group, information related to the number of beam groups set in one cell, and time used for transmitting a reference signal. At least one of information related to a location of a frequency or a code resource.
  • step 203 the base station broadcasts a reference signal to the terminals according to the configuration information, and proceeds to step 205.
  • the reference signal is transmitted in a predetermined manner according to predetermined configuration information, and the predetermined configuration information will be described in more detail with reference to FIG. 3 to be described later.
  • the transmission period of the configuration information may be longer than the transmission period of the reference signal, and the reference signal is transmitted by performing scrambling to multiply the sequence based on the beam group ID. That is, the base station performs scrambling and transmits a reference signal based on the beam group ID to distinguish the beam group, and the number of sequences used for the scrambling is determined according to the number of beam groups.
  • the scrambling is performed based on the beam group ID to transmit the reference signal.
  • the reference signal may be transmitted by interleaving or masking in some cases.
  • step 205 whether the base station has requested a report on the beam group ID and the beam ID information from a specific terminal among the terminals that broadcast the reference signal, or the report request for the beam group ID and beam ID information most recently transmitted to the terminal Check whether it is valid at the present time.
  • the beam group ID and beam ID information indicate beam group ID and beam ID information for a beam that satisfies a specific condition.
  • the specific condition may be, for example, a condition for ensuring an optimal channel environment.
  • the base station requests the report on the beam group ID and the beam ID information, or if the report request for the beam group ID and the beam ID information transmitted most recently to the terminal is valid at the present time, proceeds to step 209 to specify Receive feedback information transmitted from the terminal.
  • the feedback information means channel measurement information, and the channel measurement information will be described in more detail in the terminal operation of FIGS. 4 and 6 to be described later.
  • step 205 if it is determined in step 205 that the base station has not requested a report on the beam group ID and beam ID information from a specific terminal, or the report request for the beam group ID and beam ID information transmitted to the specific terminal is most recently If it is not valid at this point, the process proceeds to one of steps 201, 203, and 205. That is, the base station proceeds to any one of steps 201, 203, and 205 in accordance with the configuration information broadcast period and the reference signal broadcast period for the reference signal. Meanwhile, in step 205, the beam group ID most recently transmitted to the terminal.
  • determining whether a report request for beam ID information is valid at the present time when the base station requests a report on the beam group ID and beam ID information from the base station, time information indicating a time when the report request is valid. Applies only if sent together. In this case, if the report request for beam group ID and beam ID information transmitted to the terminal is most valid at the present time, the base station proceeds to step 209 to receive feedback information transmitted from the terminal, and the time information is indicated. Steps 201 to 209 are repeated until the time to reach the time is reached.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frame structure in which a reference signal is transmitted according to an embodiment of the present invention.
  • a reference signal for example, the CSI-RS 320, is transmitted in each of the first subframe 300 and the second subframe 310.
  • the antenna array 348 includes four antennas and transmits five beams for each antenna. That is, the antenna array 348 includes the 0 to 3rd antennas 340 to 346, and each antenna transmits the 0 to 4th beams 330 to 338.
  • the CSI-RS 320 is transmitted through the 0 th beams 330 to the 4 th beam 338, and each of the 0 th beams 330 to the 4 th beam 338 is separated by time resources. Therefore, the reference signals transmitted through the zeroth beams 330 to the fourth beam 338 do not interfere with each other.
  • each of the zeroth antenna 340 to the third antenna 346 transmits a reference signal through a corresponding beam, and each of the zeroth antenna 340 to the third antenna 346 is distinguished by frequency resources. Therefore, the reference signals transmitted through the zeroth antenna 340 to the third antenna 346 do not interfere with each other.
  • the CSI-RS 320 is transmitted through the 0th beam 330 to the fourth beam 338 of each of the beam groups corresponding to the beam group number N, and in particular, the CSI-RS 320 is the beam group number. It is scrambled into N sequences determined according to and transmitted.
  • each of the beam groups is divided by spatial resources. Therefore, the reference signal transmitted through the second beam 334 of the first beam group and the reference signal transmitted through the second beam of the Nth beam group do not interfere with each other.
  • the base station may apply scrambling to only a predetermined specific time / frequency resource, antenna, or beam in order to minimize overhead for neighboring base station scanning.
  • reference signals transmitted from each beam, reference signals transmitted from each antenna, and reference signals transmitted from each beam group may interfere with each other. Does not cause
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an operation in which a terminal receives a reference signal transmitted based on beam grouping and transmits feedback information according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of beam groups are formed by grouping beams within a predetermined angle into a group for a plurality of beams supported by a specific cell, and each of the formed beam groups is identified by a beam group ID.
  • step 401 the terminal receives configuration information on the reference signal through a signal transmitting system information transmitted from the base station, and proceeds to step 403.
  • Step 401 is performed only when the terminal does not know the configuration information on the reference signal or when the configuration information is changed by the base station, and may be omitted when the terminal already knows the configuration information on the reference signal.
  • the UE receives a reference signal from the base station, performs a measurement on the beam group ID and the beam ID satisfying a specific condition using the received reference signal, and then proceeds to step 405.
  • the specific condition may be, for example, a condition for ensuring an optimal channel environment.
  • the base station should simultaneously perform beam group ID measurement to ensure the optimal channel environment when measuring the beam ID to ensure the optimal channel environment. Therefore, the base station basically decodes the scrambled reference signal based on all beam group IDs. Perform scrambling. Of course, when the reference signal is scrambled together with information such as cell ID and frame index, descrambling is performed in consideration of the cell ID and frame index information.
  • the UE may measure the beam group ID in the following manner. That is, the terminal selects the preferred beam group ID by measuring the beam group ID according to the following cases, and when selecting the preferred beam group ID according to another case, the terminal is scrambled based on the previously selected beam group ID. Descrambling is performed only on the reference signal.
  • the preferred beam group ID means a beam group ID selected by the terminal according to a signal strength or a signal-to-noise ratio.
  • the preferred beam and the beam for guaranteeing the optimal channel environment described above are used in the same sense.
  • the UE descrambles only the scrambled reference signal based on the corresponding beam group ID.
  • the UE determines whether a report request for beam group ID and beam ID information has been received from the base station or whether a report request for beam group ID and beam ID information received from the base station is most valid at the present time. do.
  • the beam group ID and beam ID information indicate beam group ID and beam ID information for a beam that guarantees an optimal channel environment.
  • the UE receives the report request for the beam group ID and the beam ID information or the report request for the beam group ID and the beam ID information most recently received from the BS, the UE proceeds to step 409 and proceeds to step 409.
  • Send the feedback information That is, the terminal performing the channel measurement feeds back channel measurement information, for example, preferred beam group ID, beam ID, or antenna ID according to the base station request.
  • step 405 the report request for the beam group ID and the beam ID information received from the base station is most valid at the present time. If not, proceed to step 401.
  • step 409 the information fed back through step 409 will be described in more detail.
  • M 1 and the number of antennas (or array antennas) is two
  • the terminal feeds back the following information to the base station. That is, the terminal feeds back the preferred beam ID and the beam group ID of the preferred beam to the base station in the form of (antenna ID, beam group ID, beam ID) for each of the 0th antenna and the first antenna.
  • (antenna ID, beam group ID, beam ID) (0, 1, 2) and (1, 3, 1).
  • the number of preferred beams transmitted per antenna is not limited to M, and the number of information fed back may be limited to P.
  • the terminal feeds back the following information to the base station. That is, the terminal feeds back the preferred beam ID and the beam group ID of the preferred beam to the base station in the form of (antenna ID, beam group ID, beam ID) for each of the 0th antenna and the first antenna.
  • (antenna ID, beam group ID, beam ID) may be reported to the base station only when one of the antenna ID, beam group ID, and beam ID has changed, or (antenna ID, beam group ID, beam ID). May be periodically reported to the base station.
  • the report periods of the antenna ID, beam group ID, and beam ID may be different from each other.
  • the report period of the beam group ID may be longer than the report period of the beam ID.
  • the beam of the reference beam ID only for the reference beam ID selected from the N preferred beam IDs Feedback the group ID.
  • the beam group ID of the preferred beam ID other than the reference beam ID is not fed back, and only the ⁇ representing the offset between the reference beam ID and the preferred beam ID is fed back.
  • the terminal feeds back 5 as a difference value ⁇ between the reference beam ID 5 and the preferred beam ID 2.
  • the difference value 5 is calculated as (1 ⁇ 8 + 2) ⁇ (0 ⁇ 8 + 5).
  • each beam group includes the same number of beams, and beams of the same beam ID included in different beam group IDs are included in different beam group IDs because they consider a case where they are sufficiently separated spatially. Interference rarely occurs between beams of the same beam ID. Therefore, the range of the difference value ⁇ between the reference beam ID and the preferred beam ID may be limited to the number of beams included in the beam group. That is, assuming that the beam group includes eight beams, the range of ⁇ may be expressed as 1 ⁇ ⁇ ⁇ 8.
  • the terminal may feed back the reference beam ID and the beam group ID of the reference beam ID to the base station according to a predetermined period, and may feed back only the preferred beam ID according to a period shorter than the predetermined period.
  • the UE feeds back the reference beam ID and the beam group ID of the reference beam ID to the base station every 100ms, and only the preferred beam ID is fed back every 20ms.
  • the UE when feeding back the preferred beam ID every 20ms, the UE feeds back only ⁇ indicating a difference between the reference beam ID and the preferred beam ID, as in the second embodiment described above. Therefore, for efficiency of ⁇ value transmission, the UE selects the beam ID having the smallest value in the index as the reference beam ID among the beams having the signal strength exceeding a certain threshold when reporting the reference beam ID. can do.
  • step 405 whether the report request for the beam group ID and the beam ID information received from the base station is valid at the present time is valid.
  • the report on the beam group ID and beam ID information transmitted from the base station may be performed. Applies only if a request is received with time information indicating the time the report request is valid. In this case, if the report request for the most recently received beam group ID and beam ID information is valid at the present time, the UE proceeds to step 409 to transmit feedback information, and when the time indicated by the time information is reached. Repeat steps 401 to 409 until the end.
  • the base station groups the beam groups such that each of the beam groups includes the same number of beams, and the k-th beams included in each beam group are distinguished from each other by an SDM scheme, and based on the beam grouping,
  • SDM scheme SDM scheme
  • a beam group grouped according to another embodiment of the present invention may include a different number of beams, unlike a beam group grouped according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of beam grouping according to another embodiment of the present invention.
  • the base station sets a plurality of beam groups, for example, the 0 th beam group 510 to the fourth beam group 520, for a plurality of beams supported by the cell.
  • the zeroth beam group 510 includes one beam
  • the first beam group 530 and the third beam group 550 include three beams
  • the second beam group 540 includes two beams.
  • the fourth beam group 520 includes four beams.
  • one beam included in a specific beam group is set so that interference with at least one beam in the other remaining beam group is not issued. That is, the beams corresponding to 531,533,535,537,539 in each beam group do not interfere with each other.
  • the base station selects beams 531, 533, 5535, 537, and 539 that do not interfere in each beam group, and simultaneously transmits a reference signal using the selected beams.
  • the base station distinguishes the reference signals by the SDM scheme.
  • the reason why the reference signals can be distinguished by the SDM method is that the beams 531, 533, 5535, 537, and 539 included in each beam group do not interfere with each other as described above.
  • the base station when the terminal measures the channel state and reports to the base station, the base station must distinguish the beam group including the corresponding beam, and the base station performs scrambling to multiply the reference signal by the sequence based on the beam group ID and transmits the signal to the terminal. As another example, the base station may transmit by interleaving or masking the reference signal.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another example of beam grouping according to another embodiment of the present invention.
  • the base station sets up a plurality of beam groups, for example, the 0th beam group 610 to the fourth beam group 620 for the plurality of beams supported by the cell.
  • the zeroth beam group 610 includes one beam
  • the first beam group 630 and the third beam group 660 include three beams
  • the second beam group 640 includes two beams.
  • the fourth beam group 620 includes four beams.
  • the base station configures a beam group
  • one beam included in a specific beam group is set so that interference with at least one beam in the other remaining beam group is not issued.
  • the other signals are classified and transmitted by any one of TDM, FDM, and CDM methods.
  • the beams used for transmitting the reference signal may be selected from the same beam group or may be selected from different beam groups.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an operation of updating configuration information by a base station based on beam grouping according to another embodiment of the present invention.
  • configuration information on a reference signal broadcast by a base station may include beam group ID, beam ID, and beam compared to configuration information on a reference signal broadcast by a base station in an embodiment of the present invention.
  • Information related to the number of transmission beams included in each group, information related to a scrambling method, interleaving method, or masking method applied to a reference signal, and multiplexing method for transmission beams to be used for transmitting a reference signal in each beam group SDM method, FDM method
  • CDM scheme Code Division Multiple Access
  • configuration information on a reference signal broadcast by a base station includes information related to the number of antennas included in the antenna array, information related to the number of transmission beams included in the beam group, and a beam set in one cell. And at least one of information related to the number of groups, time, frequency, or location of code resources used for transmitting a reference signal.
  • configuration information on a reference signal broadcast by a base station includes: the number of antennas included in the antenna array, the number of transmission beams included in the beam group, the number of beam groups configured in one cell, and the reference signal.
  • Each beam group includes at least one of information related to a multiplexing scheme (SDM scheme, FDM scheme, CDM scheme, or TDM scheme) for transmission beams to be used for reference signal transmission.
  • step 701 the base station sets a plurality of beam groups for beams supported by the cell.
  • step 703 the base station determines whether beams that do not interfere with each other in each beam group can be selected.
  • the base station proceeds to step 705 and selects a multiplexing scheme for beams to be used for transmission of a reference signal in each beam group, that is, an SDM scheme.
  • the base station selecting the SDM scheme updates the multiplexing scheme included in the configuration information to the SDM scheme.
  • the base station proceeds to step 707 in which a multiplexing scheme for beams to be used for transmission of reference signals in each beam group, that is, FDM scheme and CDM scheme. , One of the TDM schemes is selected.
  • the base station that has selected one of the FDM scheme, the CDM scheme, and the TDM scheme updates the multiplexing scheme included in the configuration information to one of the FDM scheme, the CDM scheme, and the TDM scheme.
  • FIG. 8A illustrates a base station apparatus for transmitting a reference signal based on beam grouping according to an embodiment of the present invention.
  • the base station 830 includes a transmitter 800, a receiver 810, and a controller 820.
  • the transmitter 800 broadcasts configuration information on the reference signal to the terminals and broadcasts the reference signal according to the configuration information.
  • the configuration information is transmitted through a signal for transmitting system information such as SIB or MIB.
  • the configuration information includes information on at least one of the number of antennas included in the antenna array, the number of transmission beams included in the beam group, the number of beam groups set in one cell, the time used for transmitting the reference signal, the frequency, or the location of code resources. Include.
  • the transmission period of the configuration information may be longer than the transmission period of the reference signal.
  • the reference signal is transmitted in a predetermined manner according to a predetermined configuration, and in particular, the reference signal is scrambled and transmitted based on the beam group ID.
  • the number of sequences used for scrambling is determined according to the number of beam groups, and the reference signal may be transmitted through interleaving or masking in some cases.
  • the control unit 820 determines whether a request for a report on beam group ID and beam ID information is requested from a specific terminal among terminals broadcasting the reference signal, or a report request for beam group ID and beam ID information transmitted to the terminal most recently. Check whether it is valid at the present time, and if the request for the report on the beam group ID and beam ID information or the report request for the beam group ID and beam ID information that was most recently transmitted to the terminal is valid at the present time. Receive feedback information transmitted from the terminal through 810.
  • the beam group ID and beam ID information indicate beam group ID and beam ID information for a beam that satisfies a specific condition.
  • the specific condition may be, for example, a condition for ensuring an optimal channel environment.
  • the controller 820 does not request a specific terminal for the report on the beam group ID and the beam ID information, or a report request for the beam group ID and the beam ID information that is most recently transmitted to the specific terminal may not be valid at this time.
  • the transmitter 800 may transmit time information indicating a valid time of the report request.
  • the receiver 810 is transmitted from the terminal.
  • the transmitter 800 broadcasts the configuration information about the reference signal and the reference signal until the time indicated by the time information is reached.
  • 8B is a diagram illustrating an internal structure of a transmitter included in a base station apparatus for transmitting a reference signal based on beam grouping according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter 800 of the base station includes a first encoder 801 to a P encoder 803, a first modulator 805 to a P modulator 807, and a multiple input / output ( MIMO: Multi Input Multi Output encoder 809, precoder 811, first inverse fast Fourier transform (IFFT) 813 to P IFFT 815, first parallel / serial (P / S: Parallel to Serial) Converter 817 to PP / S Converter 819, First Cyclic Prefix (CP) Inserter 821 to PCP Inserter 823, and First Digital to Analog (D / A) Converter 825 to PD / A Converter 827, First Multiplier 829 to P Multiplier 831 and First Adder 833 to and P An adder 535.
  • MIMO Multi Input Multi Output encoder 809
  • precoder 811 precoder 811
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • P / S Parallel to Serial
  • Converter 817 to PP / S Converter 819
  • the first encoder 801 to the P-th encoder 503 encode the input bits and output the encoded bits to the first modulator 805 to the P-th modulator 507.
  • the first modulator 805 to the P th modulator 807 input and modulate the encoded bits, and output the modulated symbols to the MIMO encoder 809.
  • the MIMO encoder 809 inputs a modulation symbol, applies an orthogonal code such as the Alamouti method, and outputs a symbol to which the orthogonal code is applied to the precoder 811.
  • the precoder 811 inputs the symbol to which the orthogonal code is applied to perform digital beamforming, and outputs the digital beamforming signal to the first IFFT device 813 to the P-th IFFT device 815.
  • the configuration of the precoder 811 may be omitted.
  • the first IFFT unit 813 to the P-th IFFT unit 815 convert the signal subjected to digital beamforming into a time domain signal and convert the converted time domain signal to the first P / S converter 817 to PP / S. Output to converter 819.
  • the first P / S converter 817 to the PP / S converter 819 input parallel time domain signals and convert them into serial signals, and the first CP inserters 821 to P CP inserters ( 823).
  • the first CP inserter 821 to the P-th CP inserter 823 adds a cyclic prefix to the input serial signal, and then the first D / A converter 825 to the PD / A converter 827. Through conversion to an analog signal through the first multiplier (829) to P multiplier (831), respectively.
  • the first multipliers 829 to P-multipliers 831 multiply each signal input by the phase shift with a weight, and the multiplied signal is a power amplifier (PA) and the first adder 833. ) Through the P th adder 835 and then transmitted through the antenna array 837.
  • PA power amplifier
  • the transmitter structure described above may support at least one beam group, and the receiver performs the reverse process of the transmitter.
  • the transmitter structure may be variously modified according to an implementation.
  • the transmitter may include a plurality of antenna arrays and a plurality of RF chains may be connected to each antenna array.
  • FIG 9 illustrates a terminal device for receiving a reference signal transmitted through grouping according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 930 includes a transmitter 900, a receiver 910, and a controller 920.
  • the receiver 910 receives configuration information about a reference signal through a signal transmitting system information transmitted from a base station, and receives a reference signal.
  • the receiver 910 receives the configuration information only when the terminal does not know the configuration information on the reference signal or when the terminal receives the information indicating that the configuration information has been changed, and the terminal has already received the configuration information on the reference signal. If it is known, the configuration information is not received.
  • the controller 920 performs the measurement on the beam group ID and the beam ID satisfying a specific condition using the reference signal received by the receiver 910.
  • the specific condition may be, for example, a condition for ensuring an optimal channel environment.
  • the control unit 920 should simultaneously perform beam group ID measurement to ensure the optimal channel environment when measuring the beam ID to ensure the optimal channel environment, basically, the reference signal scrambled based on all beam group IDs is used. Perform descrambling. Of course, when the reference signal is scrambled together with information such as cell ID and frame index, descrambling is performed in consideration of the cell ID and frame index information.
  • the controller 920 determines whether a report request for beam group ID and beam ID information has been received from the base station, or whether a report request for beam group ID and beam ID information most recently received from the base station is valid at the present time.
  • the feedback information is transmitted through the transmitter 900. Send it.
  • the feedback information refers to channel measurement information.
  • the feedback information may be beam group ID and beam ID information of a beam for guaranteeing an optimal channel environment.
  • the receiver Receive configuration information and a reference signal for the reference signal transmitted from the base station through 910, respectively.
  • a report request for beam group ID and beam ID information transmitted from a base station may be transmitted together with time information indicating a valid time of the report request.
  • the transmitter 909 transmits feedback information to the base station.
  • the receiving unit 910 receives configuration information about the reference signal and the reference signal until the time indicated by the time information is reached.
  • the method and apparatus for transmitting and receiving a reference signal through beam grouping may be realized in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • Any such software may be, for example, volatile or nonvolatile storage, such as a storage device such as a ROM, whether or not removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, a memory chip, a device or an integrated circuit.
  • a storage medium that is optically or magnetically recordable and simultaneously readable by a machine (eg computer).
  • the method of transmitting and receiving a reference signal through beam grouping of the present invention may be implemented by a computer or a portable terminal including a controller and a memory, and the memory may store a program or programs including instructions for implementing the embodiments of the present invention. It will be appreciated that this is an example of a machine-readable storage medium suitable for the present invention.
  • the present invention includes a program comprising code for implementing the apparatus or method described in any claim herein and a storage medium readable by a machine (such as a computer) storing such a program.
  • a machine such as a computer
  • such a program can be transferred electronically through any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and the invention suitably includes equivalents thereof.
  • the apparatus for transmitting a reference signal through beam grouping may receive and store the program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly.
  • the program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the graphic processing apparatus to perform a preset content protection method, information necessary for the content protection method, and wired or wireless communication with the graphic processing apparatus.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국이 레퍼런스(reference) 신호를 전송하는 방법에 있어서, 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 단말에게 전송하고, 상기 레퍼런스 신호와 하나의 셀에 설정된, 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작을 수행하고, 상기 구성 정보를 기반으로 상기 스크램블링 동작이 수행된 레퍼런스 신호를 상기 단말에게 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송수신 방법 및 장치
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 빔포밍을 지원하는 통신 시스템에서 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스(reference) 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
계속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽(traffic) 수요를 충족시키기 위하여, 무선 통신 시스템은 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 방향으로 발전하고 있다. 4세대(4G: 4th Generation) 통신 시스템은 데이터 전송률 증가를 위해 주로 주파수 효율성(spectral efficiency)을 개선하는 방향으로 기술 개발을 추구하였다. 그러나 상기 주파수 효율성 개선 기술 만으로는 폭증하는 무선 데이터 트래픽 수요를 만족시키기 어렵게 되었다.
따라서 최근에는 매우 넓은 주파수 대역을 사용하는 것에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 이동 통신 셀룰러(celluler) 시스템에서 사용되는 주파수 대역은 일반적으로 10GHz이하로서, 넓은 주파수 대역 확보가 매우 어려우며, 따라서 더 높은 주파수 대역에서 광대역 주파수를 확보해야 할 필요성이 요구된다. 하지만 무선 통신을 위한 주파수 대역이 높아질수록 전파 경로 손실이 증가하고, 이로 인해 전파 도달거리는 상대적으로 짧아지며 서비스 영역(coverage) 또한 감소한다. 따라서 전파 경로 손실 완화 및 전파 도달거리를 증가시키기 위한 중요 기술 중 하나로서 최근 빔포밍(beamforming) 기술이 대두되고 있다.
상기 빔포밍은 송신단에서 수행되는 송신 빔포밍 및 수신단에서 수행되는 수신 빔포밍으로 구분될 수 있다. 상기 송신 빔포밍은 일반적으로 다수의 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 특정한 방향으로 집중시켜 지향성(directivity)을 증대시킨다. 이때, 다수의 안테나들이 집합된 형태는 안테나 어레이(antenna array)라 지칭되고, 상기 안테나 어레이에 포함되는 각 안테나는 어레이 엘레먼트(array element)라 지칭될 수 있다. 상기 안테나 어레이는 선형 어레이(linear array), 평면 어레이(planar array) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한 상기 송신 빔포밍을 사용하면 신호의 지향성이 증대되고 이를 통해 상기 신호의 전송 거리 또한 증가한다. 또한 지향되는 방향 이외의 다른 방향으로는 신호가 거의 전송되지 않으므로, 수신단에서는 다른 수신단에 대한 신호 간섭이 크게 감소된다.
상기 수신단은 수신 안테나 어레이를 이용하여 수신 신호에 대한 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 수신 빔포밍은 전파의 수신을 특정 방향으로 집중시켜 상기 특정 방향으로 수신되는 수신 신호의 감도를 증가시키고, 상기 특정 방향 이외의 방향에서 들어오는 신호는 수신 신호에서 배제함으로써 간섭 신호를 차단하는 이득을 제공한다.
상술한 바와 같이 넓은 주파수 대역을 확보하기 위해 초고주파, 다시 말해 밀리미터(mm) 웨이브(wave) 시스템의 도입이 예상되며, 이 경우 전파 경로 손실을 극복하기 위해 빔포밍 기술이 고려되고 있다.
그러나 빔포밍 기술은 기지국이 송신 가능한 모든 빔 방향으로 레퍼런스 신호를 한번 이상 송신하고, 단말 또한 수신 가능한 모든 빔 방향으로 상기 레퍼런스 신호를 수신해야만 하므로 레퍼런스 신호에 대한 전송 효율성이 감소하게 된다.
본 발명의 일 실시예는 무선 통신 시스템에서 빔 그룹핑을 통해 레퍼런스 신호를 송/수신하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시예는 무선 통신 시스템에서 레퍼런스 신호의 전송 효율성을 증가시키는 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송/수신 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 무선 통신 시스템에서 기지국이 레퍼런스 신호를 전송하는 방법에 있어서, 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 단말에게 전송하는 과정과, 상기 레퍼런스 신호와 하나의 셀에 설정된 적어도, 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작을 수행하는 과정과, 상기 구성 정보를 기반으로 상기 스크램블링 동작이 수행된 레퍼런스 신호를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 방법은; 무선 통신 시스템에서 단말이 레퍼런스 신호를 수신하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 하나의 셀에 설정된 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작이 수행되어 전송되는 레퍼런스 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신된 레퍼런스 신호에 디스크램블링 동작을 수행하는 과정과, 상기 디스크램블링 동작의 결과를 기반으로 상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대하여 특정 조건을 만족하는 빔 그룹 식별자 및 빔 식별자를 측정하는 과정과, 상기 측정된 빔 그룹 식별자와 상기 빔 식별자에 관련된 정보를 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 무선 통신 시스템에서 레퍼런스 신호를 전송하는 기지국에 있어서, 상기 레퍼런스 신호와 하나의 셀에 설정된, 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작을 수행하는 제어부와, 상기 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 단말에게 전송하고, 상기 구성 정보를 기반으로 상기 스크램블링 동작이 수행된 레퍼런스 신호를 상기 단말에게 전송하는 송신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 장치는; 무선 통신 시스템에서 레퍼런스 신호를 수신하는 단말에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말이 레퍼런스(reference) 신호를 수신하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 하나의 셀에 설정된 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작이 수행되어 전송되는 레퍼런스 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신된 레퍼런스 신호에 디스크램블링 동작을 수행하고, 상기 디스크램블링 동작의 결과를 기반으로 상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대하여 특정 조건을 만족하는 빔 그룹 식별자 및 빔 식별자를 측정하는 제어부와, 상기 측정된 빔 그룹 식별자와 상기 빔 식별자에 관련된 정보를 전송하는 송신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 무선 통신 시스템에서 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송/수신을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 레퍼런스 신호 전송 효율성을 증가시키는 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송/수신을 가능하게 한다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 그룹핑의 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 기지국이 레퍼런스 신호를 전송하고 피드백 정보를 수신하는 동작의 예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레퍼런스 신호가 전송되는 프레임 구조의 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 전송되는 레퍼런스 신호를 단말이 수신하고 피드백 정보를 전송하는 동작의 예를 도시한 순서도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 그룹핑의 예를 도시한 도면,
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 그룹핑의 또 다른 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 기지국이 구성 정보를 업데이트하는 동작의 예를 도시한 순서도,
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 레퍼런스 신호를 전송하는 기지국 장치를 도시한 도면,
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 레퍼런스 신호를 전송하는 기지국 장치에 포함되는 송신부의 내부 구조를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 그룹핑을 통해 전송되는 레퍼런스 신호를 수신하는 단말 장치를 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술할 본 발명의 실시예에서는 단말의 채널 측정을 위한 레퍼런스 신호가 하향링크에서 주기적으로 전송됨을 가정하여 설명하도록 한다. 채널 측정은 기본적으로 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI: Precoding Matrix Indicator), 랭크 지시자(RI: Rank Indicator) 등에 대한 측정을 의미하며, 그 밖에 전송 가능한 모든 빔들 중 최적의 채널 환경을 보장하는 빔에 대한 빔 식별자(ID: Identifier)와 최적의 채널 환경을 보장하는 안테나에 대한 안테나 ID에 대한 측정을 의미한다.
본 발명에서의 레퍼런스 신호는 일례로 4세대(4G: 4th Generation) 셀룰러 통신 시스템에서 사용되는 미드앰블(Mid-amble), 채널 상태 지시자(CSI: Channel State Indicator)-레퍼런스 신호(RS: Reference Signal) 등을 포함한다. 또한 상기 레퍼런스 신호는 기지국에서 지원하는 다수개의 빔에 대해 시분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 방식, 주파수분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식, 또는 코드분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식으로 구분되어 전송된다.
빔포밍 시스템은 셀룰라 시스템과 유사하게 셀 중앙 대비 셀 경계에 위치한 사용자의 전송 주파수 효율이 저하된다. 따라서 이러한 성능 열화를 개선하기 위해 셀간 협력을 통한 간섭 제어 방식을 고려할 수 있다.
또한 빔포밍 시스템은 셀룰라 시스템과 다르게 다른 사이트(site)에서 수신되는 다른 셀의 간섭 신호보다는 동일 사이트에서 수신되는 다른 셀의 간섭 신호가 보다 우세하게(dominant) 작용한다. 그 이유는 단말에서 수신 빔포밍을 수행하므로 동일 사이트의 다른 빔의 사이드 로브(side lobe)로부터 수신되는 간섭 신호의 영향이 상대적으로 크게 작용하기 때문이다. 여기서 동일 사이트의 다른 셀은 동일 사이트 내의 다른 섹터(sector)로 생각할 수도 있다.
따라서 빔포밍 시스템에서 셀 경계 지역의 성능을 높이기 위해서는 복잡도 대비 높은 성능 향상을 제공하는 동일 사이트 내에서의 빔간 간섭 제어 방식이 보다 효율적이다.
동일 사이트 내에서의 빔간 간섭을 제거하기 위한 방안으로는 한 사이트를 하나의 셀로써 배치하는(deploy) 방안이 있다. 하지만 이러한 경우 기지국이 레퍼런스 신호를 전송한다고 가정하면, 상기 기지국은 모든 송신 빔에 대한 레퍼런스 신호를 TDM 방식, FDM 방식, 또는 CDM 방식으로 전송해야 하므로 레퍼런스 신호의 오버헤드가 매우 증가하게 된다.
동일 사이트 내에서의 빔간 간섭을 제거하기 위한 또 다른 방안으로는 하나의 사이트를 3개, 6개 등의 셀(또는 섹터)로 구분하고 동일 사이트에 포함되는 셀들 간 협력을 통해 빔간 간섭을 최소화하는 방안이 있다. 하지만 이러한 경우 단말이 동일 사이트 내에서 이동할 시에도 핸드오버 등의 절차를 수행해야 하는 오버헤드가 발생하게 된다.
따라서 후술할 본 발명의 실시예에서는 레퍼런스 신호 및 핸드오버 등에 대한 오버헤드 없이 동일 사이트 내에서의 빔간 간섭을 제거하는 방안에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 그룹핑의 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 하나의 사이트에 하나의 셀(cell)을 배치한 경우의 시나리오를 가정한다. 기지국은 셀에서 지원하는 다수의 빔들에 대해 60도 내의 빔들을 하나의 그룹으로 묶어 6개의 빔 그룹(Beam Group), 즉 제0 빔 그룹 (120) 내지 제5 빔 그룹(130)을 설정한다. 도 1에서는 셀에서 지원하는 다수의 빔들을 6개의 빔 그룹으로 설정하는 경우를 일례로 설명하지만, 기지국이 설정하는 셀 개수는 이에 한정되지 않는다.
또한 각 그룹에 포함되는 k번째 빔들은 서로간에 간섭이 거의 발생되지 않는다고 가정한다. 즉 제0 빔 그룹(120)에 포함되는 제1빔(125)은 제1 빔 그룹(110)에 포함되는 제1빔(115)과 간섭이 발생되지 않는다.(No interference), 따라서 기지국은 상기 제1빔(125)에 대한 레퍼런스 신호와 상기 제1빔(115)에 대한 레퍼런스 신호를 동시에 전송(Simultaneous Tx)한다. 이때 기지국은 공간분할 다중화(SDM: Space Division Multiplexing) 방식으로 레퍼런스 신호들을 구분한다. SDM 방식으로 레퍼런스 신호의 구분이 가능한 이유는, 앞서 설명한 바와 같이 각 빔 그룹에 포함되는 k번째 빔들은 서로 간에 간섭을 일으키지 않기 때문이다.
하지만 단말이 채널 상태를 측정하여 기지국에 리포트(report)할 시 해당 빔이 포함되는 빔 그룹을 구분해야 하므로, 기지국은 레퍼런스 신호에 빔 그룹의 식별을 위한 빔 그룹 식별자(ID: identifier)를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링(scrambling)을 수행하여 단말에게 전송한다. 또 다른 예로 기지국은 레퍼런스 신호에 인터리빙(interleaving) 또는 마스킹(masking)을 수행하여 전송할 수도 있다. 또한 기지국은 인접 기지국 스캐닝(scanning)에 대한 오버헤드를 최소화하기 위해, 특정 시간/주파수 자원, 특정 안테나 또는 특정 빔에만 제한적으로 스크램블링을 적용할 수도 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 빔 그룹핑을 통해 레퍼런스 신호를 전송하는 방법은 레퍼런스 신호 및 핸드오버 등에 대한 오버헤드를 발생시키지 않으며, 셀 경계에 위치한 사용자의 전송 주파수 효율 또한 증가시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 기지국이 레퍼런스 신호를 전송하고 피드백 정보를 수신하는 동작의 예를 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 특정 셀에서 지원하는 다수의 빔들에 대해 미리 정해진 각도 내의 빔들을 하나의 그룹으로 묶어 복수의 빔 그룹들을 형성하였다고 가정하며, 상기 형성된 빔 그룹들 각각은 빔 그룹 ID에 의해 식별된다고 가정한다.
201단계에서 기지국은 레퍼런스 신호에 대한 구성(configuration) 정보를 단말들에게 방송하고 203단계로 진행한다. 상기 구성 정보는 일례로 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block) 또는 마스터 정보 블록(MIB: Master Information Block) 등의 시스템 정보를 전달하는 신호를 통해 전송된다. 또한 상기 구성 정보는 안테나 어레이에 포함되는 안테나들의 개수에 관련된 정보, 빔 그룹에 포함되는 송신 빔들의 개수에 관련된 정보, 하나의 셀에 설정된 빔 그룹들의 개수에 관련된 정보, 레퍼런스 신호 전송에 사용되는 시간, 주파수 또는 코드 자원의 위치에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
203단계에서 기지국은 상기 구성 정보에 따라 레퍼런스 신호를 단말들에게 방송하고 205단계로 진행한다. 상기 레퍼런스 신호는 미리 정해진 구성 정보에 따라 사전에 약속된 방식으로 전송되며, 상기 미리 정해진 구성 정보는 후술할 도 3을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 구성 정보의 전송 주기는 상기 레퍼런스 신호의 전송 주기보다 길 수 있으며, 상기 레퍼런스 신호는 빔 그룹 ID를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링을 수행하여 전송된다. 즉 기지국은 빔 그룹의 구분을 위해 레퍼런스 신호를 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링을 수행하여 전송하고, 이때 상기 스크램블링에 사용되는 시퀀스의 개수는 빔 그룹의 개수에 따라 정해진다. 여기서는 상기 레퍼런스 신호를 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링을 수행하여 전송하는 것을 일례로 설명하였으나, 상기 레퍼런스 신호는 경우에 따라 인터리빙 또는 마스킹을 수행하여 전송될 수도 있다.
205단계에서 기지국은 레퍼런스 신호를 방송한 단말들 중 특정 단말에게 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하였는지 여부 또는 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인한다. 여기서 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보는 특정 조건을 만족하는 빔에 대한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보를 나타낸다. 상기 특정 조건은 일례로 최적의 채널 환경을 보장하는 조건 등이 될 수 있다.
그런 다음 기지국은 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하였거나 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한 경우, 209단계로 진행하여 상기 특정 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신한다. 상기 피드백 정보는 채널 측정 정보를 의미하며 상기 채널 측정 정보는 후술할 도 4 및 도 6의 단말 동작에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
그러나 만약 상기 205단계의 확인 결과 기지국이 특정 단말에게 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하지 않았거나 가장 최근에 특정 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효하지 않을 경우에는 201단계, 203단계, 205단계 중 어느 하나의 단계로 진행한다. 즉 기지국은 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보 방송 주기 및 레퍼런스 신호 방송 주기에 맞춰 201단계, 203단계, 205단계 중 어느 하나의 단계로 진행한다.한편, 205단계에서 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인하는 동작은, 기지국이 단말에게 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청할 시 상기 리포트 요청이 유효한 시간을 지시하는 시간 정보를 함께 전송한 경우에만 적용된다. 또한 이 경우 기지국은 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효할 경우 209단계로 진행하여 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하고, 상기 시간 정보가 지시하는 시간에 도달할 때까지 201단계 내지 209단계를 반복해서 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레퍼런스 신호가 전송되는 프레임 구조의 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 레퍼런스 신호, 일례로 CSI-RS(320)은 제1 서브프레임(subframe)(300) 및 제2 서브프레임(310) 각각에서 전송된다. 도 3에서는 안테나 어레이(348)가 4개의 안테나를 포함하고, 각 안테나 당 5개의 빔을 전송한다고 가정한다. 즉 안테나 어레이(348)는 제0 내지 제3 안테나(340 내지 346)를 포함하고, 각 안테나는 제0 내지 제4 빔(330 내지 338)을 전송한다.
CSI-RS(320)는 제0빔(330) 내지 제4빔(338)을 통해 전송되고, 상기 제0빔(330) 내지 제4빔(338) 각각은 시간 자원에 의해 구분된다. 따라서 제0빔(330) 내지 제4빔(338)을 통해 전송되는 레퍼런스 신호들은 서로간에 간섭을 일으키지 않는다.
또한 제0 안테나(340) 내지 제3 안테나(346) 각각은 해당 빔을 통해 레퍼런스 신호를 전송하고, 제0 안테나(340) 내지 제3 안테나(346) 각각은 주파수 자원에 의해 구분된다. 따라서 제0 안테나(340) 내지 제3 안테나(346)를 통해 전송되는 레퍼런스 신호들은 서로간에 간섭을 일으키지 않는다.
CSI-RS(320)는 빔 그룹 개수(N)에 상응하여 빔 그룹들 각각의 제0빔(330) 내지 제4빔(338)을 통해 전송되고, 특히 CSI-RS(320)는 빔 그룹 개수에 따라 정해지는 N개의 시퀀스들로 스크램블링되어 전송된다. 여기서 빔 그룹들 각각은 공간 자원에 의해 구분된다. 따라서 제1 빔 그룹의 제2빔(334)을 통해 전송되는 레퍼런스 신호와 제N 빔 그룹의 제2빔을 통해 전송되는 레퍼런스 신호는 서로간에 간섭을 일으키지 않는다. 또한 기지국은 인접 기지국 스캐닝(scanning)에 대한 오버헤드를 최소화하기 위해, 미리 정해진 특정 시간/주파수 자원, 안테나, 또는 빔에만 제한적으로 스크램블링을 적용할 수도 있다.
이와 같이 빔, 안테나, 빔 그룹에는 직교의(orthogonal) 자원이 할당되므로, 각 빔에서 전송되는 레퍼런스 신호들, 각 안테나에서 전송되는 레퍼런스 신호들, 각 빔 그룹에서 전송되는 레퍼런스 신호들은 서로간에 간섭을 일으키지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 전송되는 레퍼런스 신호를 단말이 수신하고 피드백 정보를 전송하는 동작의 예를 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 특정 셀에서 지원하는 다수의 빔들에 대해 미리 정해진 각도 내의 빔들을 하나의 그룹으로 묶어 복수의 빔 그룹들을 형성하였다고 가정하며, 상기 형성된 빔 그룹들 각각은 빔 그룹 ID에 의해 식별된다고 가정한다.
401단계에서 단말은 기지국으로부터 전송된 시스템 정보를 전달하는 신호를 통해 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 수신하고 403단계로 진행한다. 상기 401단계는 단말이 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 모를 경우 또는 기지국에 의해 상기 구성 정보가 변경된 경우에만 수행되며, 단말이 상기 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 이미 알고 있을 경우에는 생략될 수 있다.
403단계에서 단말은 기지국으로부터 레퍼런스 신호를 수신하고, 상기 수신된 레퍼런스 신호를 이용하여 특정 조건을 만족하는 빔 그룹 ID와 빔 ID에 대한 측정을 수행한 후 405단계로 진행한다. 여기서 상기 특정 조건은 일례로 최적의 채널 환경을 보장하는 조건 등이 될 수 있다.
403단계에서 기지국은 최적의 채널 환경을 보장하는 빔 ID 측정 시 최적의 채널 환경을 보장하는 빔 그룹 ID 측정도 동시에 수행하여야 하므로, 기본적으로는 모든 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링된 레퍼런스 신호에 대해 디스크램블링(descrambling)을 수행한다. 물론 상기 레퍼런스 신호가 셀 ID 및 프레임 인덱스 등의 정보와 함께 스크램블링된 경우에는 상기 셀 ID 및 프레임 인덱스 정보도 함께 고려하여 디스크램블링을 수행한다.
빔 ID 측정시 레퍼런스 신호에 대해 모든 빔 그룹 ID 기반으로 디스크램블링을 수행함으로써 발생되는 계산 복잡도를 감소시키기 위해, 단말은 다음과 같은 방법으로 빔 그룹 ID를 측정할 수 있다. 즉 단말은 아래의 경우에 따라 빔 그룹 ID를 측정하여 선호되는(preferred) 빔 그룹 ID를 선택하며, 다른 경우에 따라 선호되는 빔 그룹 ID를 선택할 시에는 이전에 선택한 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링된 레퍼런스 신호에 대해서만 디스크램블링을 수행한다. 여기서 상기 선호되는 빔 그룹 ID는 단말이 신호 세기 혹은 신호 대 잡음 비 등의 기준에 따라 선택한 빔 그룹 ID를 의미한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는 상기 선호되는 빔과 앞서 설명한 최적의 채널 환경을 보장하는 빔을 동일한 의미로 사용하도록 한다.
(1) 빔 ID의 측정 주기보다 긴 측정 주기로 빔 그룹 ID 측정
(2) 현재 선호되는 빔 그룹 ID에 대한 신호 세기 혹은 신호 대 잡음 간섭비의 변화를 나타내는 값이 특정 임계값을 초과할 경우에만 빔 그룹 ID 측정
CSI 측정 시에는 이미 선택된 선호되는 빔 그룹 ID 또는 기지국으로부터 지시 받은 빔 그룹 ID 및 빔 ID에 대해서만 측정하면 되므로, 단말은 해당 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링된 레퍼런스 신호에 대해서만 디스크램블링을 수행한다.
405단계에서 단말은 기지국으로부터 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청을 수신하였는지 여부 또는 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인한다. 여기서 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보는 최적의 채널 환경을 보장하는 빔에 대한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보를 나타낸다.
그런 다음 단말은 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청을 수신하였거나 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한 경우, 409단계로 진행하여 기지국으로 피드백 정보를 전송한다. 즉 채널 측정을 수행한 단말은 기지국 요청에 따라 채널 측정 정보, 일례로 선호되는 빔 그룹 ID, 빔 ID, 또는 안테나 ID 등의 정보를 피드백한다.
그러나 만약 상기 405단계의 확인 결과 단말이 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청을 수신하지 못하였거나 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효하지 않을 경우에는 401단계로 진행한다.
여기서 상기 409단계를 통해 피드백되는 정보에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
첫 번째 실시 예로, 단말은 각 안테나 당 M개 (M=1,2, ...)의 선호되는 빔(또는 선호 빔) ID와 상기 선호 빔의 빔 그룹 ID를 기지국으로 피드백 할 수 있다. 예를 들어 M=1이고 안테나(또는 어레이 안테나) 개수가 2개인 경우, 단말은 기지국에 다음과 같은 정보를 피드백한다. 즉 단말은 제0 안테나와 제1 안테나 각각에 대하여 선호되는 빔 ID와 상기 선호되는 빔의 빔 그룹 ID를 (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID) 형태로 기지국에게 피드백한다. 이때 (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID) = (0,1,2), (1,3,1)이 될 수 있다.
안테나 당 전송하는 선호 빔 개수를 M개로 한정하지 않고, 피드백되는 정보의 개수를 P개로 제한할 수도 있다. 예를 들어 P=3이고 안테나(또는 어레이 안테나) 개수가 2개인 경우, 단말은 다음과 같은 정보를 기지국에게 피드백한다. 즉 단말은 제0 안테나와 제1 안테나 각각에 대하여 선호되는 빔 ID와 상기 선호되는 빔의 빔 그룹 ID를 (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID) 형태로 기지국에게 피드백한다. 이때 피드백되는 정보는 일례로 (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID) = (0,1,2), (1,3,1), (0,1,4)가 될 수 있다.
위의 두 경우 모두 안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID 중 어느 하나가 변경된 경우에만 (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID)를 기지국에 리포트 할 수도 있고 혹은 (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID)를 주기적으로 기지국에 리포트 할 수도 있다. (안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID)를 주기적으로 리포트 하는 경우에, 안테나 ID, 빔 그룹 ID, 빔 ID의 리포트 주기는 서로 다를 수 있다. 또한 빔 그룹 ID의 리포트 주기는 빔 ID의 리포트 주기보다 더 길 수 있다.
두 번째 실시 예로, 단말은 N개 (N=1,2, ...)의 선호 빔 ID를 기지국으로 피드백 할 시, 상기 N개의 선호 빔 ID로부터 선택된 기준 빔 ID에 대해서만 상기 기준 빔 ID의 빔 그룹 ID를 피드백 할 수 있다. 이때 상기 기준 빔 ID가 아닌 다른 선호 빔 ID의 빔 그룹 ID는 피드백 하지 않으며, 기준 빔 ID와 상기 선호 빔 ID 간의 차이값(offset)을 나타내는 δ만을 피드백 한다.
예를 들어 선호 빔 개수를 지시하는 N=2이고 각각의 빔 그룹이 8개의 빔들을 포함하는 경우를 가정하면, 단말이 선택한 빔 그룹 ID 및 빔 ID가 (빔 그룹 ID, 빔 ID) = (0,5), (1,2)일 경우, 단말은 기준 빔 ID로 5를 피드백하고 상기 기준 빔 ID의 빔 그룹 ID로 0을 피드백한다. 또한 단말은 기준 빔 ID(5)와 선호 빔 ID(2) 간의 차이값(δ)으로 5를 피드백한다. 상기 차이값 5는 (1×8+2)-(0×8+5)과 같이 계산된다.
여기서는 빔 그룹 ID가 0인 빔 ID를 기준 빔 ID로서 선택하는 예를 설명하였으나, 상기 기준 빔 ID는 시스템에서 설정되는 기준에 따라 다양한 방식으로 선택될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에서는 빔 그룹 각각이 동일한 개수의 빔들을 포함하고, 서로 다른 빔 그룹 ID에 포함되는 동일 빔 ID의 빔들은 공간적으로 충분히 분리된 경우를 고려하므로 서로 다른 빔 그룹 ID에 포함되는 동일 빔 ID의 빔들 간에는 간섭이 거의 발생하지 않는다. 따라서 기준 빔 ID와 선호 빔 ID 간의 차이값 δ의 범위(range)는 빔 그룹에 포함되는 빔들의 개수로 제한될 수 있다. 즉 빔 그룹이 8개의 빔들을 포함한다고 가정하면 δ의 범위는 1≤δ≤8과 같이 나타낼 수 있다.
세 번째 실시 예로, 단말은 기준 빔 ID와 상기 기준 빔 ID의 빔 그룹 ID를 미리 정해진 주기에 따라 기지국에게 피드백하고, 상기 미리 정해진 주기보다 짧은 주기에 따라 선호 빔 ID만을 피드백 할 수 있다. 예를 들어 단말은 100ms 주기로 기준 빔 ID와 상기 기준 빔 ID의 빔 그룹 ID를 기지국에게 피드백하고, 20ms 주기로는 선호 빔 ID만을 피드백 한다.
또한 상기 20ms 주기로 선호 빔 ID를 피드백 할 때 단말은 앞서 설명한 두 번째 실시 예와 동일하게 기준 빔 ID와 선호 빔 ID 간의 차이값을 나타내는 δ만을 피드백 한다. 따라서 δ값 전송의 효율성을 위해 단말은 기준 빔 ID 리포트 시 특정 임계값을 초과하는 신호 세기를 갖는 빔들 중 빔 그룹 ID와 빔 ID 조합이 인덱스 상 가장 작은 값을 갖는 빔 ID를 기준 빔 ID로 선정할 수 있다.
한편, 405단계에서 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인하는 동작은, 기지국으로부터 전송되는 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 상기 리포트 요청이 유효한 시간을 지시하는 시간 정보와 함께 수신될 경우에만 적용된다. 또한 이 경우 단말은 가장 최근에 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효할 경우 409단계로 진행하여 피드백 정보를 전송하고, 상기 시간 정보가 지시하는 시간에 도달할 때까지 401단계 내지 409단계를 반복해서 수행한다.
본 발명의 일 실시예에서는 기지국이 빔 그룹들 각각이 동일한 개수의 빔들을 포함하고, 각 빔 그룹에 포함되는 k번째 빔들은 서로간에 SDM 방식으로 구분되도록 빔들을 그룹핑하고, 이러한 빔 그룹핑을 기반으로 레퍼런스 신호를 전송하는 동작을 예를 들어 설명하였다.
후술할 본 발명의 다른 실시예에서는 빔 그룹들 각각이 동일한 개수의 빔들을 포함하고, 각 빔 그룹에 포함되는 K번째 빔들이 서로간에 SDM 방식으로 구분되도록 빔들을 그룹핑하기 어려울 경우 적용할 수 있는 그룹핑 방안에 대해 설명하도록 한다. 특히 후술할 본 발명의 다른 실시예에서는 기지국이 각 빔 그룹에서 서로 다른 빔 그룹에 간섭을 미치지 않는 빔을 선택하기가 어려울 경우 빔들을 그룹핑하고, 이러한 빔 그룹핑을 기반으로 레퍼런스 신호를 전송하는 동작의 예를 설명하도록 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따라 그룹핑된 빔 그룹은 본 발명의 일 실시예에 따라 그룹핑된 빔 그룹과 달리 상이한 개수의 빔들을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 그룹핑의 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 하나의 사이트에 하나의 셀을 배치한 경우의 시나리오를 가정한다. 기지국은 셀에서 지원하는 다수의 빔들에 대해 복수개의 빔 그룹들, 일례로 제0 빔 그룹(510) 내지 제4 빔 그룹(520)을 설정한다. 제0 빔 그룹(510)은 1개의 빔을 포함하고, 제1 빔 그룹(530) 및 제3 빔 그룹(550)은 3개의 빔을 포함하고, 제2 빔 그룹(540)은 2개의 빔을 포함하고, 제4 빔 그룹(520)은 4개의 빔을 포함한다.
또한 기지국은 빔 그룹을 설정할 때 특정 빔 그룹에 포함되는 하나의 빔은 다른 나머지 빔 그룹 내의 적어도 하나의 빔과 간섭이 발행되지 않도록 설정한다. 즉 각 빔 그룹에서 도면부호 531,533,535,537,539에 해당하는 빔들은 서로간에 간섭이 발생되지 않는다.
따라서 기지국은 각 빔 그룹에서 간섭을 미치지 않는 빔들(531,533,5535,537,539)을 선택하고, 선택된 빔들을 이용하여 레퍼런스 신호를 동시에 전송한다. 이때 기지국은 SDM 방식으로 레퍼런스 신호들을 구분한다. SDM 방식으로 레퍼런스 신호의 구분이 가능한 이유는, 앞서 설명한 바와 같이 각 빔 그룹에 포함되는 빔들(531,533,5535,537,539)은 서로 간에 간섭을 일으키지 않기 때문이다.
하지만 단말이 채널 상태를 측정하여 기지국에 리포트할 시 해당 빔이 포함되는 빔 그룹을 구분해야 하므로, 기지국은 레퍼런스 신호에 빔 그룹 ID를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링을 수행하여 단말에게 전송한다. 또 다른 예로 기지국은 레퍼런스 신호에 인터리빙 또는 마스킹을 수행하여 전송할 수도 있다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 그룹핑의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 하나의 사이트에 하나의 셀을 배치한 경우의 시나리오를 가정한다. 기지국은 셀에서 지원하는 다수의 빔들에 대해 복수개의 빔 그룹들, 일례로 제0 빔 그룹(610) 내지 제4 빔 그룹(620)을 설정한다. 제0 빔 그룹(610)은 1개의 빔을 포함하고, 제1 빔 그룹(630) 및 제3 빔 그룹(660)은 3개의 빔을 포함하고, 제2 빔 그룹(640)은 2개의 빔을 포함하고, 제4 빔 그룹(620)은 4개의 빔을 포함한다.
또한 기지국은 빔 그룹을 설정할 때 특정 빔 그룹에 포함되는 하나의 빔은 다른 나머지 빔 그룹 내의 적어도 하나의 빔과 간섭이 발행되지 않도록 설정한다. 그러나 각 빔 그룹 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들을 이전에 레퍼런스 신호 전송에 모두 사용한 경우, 나머지 빔들에 대해서는 TDM 방식, FDM 방식, CDM 방식 중 어느 한 방식으로 레퍼런스 신호들을 구분하여 전송한다. 이때 레퍼런스 신호 전송에 사용되는 빔들은 동일 빔 그룹에서 선택될 수도 있고 서로 다른 빔 그룹에서 선택될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 기지국이 구성 정보를 업데이트하는 동작의 예를 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서 기지국이 방송하는 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보는 본 발명의 일 실시예에서 기지국이 방송하는 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보 대비 빔 그룹 ID, 빔 ID, 빔 그룹 별 포함하는 송신 빔 개수에 관련된 정보, 레퍼런스 신호에 적용되는 스크램블링 방식, 인터리빙 방식, 또는 마스킹 방식에 관련된 정보, 각 빔 그룹에서 레퍼런스 신호 전송에 사용할 송신 빔들에 대한 다중화 방식(SDM 방식, FDM 방식, CDM 방식, 또는 TDM 방식)에 관련된 정보를 추가로 포함한다.
즉 본 발명의 일 실시예에서 기지국이 방송하는 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보는 안테나 어레이에 포함되는 안테나들의 개수에 관련된 정보, 빔 그룹에 포함되는 송신 빔들의 개수에 관련된 정보, 하나의 셀에 설정된 빔 그룹들의 개수에 관련된 정보, 레퍼런스 신호 전송에 사용되는 시간, 주파수 또는 코드 자원의 위치에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서 기지국이 방송하는 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보는 안테나 어레이에 포함되는 안테나들의 개수, 빔 그룹에 포함되는 송신 빔들의 개수, 하나의 셀에 설정된 빔 그룹들의 개수, 레퍼런스 신호 전송에 사용되는 시간, 주파수 또는 코드 자원의 위치, 빔 그룹 ID, 빔 ID, 빔 그룹 별 포함하는 송신 빔 개수에 관련된 정보, 레퍼런스 신호에 적용되는 스크램블링 방식, 인터리빙 방식, 또는 마스킹 방식에 관련된 정보, 각 빔 그룹에서 레퍼런스 신호 전송에 사용할 송신 빔들에 대한 다중화 방식(SDM 방식, FDM 방식, CDM 방식, 또는 TDM 방식)에 관련된 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함한다.
701단계에서 기지국은 셀에서 지원하는 빔들에 대해 복수개의 빔 그룹들을 설정한다. 703단계에서 기지국은 각 빔 그룹 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들의 선택이 가능한지 여부를 검사한다.
검사 결과 각 빔 그룹 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들의 선택이 가능한 경우, 기지국은 705단계로 진행하여 각 빔 그룹에서 레퍼런스 신호 전송에 사용할 빔들에 대한 다중화 방식, 즉 SDM 방식을 선택한다. SDM 방식을 선택한 기지국은 709단계에서 구성 정보에 포함된 다중화 방식을 SDM 방식으로 업데이트한다.
한편, 검사 결과 각 빔 그룹 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들의 선택이 불가능한 경우, 기지국은 707단계로 진행하여 각 빔 그룹에서 레퍼런스 신호 전송에 사용할 빔들에 대한 다중화 방식, 즉 FDM 방식, CDM 방식, TDM 방식 중 하나의 방식을 선택한다. FDM 방식, CDM 방식, TDM 방식 중 하나의 방식을 선택한 기지국은 709단계에서 구성 정보에 포함된 다중화 방식을 FDM 방식, CDM 방식, TDM 방식 중 선택된 하나의 방식으로 업데이트한다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 레퍼런스 신호를 전송하는 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 8a를 참조하면, 기지국(830)은 송신부(800), 수신부(810), 및 제어부(820)를 포함한다.
송신부(800)는 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 단말들에게 방송하고, 상기 구성 정보에 따라 레퍼런스 신호를 방송한다. 이때 상기 구성 정보는 일례로 SIB 또는 MIB 등의 시스템 정보를 전달하는 신호를 통해 전송된다. 상기 구성 정보는 안테나 어레이에 포함되는 안테나 개수, 빔 그룹에 포함되는 송신 빔 개수, 하나의 셀에 설정된 빔 그룹 개수, 레퍼런스 신호 전송에 사용되는 시간, 주파수 또는 코드 자원의 위치 중 적어도 하나의 정보를 포함한다. 상기 구성 정보의 전송 주기는 상기 레퍼런스 신호의 전송 주기보다 길 수 있다.
또한 상기 레퍼런스 신호는 미리 정해진 구성에 따라 사전에 약속된 방식으로 전송되며, 특히 상기 레퍼런스 신호는 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링되어 전송된다. 여기서 스크램블링에 사용되는 시퀀스의 개수는 빔 그룹의 개수에 따라 정해지며, 상기 레퍼런스 신호는 경우에 따라 인터리빙 또는 마스킹을 통해 전송될 수도 있다.
제어부(820)는 레퍼런스 신호를 방송한 단말들 중 특정 단말에게 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하였는지 여부 또는 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인하고, 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하였거나 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한 경우 수신부(810)를 통해 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신한다. 여기서 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보는 특정 조건을 만족하는 빔에 대한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보를 나타낸다. 상기 특정 조건은 일례로 최적의 채널 환경을 보장하는 조건 등이 될 수 있다.
또한 제어부(820)는 특정 단말에게 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하지 않았거나 가장 최근에 특정 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효하지 않을 경우, 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 방송하거나 상기 구성 정보에 따라 레퍼런스 신호를 방송하거나 특정 단말에게 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청하였는지 여부 또는 가장 최근에 단말에게 전송한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인한다.
한편, 송신부(800)는 단말에게 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트를 요청할 시 상기 리포트 요청이 유효한 시간을 지시하는 시간 정보를 함께 전송할 수도 있으며, 이 경우 수신부(810)가 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하면 송신부(800)는 상기 시간 정보가 지시하는 시간에 도달할 때까지 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보와 레퍼런스 신호를 방송한다.
이하에서는 도 8b를 통해 상기 송신부(800)의 상세 구성을 설명하도록 한다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 빔 그룹핑을 기반으로 레퍼런스 신호를 전송하는 기지국 장치에 포함되는 송신부의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 8b를 참조하면, 기지국의 송신부(800)는 제1 부호기(encoder)(801) 내지 제P 부호기(803), 제1 변조기(modulator)(805) 내지 제P 변조기(807), 다중입출력(MIMO: Multi Input Multi Output) 부호기(809), 프리코더(811), 제1 역고속 퓨리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)기(813) 내지 제P IFFT기(815), 제1 병렬/직렬(P/S: Parallel to Serial) 변환기(817) 내지 제P P/S 변환기(819), 제1 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix) 삽입기(821) 내지 제P CP 삽입기(823), 제1 디지털/아날로그(D/A: Digital to Analog) 변환기(825) 내지 제P D/A 변환기(827), 제1 곱셈기(829) 내지 제P 곱셈기(831) 및 제1 덧셈기(833) 내지 및 제P 덧셈기(535)를 포함한다. 도 8b에 도시한 송신부 구조는 일 예로서 도시한 것이며, 상기 송신부 구조는 구현에 따라 얼마든지 변형 가능하다.
제1 부호기(801) 내지 제P 부호기(503)는 입력된 비트를 부호화하고 부호화된 비트를 제1 변조기(805) 내지 제P 변조기(507)로 출력한다. 제1 변조기(805) 내지 제P 변조기(807)는 부호화된 비트를 입력하여 변조하고 변조된 심볼을 MIMO 부호기(809)로 출력한다. MIMO 부호기(809)는 변조 심볼을 입력하여 알라무티 방식과 같은 직교 코드를 적용하고 직교 코드가 적용된 심볼을 프리코더(811)로 출력한다.
프리코더(811)는 상기 직교 코드가 적용된 심볼을 입력하여 디지털 빔포밍을 수행하고 디지털 빔포밍이 수행된 신호를 제1 IFFT기(813) 내지 제P IFFT기(815)로 출력한다. 상기 디지털 빔포밍이 아날로그 또는 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 송신부에서 수행될 경우 상기 프리코더(811) 구성을 생략될 수도 있다.
제1 IFFT기(813) 내지 제P IFFT기(815)는 디지털 빔포밍이 수행된 신호를 시간 영역 신호로 변환하고 변환된 시간 영역 신호를 제1 P/S 변환기(817) 내지 제P P/S 변환기(819)로 출력한다. 제1 P/S 변환기(817) 내지 제P P/S 변환기(819)는 병렬 형태의 시간 영역 신호를 입력하여 직렬 형태의 신호로 변환하고 제1 CP 삽입기(821) 내지 제P CP 삽입기(823)로 각각 출력한다.
제1 CP 삽입기(821) 내지 제P CP 삽입기(823)은 입력된 직렬 형태의 신호에 순환 접두어를 추가한 후, 제1 D/A 변환기(825) 내지 제P D/A 변환기(827)를 통해 아날로그 신호로 변환하여 제1 곱셈기(829) 내지 제P 곱셈기(831)로 각각 출력한다.
제1 곱셈기(829) 내지 제P 곱셈기(831)는 위상 이동에 의해 입력되는 각 신호에 가중치(weight)를 곱하고, 가중치가 곱해진 신호는 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)와 제1 덧셈기(833) 내지 제P 덧셈기(835)를 통과한 후 안테나 어레이(837)를 통해 전송된다.
앞서 설명한 송신기 구조는 적어도 하나의 빔 그룹을 지원할 수 있으며, 수신기는 상기 송신기의 역 과정을 수행한다. 또한 상기 송신기 구조는 구현에 따라 다양한 변형이 가능하며, 일례로 송신기는 다수의 안테나 어레이를 포함할 수 있으며 안테나 어레이 당 다수의 RF 체인이 연결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 그룹핑을 통해 전송되는 레퍼런스 신호를 수신하는 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 단말(930)은 송신부(900), 수신부(910), 및 제어부(920)를 포함한다.
수신부(910)는 기지국으로부터 전송된 시스템 정보를 전달하는 신호를 통해 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 수신하고, 레퍼런스 신호를 수신한다. 수신부(910)는 단말이 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 모를 경우 또는 기지국으로부터 상기 구성 정보가 변경되었음을 알리는 정보를 수신한 경우에만 상기 구성정보를 수신하며, 단말이 상기 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 이미 알고 있을 경우에는 상기 구성정보를 수신하지 않는다.
제어부(920)는 수신부(910)가 수신한 레퍼런스 신호를 이용하여 특정 조건을 만족하는 빔 그룹 ID와 빔 ID에 대한 측정을 수행한다. 여기서 상기 특정 조건은 일례로 최적의 채널 환경을 보장하는 조건 등이 될 수 있다. 이때 제어부(920)는 최적의 채널 환경을 보장하는 빔 ID 측정 시 최적의 채널 환경을 보장하는 빔 그룹 ID 측정도 동시에 수행하여야 하므로, 기본적으로는 모든 빔 그룹 ID를 기반으로 스크램블링된 레퍼런스 신호에 대해 디스크램블링을 수행한다. 물론 상기 레퍼런스 신호가 셀 ID 및 프레임 인덱스 등의 정보와 함께 스크램블링된 경우에는 상기 셀 ID 및 프레임 인덱스 정보도 함께 고려하여 디스크램블링을 수행한다.
또한 제어부(920)는 기지국으로부터 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청을 수신하였는지 여부 또는 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한지 여부를 확인하고, 상기 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청을 수신하였거나 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효한 경우 송신부(900)를 통해 피드백 정보를 전송한다. 상기 피드백 정보는 채널 측정 정보를 의미하며, 일례로 최적의 채널 환경을 보장하는 빔에 대한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보가 될 수 있다.
그러나 상기 확인 결과 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청을 수신하지 못하였거나 가장 최근에 기지국으로부터 수신한 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청이 현재 시점에서 유효하지 않을 경우에는, 수신부(910)를 통해 기지국으로부터 전송되는 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보 및 레퍼런스 신호를 각각 수신한다.
한편, 기지국으로부터 전송되는 빔 그룹 ID 및 빔 ID 정보에 대한 리포트 요청은 상기 리포트 요청이 유효한 시간을 지시하는 시간 정보와 함께 전송될 수도 있으며, 이 경우 전송부(909)가 기지국으로 피드백 정보를 전송하면 수신부(910)는 상기 시간 정보가 지시하는 시간에 도달할 때까지 레퍼런스 신호에 대한 구성 정보와 레퍼런스 신호를 수신한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송수신 방법 및 장치는 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 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 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 송수신 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 실시예에 따른 빔 그룹핑을 통한 레퍼런스 신호 전송 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 그래픽 처리 장치가 기설정된 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.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 레퍼런스(reference) 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    레퍼런스 신호에 대한 구성 정보를 단말에게 전송하는 과정과,
    상기 레퍼런스 신호와 하나의 셀에 설정된, 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작을 수행하는 과정과,
    상기 구성 정보를 기반으로 상기 스크램블링 동작이 수행된 레퍼런스 신호를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들은 상기 레퍼런스 신호의 전송에 사용되며, 상기 빔들을 사용하여 전송되는 레퍼런스 신호들은 공간분할 다중화(SDM: Space Division Multiplexing) 방식으로 다중화되어 전송됨을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 구성 정보는 안테나 어레이에 포함되는 안테나들의 개수에 관련된 정보, 빔 그룹에 포함되는 빔들의 개수에 관련된 정보, 하나의 셀에 설정된 빔 그룹들의 개수에 관련된 정보, 상기 레퍼런스 신호의 전송에 사용되는 시간, 주파수, 또는 코드 자원의 위치에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스크램블링 동작에 사용되는 시퀀스의 개수는 상기 하나의 셀에 설정된 빔 그룹들 개수에 의해 결정됨을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스크램블링 동작은 특정 시간/주파수 자원, 특정 안테나 또는 특정 빔에 제한적으로 적용될 수 있음을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들의 선택이 불가능한 경우, 상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에서 전송되는 레퍼런스 신호들은 주파수분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식, 코드분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식 및 시분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 방식 중 하나로 다중화되어 전송됨을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구성 정보는 안테나 어레이에 포함되는 안테나들의 개수에 관련된 정보, 빔 그룹에 포함되는 빔들의 개수에 관련된 정보, 하나의 셀에 설정된 빔 그룹들의 개수에 관련된 정보, 상기 레퍼런스 신호의 전송에 사용되는 시간, 주파수, 또는 코드 자원의 위치에 관련된 정보, 빔 그룹 식별자, 빔 식별자, 빔 그룹 별 포함하는 빔 개수에 관련된 정보, 레퍼런스 신호에 적용되는 스크램블링 방식, 인터리빙 방식, 또는 마스킹 방식에 관련된 정보, 각 빔 그룹에서 레퍼런스 신호 전송에 사용할 빔들에 대한 다중화 방식에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 내에서 서로간에 간섭을 일으키지 않는 빔들의 선택이 가능한지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 검사 결과를 기반으로 각 빔 그룹에서 레퍼런스 신호 전송에 사용할 빔들에 대한 다중화 방식에 관련된 정보를 업데이트하는 과정을 더 포함하는 레퍼런스 신호 전송 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 단말이 레퍼런스(reference) 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 하나의 셀에 설정된 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대한 빔 그룹 식별자를 기반으로 하는 시퀀스를 곱하는 스크램블링 동작이 수행되어 전송되는 레퍼런스 신호를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 레퍼런스 신호에 디스크램블링 동작을 수행하는 과정과,
    상기 디스크램블링 동작의 결과를 기반으로 상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대하여 특정 조건을 만족하는 빔 그룹 식별자 및 빔 식별자를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 빔 그룹 식별자와 상기 빔 식별자에 관련된 정보를 전송하는 과정을 포함하는 레퍼런스 신호 수신 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 측정된 빔 그룹 식별자와 상기 빔 식별자에 관련된 정보를 전송하는 과정은,
    상기 적어도 두 개의 빔 그룹들 각각에 대하여 측정된 빔들로부터 선택된 기준 빔에 관련된 기준 빔 식별자와, 상기 기준 빔이 포함된 빔 그룹에 관련된 빔 그룹 식별자에 관련된 정보를 전송하는 과정과,
    상기 기준 빔 식별자와 상기 기준 빔이 아닌 다른 빔에 관련된 식별자간의 차이 값에 관련된 정보를 상기 기지국에게 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 수신 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기준 빔 식별자와 상기 기준 빔이 포함된 빔 그룹에 관련된 빔 그룹 식별자는 미리 정해진 주기로 전송되고, 상기 차이 값에 관련된 정보는 상기 미리 정해진 주기보다 짧은 주기로 전송됨을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 수신 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 차이 값의 범위는 1≤δ≤(빔 그룹에 포함되는 빔들의 개수) 와 같이 결정됨을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 수신 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 빔 그룹 식별자는 상기 빔 식별자의 측정 주기보다 긴 주기로 측정되거나 현재 선호되는 빔 그룹에 대한 신호 세기 변화가 특정 임계값을 초과할 경우에 측정됨을 특징으로 하는 레퍼런스 신호 수신 방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위해 적용되는 기지국.
  15. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위해 적용되는 단말.
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