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WO2017034270A1 - 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Publication number
WO2017034270A1
WO2017034270A1 PCT/KR2016/009259 KR2016009259W WO2017034270A1 WO 2017034270 A1 WO2017034270 A1 WO 2017034270A1 KR 2016009259 W KR2016009259 W KR 2016009259W WO 2017034270 A1 WO2017034270 A1 WO 2017034270A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
csi
subframe
resource
channel
cqi
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/009259
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박해욱
김기준
박종현
Original Assignee
엘지전자(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자(주) filed Critical 엘지전자(주)
Priority to US15/754,281 priority Critical patent/US10931353B2/en
Publication of WO2017034270A1 publication Critical patent/WO2017034270A1/ko

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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0091—Signaling for the administration of the divided path

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and receiving channel state information and a device for supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service.As a result of the explosive increase in traffic, a shortage of resources and users are demanding higher speed services, a more advanced mobile communication system is required. have.
  • An object of the present invention is to propose a method for transmitting and receiving channel state information.
  • a method for transmitting channel state information by a terminal in a wireless communication system comprising: receiving interference measurement restriction information indicating a restriction of interference measurement from a base station, a channel quality indicator (CQI) Deriving an interference measurement based on a channel state information-interference measurement (CSI-IM) resource of only one first subframe, and reporting the CQI to the base station Including the step, the interference restriction information may be set independently for each of the CSI-IM resources.
  • CQI channel quality indicator
  • Another aspect of the present invention is a terminal for transmitting channel state information in a wireless communication system, comprising: a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving a radio signal and a processor for controlling the RF unit, wherein the processor is a base station Receive from the interference measurement restriction information indicating the restriction of the interference measurement from the channel state information-interference measurement (CSI-IM: Channel of only one first subframe to calculate a channel quality indicator (CQI) Deriving an interference measurement based on a State Information-Interference Measurement (Resource) resource, and reporting the CQI to the base station, the interference limit information may be set independently for each of the CSI-IM resources.
  • CSI-IM channel state information-interference measurement
  • CQI channel quality indicator
  • Resource State Information-Interference Measurement
  • the method may further include deriving a channel measurement based on a non-zero power (NZP: CZ-RS) of Channel State Information-Reference Signal (CSI-RS) resource.
  • NZP non-zero power
  • CSI-RS Channel State Information-Reference Signal
  • the channel measurement restriction information may be integrally set to the CSI-RS resources configured in the terminal.
  • the channel measurement restriction information may be set independently for each CSI-RS resource set in the terminal.
  • the one second subframe may be a subframe in which a CSI request is transmitted to the terminal.
  • the one second subframe may be a CSI reference resource according to a periodic CSI reporting operation.
  • the reporting period of the CRI may be set longer than the reporting period of the rank indicator (RI). have.
  • the CQI, Precoding Matrix Indicator (PMI), and Rank Indicator (RI) are conditions of the CRI.
  • CRI CSI-RS Resource Indicator
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • RI Rank Indicator
  • the reporting period of the CRI may be set equal to a Rank Indicator (RI) period.
  • the CRI and the RI may be joint encoded.
  • the performance of the channel / interference measurement can be improved by limiting the channel / interference measurement window.
  • the channel / interference measurement performance may be improved by limiting the channel / interference measurement window.
  • FIG. 1 illustrates a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • MIMO 5 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIMO) communication system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna.
  • FIG. 7 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a resource to which a reference signal is mapped in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 illustrates a two-dimensional active antenna system having 64 antenna elements in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 illustrates a system in which a base station or a terminal has a plurality of transmit / receive antennas capable of forming 3D (3-Dimension) beams based on AAS in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 illustrates a two-dimensional antenna system having cross polarization in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 illustrates a transceiver unit model in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving channel state information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP), and the like. .
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • FIG. 1 illustrates a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 3GPP LTE / LTE-A supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • Type 1A illustrates the structure of a type 1 radio frame.
  • Type 1 radio frames may be applied to both full duplex and half duplex FDD.
  • a radio frame consists of 10 subframes.
  • One subframe consists of two consecutive slots in the time domain, and subframe i consists of slot 2i and slot 2i + 1.
  • the time taken to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • uplink transmission and downlink transmission are distinguished in the frequency domain. While there is no restriction on full-duplex FDD, the terminal cannot simultaneously transmit and receive in half-duplex FDD operation.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, the OFDM symbol is for representing one symbol period. The OFDM symbol may be referred to as one SC-FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • FIG. 1B illustrates a frame structure type 2.
  • an uplink-downlink configuration is a rule indicating whether uplink and downlink are allocated (or reserved) for all subframes.
  • Table 1 shows an uplink-downlink configuration.
  • 'D' represents a subframe for downlink transmission
  • 'U' represents a subframe for uplink transmission
  • 'S' represents a downlink pilot.
  • a special subframe consisting of three fields: a time slot, a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • GP is a section for removing interference caused in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • the uplink-downlink configuration can be classified into seven types, and the location and / or number of downlink subframes, special subframes, and uplink subframes are different for each configuration.
  • Switch-point periodicity refers to a period in which an uplink subframe and a downlink subframe are repeatedly switched in the same manner, and both 5ms or 10ms are supported.
  • the special subframe S exists every half-frame, and in case of having a period of 5ms downlink-uplink switching time, it exists only in the first half-frame.
  • subframes 0 and 5 and DwPTS are sections for downlink transmission only.
  • the subframe immediately following the UpPTS and the subframe subframe is always an interval for uplink transmission.
  • the uplink-downlink configuration may be known to both the base station and the terminal as system information.
  • the base station may notify the terminal of the change of the uplink-downlink allocation state of the radio frame by transmitting only an index of the configuration information.
  • the configuration information is a kind of downlink control information, which may be transmitted through a physical downlink control channel (PDCCH) like other scheduling information, and is commonly transmitted to all terminals in a cell through a broadcast channel as broadcast information. May be
  • PDCCH physical downlink control channel
  • Table 2 shows the configuration of the special subframe (length of DwPTS / GP / UpPTS).
  • the structure of a radio frame according to the example of FIG. 1 is just one example, and the number of subcarriers included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of OFDM symbols included in the slot may vary. Can be.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in a frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is a resource element, and one resource block (RB) includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number N ⁇ DL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 3 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) is allocated. data region).
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • An example of a downlink control channel used in 3GPP LTE includes a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical hybrid-ARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • the PHICH is a response channel for the uplink and carries an ACK (Acknowledgement) / NACK (Not-Acknowledgement) signal for a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH is a resource allocation and transmission format of DL-SCH (Downlink Shared Channel) (also referred to as a downlink grant), resource allocation information of UL-SCH (Uplink Shared Channel) (also called an uplink grant), and PCH ( Paging information in paging channel, system information in DL-SCH, resource allocation for upper-layer control message such as random access response transmitted in PDSCH, arbitrary terminal It may carry a set of transmission power control commands for the individual terminals in the group, activation of Voice over IP (VoIP), and the like.
  • the plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH consists of a set of one or a plurality of consecutive CCEs.
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits of the PDCCH are determined according to the association between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the terminal, and attaches a CRC (Cyclic Redundancy Check) to the control information.
  • the CRC is masked with a unique identifier (referred to as RNTI (Radio Network Temporary Identifier)) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • a unique identifier of the terminal for example, a C-RNTI (Cell-RNTI) may be masked to the CRC.
  • a paging indication identifier for example, P-RNTI (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • the system information more specifically, the PDCCH for the system information block (SIB), the system information identifier and the system information RNTI (SI-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carrying uplink control information is allocated to the control region.
  • the data region is allocated a Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) that carries user data.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • a PUCCH for one UE is allocated a resource block (RB) pair in a subframe.
  • RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots.
  • This RB pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • MIMO technology generally uses multiple transmit (Tx) antennas and multiple receive (Rx) antennas away from the ones that generally use one transmit antenna and one receive antenna.
  • the MIMO technology is a technique for increasing capacity or individualizing performance by using multiple input / output antennas at a transmitting end or a receiving end of a wireless communication system.
  • 'MIMO' will be referred to as a 'multi-input / output antenna'.
  • the multi-input / output antenna technology does not rely on one antenna path to receive one total message, but collects a plurality of pieces of data received through several antennas to complete complete data.
  • multiple input / output antenna technology can increase the data rate within a specific system range, and can also increase the system range through a specific data rate.
  • MIMO communication technology is the next generation mobile communication technology that can be widely used in mobile communication terminals and repeaters, and attracts attention as a technology that can overcome the transmission limit of other mobile communication depending on the limit situation due to the expansion of data communication. have.
  • MIMO multiple input / output antenna
  • MIMO 5 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIMO) communication system.
  • the theoretical channel transmission capacity is proportional to the number of antennas unlike the case where a plurality of antennas are used only in a transmitter or a receiver.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity may theoretically increase as the maximum rate R_o multiplied by the following rate increase rate R_i when using one antenna.
  • a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained.
  • the technique of the multiple input / output antennas improves transmission rate by simultaneously transmitting a plurality of data symbols by using a spatial diversity scheme that improves transmission reliability by using symbols passing through various channel paths and by using a plurality of transmit antennas. It can be divided into spatial multiplexing method. In addition, researches on how to appropriately combine these two methods to obtain the advantages of each are being studied in recent years.
  • the spatial diversity scheme there is a space-time block code sequence and a space-time trellis code sequence system that simultaneously uses diversity gain and coding gain.
  • the bit error rate improvement performance and the code generation freedom are excellent in the trellis code method, but the operation complexity is simple in the space-time block code.
  • Such a spatial diversity gain can be obtained by an amount corresponding to the product N_T ⁇ N_R of the number of transmit antennas N_T and the number of receive antennas N_R.
  • the spatial multiplexing technique is a method of transmitting different data strings at each transmitting antenna, and at the receiver, mutual interference occurs between data transmitted simultaneously from the transmitter.
  • the receiver removes this interference using an appropriate signal processing technique and receives it.
  • the noise cancellation schemes used here include: maximum likelihood detection (MLD) receivers, zero-forcing (ZF) receivers, minimum mean square error (MMSE) receivers, Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time (D-BLAST), and V-BLAST (Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time).
  • MLD maximum likelihood detection
  • ZF zero-forcing
  • MMSE minimum mean square error
  • D-BLAST Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time
  • V-BLAST Very-Bell Laboratories Layered Space-Time
  • N_T transmit antennas and N_R receive antennas as shown in FIG. 5.
  • N_T the maximum transmittable information
  • the transmission power can be different in each of the transmission information s_1, s_2, ..., s_N_T, and if each transmission power is P_1, P_2, ..., P_N_T, the transmission information is adjusted transmission power Can be represented by the following vector:
  • the transmission information in which the transmission power of Equation 3 is adjusted may be represented as a diagonal matrix P of the transmission power as follows.
  • the information vector of which the transmission power of Equation 4 is adjusted is then multiplied by the weight matrix W to form N_T transmission signals x_1, x_2, ..., x_N_T which are actually transmitted.
  • the weight matrix plays a role of appropriately distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Such transmission signals x_1, x_2, ..., x_N_T can be expressed as follows using a vector x.
  • w_ij represents a weight between the i th transmit antenna and the j th transmission information, and W represents this in a matrix.
  • W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • the above-described transmission signal (x) can be considered divided into the case of using the spatial diversity and the case of using the spatial multiplexing.
  • the elements of the information vector s all have different values, while using spatial diversity causes the same signal to be sent through multiple channel paths. Therefore, the elements of the information vector s all have the same value.
  • a method of mixing spatial multiplexing and spatial diversity is also conceivable. That is, for example, the same signal may be transmitted using spatial diversity through three transmission antennas, and the rest may be considered to be spatially multiplexed to transmit different signals.
  • the reception signals are represented by the vectors y, respectively, of the reception signals y_1, y_2, ..., y_N_R of each antenna as follows.
  • each channel may be classified according to a transmit / receive antenna index, and a channel passing through the receive antenna i from the transmit antenna j will be denoted as h_ij. Note that the order of the index of h_ij is that of the receiving antenna index first and that of the transmitting antenna is later.
  • These channels can be grouped together and displayed in vector and matrix form.
  • An example of the vector display is described as follows.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna.
  • a channel arriving from a total of N_T transmit antennas to a reception antenna i may be expressed as follows.
  • Equation 7 when all the channels passing through the N_R receiving antennas from the N_T transmitting antennas through the matrix representation as shown in Equation 7 can be expressed as follows.
  • n_1, n_2, ..., n_N_R added to each of the N_R receiving antennas is expressed as a vector. Is as follows.
  • each of the multiple input / output antenna communication systems may be represented through the following relationship.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the state of the channel is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • the number of rows is equal to the number of receiving antennas N_R
  • the number of columns is equal to the number of transmitting antennas N_T.
  • the channel matrix H becomes an N_R ⁇ N_T matrix.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other.
  • the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the rank (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • the rank when the matrix is subjected to eigen value decomposition, the rank may be defined as the number of nonzero eigenvalues among eigen values. Similarly, the rank can be defined as the number of non-zero singular values when SVD (singular value decomposition). Therefore, the physical meaning of rank in the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel.
  • 'rank' for MIMO transmission indicates the number of paths that can independently transmit a signal at a specific time point and a specific frequency resource, and 'number of layers' indicates transmission on each path.
  • the transmitting end since the transmitting end transmits the number of layers corresponding to the number of ranks used for signal transmission, unless otherwise specified, the rank has the same meaning as the number of layers.
  • Reference signal ( RS : Reference Signal)
  • the signal Since data is transmitted over a wireless channel in a wireless communication system, the signal may be distorted during transmission. In order to correctly receive the distorted signal at the receiving end, the distortion of the received signal must be corrected using the channel information.
  • a signal transmission method known to both a transmitting side and a receiving side and a method of detecting channel information using a distorted degree when a signal is transmitted through a channel are mainly used.
  • the above-mentioned signal is called a pilot signal or a reference signal (RS).
  • RS can be classified into two types according to its purpose. There is an RS for obtaining channel state information and an RS used for data demodulation. Since the former is intended for the UE to acquire channel state information on the downlink, it should be transmitted over a wide band, and a UE that does not receive downlink data in a specific subframe should be able to receive and measure its RS. It is also used for radio resource management (RRM) measurement such as handover.
  • RRM radio resource management
  • the latter is an RS that the base station sends along with the corresponding resource when the base station transmits the downlink, and the UE can estimate the channel by receiving the RS, and thus can demodulate the data. This RS should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • the downlink reference signal is one common reference signal (CRS: common RS) for acquiring information on channel states shared by all terminals in a cell, measurement of handover, etc. and a dedicated reference used for data demodulation only for a specific terminal. There is a dedicated RS. Such reference signals may be used to provide information for demodulation and channel measurement. That is, DRS is used only for data demodulation and CRS is used for both purposes of channel information acquisition and data demodulation.
  • CRS common reference signal
  • the receiving side measures the channel state from the CRS and transmits an indicator related to the channel quality such as the channel quality indicator (CQI), precoding matrix index (PMI) and / or rank indicator (RI). Feedback to the base station).
  • CRS is also referred to as cell-specific RS.
  • CSI-RS a reference signal related to feedback of channel state information
  • the DRS may be transmitted through resource elements when data demodulation on the PDSCH is needed.
  • the UE may receive the presence or absence of a DRS through a higher layer and is valid only when a corresponding PDSCH is mapped.
  • the DRS may be referred to as a UE-specific RS or a demodulation RS (DMRS).
  • FIG. 7 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a downlink resource block pair may be represented by 12 subcarriers in one subframe x frequency domain in a time domain in which a reference signal is mapped. That is, one resource block pair on the time axis (x-axis) has a length of 14 OFDM symbols in the case of normal cyclic prefix (normal CP) (in case of FIG. 7 (a)), and an extended cyclic prefix ( extended CP: Extended Cyclic Prefix) has a length of 12 OFDM symbols (in case of FIG. 7 (b)).
  • normal CP normal cyclic prefix
  • extended CP Extended Cyclic Prefix
  • the resource elements (REs) described as '0', '1', '2' and '3' in the resource block grid are determined by the CRS of the antenna port indexes '0', '1', '2' and '3', respectively.
  • the location of the resource element described as 'D' means the location of the DRS.
  • the CRS is used to estimate a channel of a physical antenna and is distributed in the entire frequency band as a reference signal that can be commonly received to all terminals located in a cell. That is, this CRS is a cell-specific signal and is transmitted every subframe for the wideband.
  • the CRS may be used for channel quality information (CSI) and data demodulation.
  • CSI channel quality information
  • CRS is defined in various formats depending on the antenna arrangement at the transmitting side (base station).
  • base station In a 3GPP LTE system (eg, Release-8), RS for up to four antenna ports is transmitted according to the number of transmit antennas of a base station.
  • the downlink signal transmitting side has three types of antenna arrangements such as a single transmit antenna, two transmit antennas, and four transmit antennas. For example, if the number of transmitting antennas of the base station is two, CRSs for antenna ports 0 and 1 are transmitted, and if four, CRSs for antenna ports 0 to 3 are transmitted. When there are four transmitting antennas of the base station, the CRS pattern in one RB is shown in FIG.
  • the reference signal for the single antenna port is arranged.
  • the reference signals for the two transmit antenna ports are arranged using time division multiplexing (TDM) and / or FDM frequency division multiplexing (FDM) scheme. That is, the reference signals for the two antenna ports are assigned different time resources and / or different frequency resources so that each is distinguished.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • reference signals for the four transmit antenna ports are arranged using the TDM and / or FDM scheme.
  • the channel information measured by the receiving side (terminal) of the downlink signal may be transmitted by a single transmit antenna, transmit diversity, closed-loop spatial multiplexing, open-loop spatial multiplexing, or It may be used to demodulate data transmitted using a transmission scheme such as a multi-user MIMO.
  • a reference signal when a multiple input / output antenna is supported, when a reference signal is transmitted from a specific antenna port, the reference signal is transmitted to a location of resource elements specified according to a pattern of the reference signal, and the location of resource elements specified for another antenna port. Is not sent to. That is, reference signals between different antennas do not overlap each other.
  • DRS is used to demodulate data. Precoding weights used for a specific terminal in multiple I / O antenna transmission are used without change to estimate the corresponding channel by combining with the transmission channel transmitted from each transmission antenna when the terminal receives the reference signal.
  • the 3GPP LTE system (eg, Release-8) supports up to four transmit antennas and a DRS for rank 1 beamforming is defined.
  • the DRS for rank 1 beamforming also indicates a reference signal for antenna port index 5.
  • LTE system evolution In the advanced LTE-A system, it should be designed to support up to eight transmit antennas in the downlink of the base station. Therefore, RS for up to eight transmit antennas must also be supported. Since the downlink RS in the LTE system defines only RSs for up to four antenna ports, when the base station has four or more up to eight downlink transmit antennas in the LTE-A system, RSs for these antenna ports are additionally defined. Must be designed. RS for up to eight transmit antenna ports must be designed for both the RS for channel measurement and the RS for data demodulation described above.
  • an RS for an additional up to eight transmit antenna ports should be additionally defined in the time-frequency domain in which CRS defined in LTE is transmitted every subframe over the entire band.
  • the RS overhead becomes excessively large.
  • the newly designed RS in LTE-A system is divided into two categories, RS for channel measurement purpose for selecting MCS, PMI, etc. (CSI-RS: Channel State Information-RS, Channel State Indication-RS, etc.) And RS (Data Demodulation-RS) for demodulation of data transmitted through eight transmit antennas.
  • CSI-RS Channel State Information-RS, Channel State Indication-RS, etc.
  • RS Data Demodulation-RS
  • CSI-RS for the purpose of channel measurement has a feature that is designed for channel measurement-oriented purposes, unlike the conventional CRS is used for data demodulation at the same time as the channel measurement, handover, and the like. Of course, this may also be used for the purpose of measuring handover and the like. Since the CSI-RS is transmitted only for the purpose of obtaining channel state information, unlike the CRS, the CSI-RS does not need to be transmitted every subframe. In order to reduce the overhead of the CSI-RS, the CSI-RS is transmitted intermittently on the time axis.
  • the DM-RS is transmitted to the UE scheduled in the corresponding time-frequency domain for data demodulation. That is, the DM-RS of a specific UE is transmitted only in a region where the UE is scheduled, that is, a time-frequency region in which data is received.
  • LTE-A system up to eight transmit antennas are supported on the downlink of a base station.
  • the RS for up to 8 transmit antennas are transmitted in every subframe in the same manner as the CRS of the existing LTE, the RS overhead becomes excessively large. Therefore, in the LTE-A system, two RSs are added, separated into CSI-RS for CSI measurement and DM-RS for data demodulation for selecting MCS and PMI.
  • the CSI-RS can be used for purposes such as RRM measurement, but is designed for the purpose of obtaining CSI. Since the CSI-RS is not used for data demodulation, it does not need to be transmitted every subframe.
  • the CSI-RS may be periodically transmitted with an integer multiple of one subframe or may be transmitted in a specific transmission pattern. At this time, the period or pattern in which the CSI-RS is transmitted may be set by the eNB.
  • the DM-RS is transmitted to the UE scheduled in the corresponding time-frequency domain. That is, the DM-RS of a specific UE is transmitted only in a region where the UE is scheduled, that is, a time-frequency region in which data is received.
  • the UE In order to measure the CSI-RS, the UE must transmit the CSI-RS index of the CSI-RS for each CSI-RS antenna port of the cell to which it belongs, and the CSI-RS resource element (RE) time-frequency position within the transmitted subframe. , And information about the CSI-RS sequence.
  • RE resource element
  • the eNB should transmit CSI-RS for up to eight antenna ports, respectively.
  • Resources used for CSI-RS transmission of different antenna ports should be orthogonal to each other.
  • the CSI-RSs for each antenna port may be mapped to different REs so that these resources may be orthogonally allocated in the FDM / TDM manner.
  • the CSI-RSs for different antenna ports may be transmitted in a CDM scheme that maps to orthogonal codes.
  • the eNB informs its cell UE of the information about the CSI-RS, it is necessary to first inform the information about the time-frequency to which the CSI-RS for each antenna port is mapped. Specifically, the subframe numbers through which the CSI-RS is transmitted, or the period during which the CSI-RS is transmitted, the subframe offset through which the CSI-RS is transmitted, and the OFDM symbol number where the CSI-RS RE of a specific antenna is transmitted, and the frequency interval (spacing), the RE offset or shift value in the frequency axis.
  • the CSI-RS sequence is a complex-valued modulation symbol a_k used as a reference symbol on each antenna port p as shown in Equation 12 below. maps to, l ⁇ (p)
  • Equation 12 k ', l' (where k 'is a subcarrier index in a resource block and l' represents an OFDM symbol index in a slot) and the conditions of n_s are as shown in Table 3 or Table 4 below. It is determined according to the same CSI-RS configuration.
  • Table 3 illustrates the mapping of (k ', l') from the CSI-RS configuration in the generic CP.
  • Table 4 illustrates the mapping of (k ', l') from the CSI-RS configuration in the extended CP.
  • ICI inter-cell interference
  • HetNet heterogeneous network
  • the CSI-RS configuration is different depending on the number of antenna ports and the CP in the cell, and adjacent cells may have different configurations as much as possible.
  • the CSI-RS configuration may be divided into a case of applying to both the FDD frame and the TDD frame and the case of applying only to the TDD frame according to the frame structure.
  • (k ', l') and n_s are determined according to the CSI-RS configuration, and time-frequency resources used for CSI-RS transmission are determined according to each CSI-RS antenna port.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a resource to which a reference signal is mapped in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 (a) shows 20 CSI-RS configurations available for CSI-RS transmission by one or two CSI-RS antenna ports
  • FIG. 8 (b) shows four CSI-RS antenna ports.
  • 10 shows CSI-RS configurations available for use
  • FIG. 8 (c) shows five CSI-RS configurations available for CSI-RS transmission by eight CSI-RS antenna ports.
  • the radio resource (ie, RE pair) to which the CSI-RS is transmitted is determined according to each CSI-RS configuration.
  • CSI-RS is performed on a radio resource according to the configured CSI-RS configuration among the 10 CSI-RS configurations shown in FIG. Is sent.
  • CSI-RS is performed on a radio resource according to the CSI-RS configuration among the five CSI-RS configurations shown in FIG. Is sent.
  • CSI-RS for each antenna port is transmitted by CDM to the same radio resource per two antenna ports (that is, ⁇ 15,16 ⁇ , ⁇ 17,18 ⁇ , ⁇ 19,20 ⁇ , and ⁇ 21,22 ⁇ ). do.
  • the respective CSI-RS complex symbols for antenna ports 15 and 16 are the same, but different orthogonal codes (e.g., Walsh codes) are multiplied to the same radio resource.
  • the complex symbol of CSI-RS for antenna port 15 is multiplied by [1, 1]
  • the complex symbol of CSI-RS for antenna port 16 is multiplied by [1 -1] and mapped to the same radio resource.
  • the UE can detect the CSI-RS for a particular antenna port by multiplying the transmitted multiplied code. That is, the multiplied code [1 1] is multiplied to detect the CSI-RS for the antenna port 15, and the multiplied code [1 -1] is multiplied to detect the CSI-RS for the antenna port 16.
  • the radio resources according to the CSI-RS configuration having a small number of CSI-RS antenna ports It includes radio resources.
  • the radio resource for the number of eight antenna ports includes both the radio resource for the number of four antenna ports and the radio resource for the number of one or two antenna ports.
  • a plurality of CSI-RS configurations may be used in one cell. Only non-zero power (NZP) CSI-RS is used with zero or one CSI-RS configuration, and zero power (ZP: zero power) CSI-RS is zero or multiple CSI-RS. Configuration can be used.
  • NZP non-zero power
  • ZP zero power
  • ZP CSI-RS For each bit set to 1 in ZP CSI-RS (ZP CSI-RS), a 16-bit bitmap set by the upper layer, the UE corresponds to the four CSI-RS columns of Tables 3 and 4 above. Assume zero transmit power in the REs (except in the case of overlapping with the RE assuming the NZP CSI-RS set by the upper layer). Most Significant Bit (MSB) corresponds to the lowest CSI-RS configuration index, and the next bit in the bitmap corresponds to the next CSI-RS configuration index.
  • MSB Most Significant Bit
  • the CSI-RS is transmitted only in a downlink slot that satisfies the condition of (n_s mod 2) in Tables 3 and 4 and a subframe that satisfies the CSI-RS subframe configuration.
  • CSI-RSs are not transmitted in subframes that conflict with special subframe, sync signal (SS), PBCH, or SIB 1 (SystemInformationBlockType1) message transmission or subframes configured for paging message transmission. Do not.
  • the CSI-RS is not configured to be transmitted every subframe, but is configured to be transmitted at a predetermined transmission period corresponding to a plurality of subframes. In this case, the CSI-RS transmission overhead may be much lower than in the case where the CSI-RS is transmitted every subframe.
  • T_CSI-RS Subframe periods
  • ⁇ _CSI-RS subframe offset
  • Table 5 illustrates a CSI-RS subframe configuration
  • the CSI-RS transmission period (T_CSI-RS) and the subframe offset ( ⁇ _CSI-RS) are determined according to the CSI-RS subframe configuration (I_CSI-RS).
  • the CSI-RS subframe configuration of Table 5 may be set to any one of a 'SubframeConfig' field and a 'zeroTxPowerSubframeConfig' field.
  • the CSI-RS subframe configuration may be set separately for the NZP CSI-RS and the ZP CSI-RS.
  • the subframe including the CSI-RS satisfies Equation 13 below.
  • T_CSI-RS denotes a CSI-RS transmission period
  • ⁇ _CSI-RS denotes a subframe offset value
  • n_f denotes a system frame number
  • n_s denotes a slot number
  • one UE may configure one CSI-RS resource configuration.
  • the UE may be configured with one or more CSI-RS resource configuration (s).
  • the CSI-RS configuration is composed of the number of antenna ports (antennaPortsCount), subframe configuration (subframeConfig), resource configuration (resourceConfig), and how many antenna ports the CSI-RS is transmitted on It tells what is the period and offset of the subframe to be transmitted and at which RE location (i.e., frequency and OFDM symbol index) in that subframe.
  • each CSI-RS (resource)
  • parameters for configuring each CSI-RS are set through higher layer signaling.
  • CSI-RS port count A parameter indicating the number of antenna ports used for CSI-RS transmission (for example, 1 CSI-RS port, 2 CSI-RS port, 4 CSI-RS port, 8 CSI) RS port)
  • CSI-RS configuration (refer to Tables 3 and 4): parameters relating to CSI-RS allocated resource location
  • CSI-RS subframeConfig i.e., I_CSI-RS
  • Table 5 parameters relating to the subframe period and / or offset to which the CSI-RS will be transmitted
  • transmit power (P_C) for CSI feedback in relation to the UE's assumption of reference PDSCH transmit power for feedback, the UE derives CSI feedback and scales it in 1 dB steps [-8, 15].
  • P_C is assumed to be the ratio of Energy Per Resource Element (EPRE) and CSI-RS EPRE per PDSCH RE.
  • transmission power (P_C) for CSI feedback for each CSI process. If the CSI subframe sets C_CSI, 0 and C_CSI, 1 are set by the higher layer for the CSI process, P_C is set for each CSI subframe set of the CSI process.
  • QCL scrambling identifier qcl-ScramblingIdentity-r11
  • CRS port count crs-PortsCount-r11
  • MBSFN subframe configuration list mbsfn-
  • Upper layer parameter 'qcl-CRS-Info-r11' including the SubframeConfigList-r11
  • P_C is assumed as the ratio of PDSCH EPRE to CSI-RS EPRE.
  • the PDSCH EPRE corresponds to a symbol in which the ratio of PDSCH EPRE to CRS EPRE is ⁇ _A.
  • the CSI-RS and the PMCH are not configured together.
  • the UE When four CRS antenna ports are configured in frame structure type 2, the UE is a CSI belonging to the [20-31] set (see Table 3) for the normal CP or the [16-27] set for the extended CP (see Table 4). -RS configuration index not set.
  • the UE uses the CSI-RS antenna port of the CSI-RS resource configuration for delay spread, Doppler spread, Doppler shift, average gain, and average delay. You can assume that you have a QCL relationship.
  • antenna ports 0-3 corresponding to CSI-RS resource configuration and antenna ports 15-22 corresponding to CSI-RS resource configuration are used for Doppler spread and Doppler shift. can be assumed to be a QCL relationship.
  • one UE may configure one ZP CSI-RS resource configuration for a serving cell.
  • one or more ZP CSI-RS resource configurations may be configured for the serving cell.
  • the following parameters for ZP CSI-RS resource configuration may be configured through higher layer signaling.
  • ZP CSI-RS Configuration List (zeroTxPowerResourceConfigList) (see Tables 3 and 4): Parameters for zero-power CSI-RS configuration
  • ZP CSI-RS subframe configuration zeroTxPowerSubframeConfig, ie I_CSI-RS (see Table 5): parameters relating to the subframe period and / or offset in which zero-power CSI-RS is transmitted
  • ZP CSI-RS and PMCH are not set at the same time.
  • one or more CSI-IM (Channel-State Information-Interference Measurement) resource configuration may be set for a serving cell.
  • the following parameters for configuring each CSI-IM resource may be configured through higher layer signaling.
  • the CSI-IM resource configuration is the same as any one of the configured ZP CSI-RS resource configurations.
  • the CSI-IM resource and the PMCH in the same subframe of the serving cell are not configured at the same time.
  • Massive MIMO Massive MIMO
  • a MIMO system with multiple antennas can be referred to as a Massive MIMO system, and is attracting attention as a means to improve spectral efficiency, energy efficiency, and processing complexity. .
  • Massive MIMO is also referred to as Full-Dimension MIMO (FD-MIMO).
  • FD-MIMO Full-Dimension MIMO
  • AAS means a system in which each antenna includes an active element such as an amplifier.
  • AAS eliminates the need for separate cables, connectors, and other hardware to connect amplifiers and antennas with active antennas, thus providing high efficiency in terms of energy and operating costs.
  • the AAS supports an electronic beam control scheme for each antenna, it enables advanced MIMO techniques such as forming a precise beam pattern or forming a three-dimensional beam pattern in consideration of the beam direction and beam width.
  • a 3D beam pattern may be formed by an active antenna of the AAS.
  • FIG. 9 illustrates a two-dimensional active antenna system having 64 antenna elements in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • N_t N_v ⁇ N_h antennas has a square shape
  • N_h the number of antenna columns in the horizontal direction
  • N_v the number of antenna rows in the vertical direction.
  • the radio wave can be controlled in both the vertical direction (elevation) and the horizontal direction (azimuth) to control the transmission beam in three-dimensional space.
  • This type of wavelength control mechanism may be referred to as three-dimensional beamforming.
  • FIG. 10 illustrates a system in which a base station or a terminal has a plurality of transmit / receive antennas capable of forming 3D (3-Dimension) beams based on AAS in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the example described above, and illustrates a 3D MIMO system using a 2D antenna array (ie, 2D-AAS).
  • the base station when the receiving beam is formed using a large receiving antenna, a signal power increase effect according to the antenna array gain can be expected. Therefore, in the uplink, the base station can receive a signal transmitted from the terminal through a plurality of antennas, the terminal can set its transmission power very low in consideration of the gain of the large receiving antenna to reduce the interference effect. There is an advantage.
  • FIG. 11 illustrates a two-dimensional antenna system having cross polarization in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • systems based on active antennas gain the gain of the antenna elements by weighting the active elements (e.g. amplifiers) attached (or included) to each antenna element. You can adjust the gain dynamically. Since the radiation pattern depends on the antenna arrangement such as the number of antenna elements, antenna spacing, etc., the antenna system can be modeled at the antenna element level.
  • active elements e.g. amplifiers
  • An antenna array model such as the example of FIG. 11 may be represented by (M, N, P), which corresponds to a parameter characterizing the antenna array structure.
  • M is the number of antenna elements with the same polarization in each column (ie in the vertical direction) (ie, the number or angle of antenna elements with + 45 ° slant in each column). Number of antenna elements with a -45 ° slant in the column).
  • N represents the number of columns in the horizontal direction (ie, the number of antenna elements in the horizontal direction).
  • the antenna port can be mapped to a physical antenna element.
  • An antenna port may be defined by a reference signal associated with the corresponding antenna port.
  • antenna port 0 may be associated with a cell-specific reference signal (CRS) and antenna port 6 may be associated with a positioning reference signal (PRS).
  • CRS cell-specific reference signal
  • PRS positioning reference signal
  • antenna port 0 may be mapped to one physical antenna element, while antenna port 1 may be mapped to another physical antenna element.
  • two downlink transmissions exist from the terminal point of view. One is associated with a reference signal for antenna port 0 and the other is associated with a reference signal for antenna port 1.
  • a single antenna port can be mapped to multiple physical antenna elements. This may be the case when used for beamforming. Beamforming can direct downlink transmissions to specific terminals by using multiple physical antenna elements. In general, this can be achieved using an antenna array consisting of multiple columns of multiple cross polarization antenna elements. In this case, at the terminal, there is a single downlink transmission generated from a single antenna port. One relates to the CRS for antenna port 0 and the other relates to the CRS for antenna port 1.
  • the antenna port represents downlink transmission at the terminal's point of view, not actual downlink transmission transmitted from the physical antenna element at the base station.
  • multiple antenna ports are used for downlink transmission, but each antenna port may be mapped to multiple physical antenna elements.
  • the antenna array may be used for downlink MIMO or downlink diversity.
  • antenna ports 0 and 1 may each map to multiple physical antenna elements.
  • two downlink transmissions exist from the terminal point of view. One is associated with a reference signal for antenna port 0 and the other is associated with a reference signal for antenna port 1.
  • MIMO precoding of a data stream may go through antenna port virtualization, transceiver unit (or transceiver unit) (TXRU) virtualization, and antenna element pattern.
  • TXRU transceiver unit
  • Antenna port virtualization allows the stream on the antenna port to be precoded on the TXRU.
  • TXRU virtualization allows the TXRU signal to be precoded on the antenna element.
  • the antenna element pattern may have a directional gain pattern of the signal radiated from the antenna element.
  • TXRU static antenna pattern
  • Antenna port virtualization can be performed in a frequency-selective manner.
  • an antenna port is defined with a reference signal (or pilot).
  • the DMRS is transmitted in the same bandwidth as the data signal, and both the DMRS and the data are precoded with the same precoder (or the same TXRU virtualized precoding).
  • the CSI-RS is transmitted through multiple antenna ports.
  • the precoder characterizing the mapping between the CSI-RS port and TXRU may be designed with a unique matrix so that the UE can estimate the TXRU virtualization precoding matrix for the data precoding vector.
  • the TXRU virtualization method includes 1D TXRU virtualization and 2D TXRU virtualization, which will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 12 illustrates a transceiver unit model in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • M_TXRU TXRUs are associated with M antenna elements consisting of a single column antenna array with the same polarization.
  • the TXRU model configuration corresponding to the antenna array model configuration (M, N, P) of FIG. 11 may be represented by (M_TXRU, N, P).
  • M_TXRU means the number of TXRUs present in the same column and the same polarization in 2D, and always satisfies M_TXRU ⁇ M. That is, the total number of TXRUs is equal to M_TXRU ⁇ N ⁇ P.
  • TXRU virtualization model is based on the correlation between the antenna element and the TXRU, as shown in FIG. 12 (a).
  • TXRU virtualization model option-1 sub-array partition model and as shown in FIG. 12 (b).
  • TXRU virtualization model Option-2 Can be divided into a full-connection model.
  • antenna elements are divided into multiple antenna element groups, and each TXRU is connected to one of the groups.
  • signals of multiple TXRUs are combined and delivered to a single antenna element (or an array of antenna elements).
  • q is a transmission signal vector of antenna elements having M equally polarized signals in one column.
  • w is the wideband TXRU virtualization weight vector and W is the wideband TXRU virtualization weight matrix.
  • x is a signal vector of M_TXRU TXRUs.
  • mapping between the antenna port and the TXRUs may be one-to-one (1-to-1) or one-to-many.
  • TXRU-to-element mapping in FIG. 12 shows only one example, and the present invention is not limited thereto, and TXRU and antenna elements may be implemented in various forms from a hardware point of view. The present invention can be equally applied to the mapping between them.
  • CQI index (es) and their interpretations for CQI reporting based on QPSK, 16QAM and 64QAM are given in Table 7 below.
  • the CQI index (es) and their interpretations for CQI reporting based on QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM are given in Table 8 below.
  • the UE Based on an unlimited observation interval in the time and frequency domain, the UE derives each CQI value reported in uplink subframe n. At this time, the UE derives the highest CQI index that satisfies the following conditions between CQI indexes 1 to 15 defined in Table 7 or Table 8 below, or CQI index 0 when CQI index 1 does not satisfy the following conditions: To derive
  • each CSI reference resource belongs to C_CSI, 0 or C_CSI, 1, but not both. If the CSI subframe sets C_CSI, 0 and C_CSI, 1 are set by the higher layer, the UE does not expect to receive a trigger for the CSI reference resource in a subframe that does not belong to any subframe set. In case of a UE in transmission mode 10 and periodic CSI reporting, a CSI subframe set for a CSI reference resource is configured by a higher layer for each CSI process.
  • the UE For the UE in transmission mode 9, when the parameter pmi-RI-Report is set by the higher layer, the UE is based on only the CSI-RS configured to assume non-zero power, and uplink subframe n Channel measurements are derived to calculate the CQI value reported in.
  • the UE in transmission mode 9 is not set by the parameter pmi-RI-Report by a higher layer or in the case of UEs in transmission modes 1-8, the UE derives channel measurements to calculate the CQI based on the CRS.
  • the UE corresponds to the CSI process and is reported in uplink subframe n based on only the non-zero power CSI-RS in the CSI-RS resource set in association with the CSI process. Deduce channel measurements to calculate CQI values.
  • the UE derives an interference measurement to calculate the CQI value corresponding to the CSI process and reported in uplink subframe n, based on only the CSI-IM resources set in relation to the CSI process.
  • the CSI-IM resource set in the subframe subset belonging to the CSI reference resource may derive the interference measurement. Used.
  • the serving cell is configured with the CSI-IM resource (s) configured only within the downlink subframe (s) of the radio frame indicated by the UL / DL configuration of the serving cell. It can be used to derive the interference measurement for.
  • the combination of modulation scheme and transport block size corresponds to a CQI index.
  • Combination of modulation scheme and transport block size is signaled for transmission of PDSCH in CSI reference resource according to the relevant transport block size table.
  • the modulation technique is indicated by the CQI index.
  • CSI reference resources in the serving cell are defined as follows.
  • a CSI reference resource is defined as a group of downlink resource blocks corresponding to a band associated with a derived CQI value.
  • the CSI reference resource in the time domain is defined as follows.
  • a CSI reference resource is defined as a single downlink or special subframe n-n_CQI_ref.
  • n_CQI_ref is the smallest value of 4 or greater.
  • n_CQI_ref is determined such that the reference resource is included in the same valid downlink or valid special subframe as the corresponding CSI request in the uplink DCI format. .
  • n_CQI_ref is equal to 4, and subframe n-n_CQI_ref corresponds to valid downlink or valid special subframe.
  • the subframe n-n_CQI_ref is received after the subframe carrying the corresponding CSI request in the random access response grant.
  • the CSI reference resource is determined as follows.
  • n_CQI_ref is the smallest value among the values equal to or greater than 4, and subframe n-n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or a valid special subframe.
  • the subframe n-n_CQI_ref is received in or after the subframe carrying the corresponding CSI request in the uplink DCI format.
  • n_CQI_ref is the smallest value among the values equal to or greater than 4, and the subframe n-n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or a valid special subframe. At this time, the subframe n-n_CQI_ref is received after the subframe carrying the corresponding CSI request in the random access response grant.
  • n_CQI_ref is set to the smallest value so that the reference resource is included in the valid downlink or valid special subframe n-n_CQI_ref before the subframe carrying the CSI request. All.
  • the subframe n-n_CQI_ref is a valid downlink or a valid special subframe having the smallest index in the radio frame.
  • n-n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or a valid special subframe
  • n_CQI_ref is equal to or greater than 4 so that a corresponding CSI request is included in an uplink DCI format. Is the smallest value.
  • n_CQI_ref is the smallest value among the values equal to or greater than 4, and the subframe n-n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or a valid special subframe. At this time, the subframe n-n_CQI_ref is received after the subframe carrying the corresponding CSI request in the random access response grant.
  • the CSI reference resource for a given CSI process is defined as a single downlink or special subframe n-n_CQI_ref.
  • n-n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or a valid special subframe, and the corresponding CSI request is included in the uplink DCI format in the aperiodic CSI report.
  • n_CQI_ref is the smallest value equal to or greater than 5.
  • n_CQI_ref is equal to 5
  • the subframe n-n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or a valid special subframe.
  • the subframe n-n_CQI_ref is received after the subframe carrying the corresponding CSI request in the random access response grant.
  • n_CQI_ref corresponds to a valid downlink or valid special subframe, and the corresponding CSI in the aperiodic CSI report.
  • n_CQI_ref is the smallest value equal to or greater than four.
  • n_CQI_ref is equal to 4
  • subframe n-n_CQI_ref corresponds to valid downlink or valid special subframe.
  • the subframe n-n_CQI_ref is received after the subframe carrying the corresponding CSI request in the random access response grant.
  • n_CQI_ref is the smallest value equal to or greater than five.
  • n_CQI_ref is equal to 5
  • subframe n-n_CQI_ref corresponds to valid downlink or valid special subframe.
  • the subframe n-n_CQI_ref is received after the subframe carrying the corresponding CSI request in the random access response grant.
  • the subframe in the serving cell is considered a valid downlink or a valid special subframe when at least one of the following is satisfied.
  • a subframe is configured as a downlink subframe or a special subframe for the corresponding UE.
  • the subframe in the primary cell is downward It is a link subframe or a special subframe having a length of DwPTS of 7680 * T_S or more.
  • the subframe is not an MBSFN subframe.
  • the subframe does not include the DwPTS field.
  • the subframe is an element of the CSI subframe set linked with the periodic CSI report.
  • a subframe is an element of a set of CSI subframes linked with a downlink or special subframe carrying a corresponding CSI request in an uplink DCI format.
  • the subframe corresponds to the uplink DCI format.
  • the CSI subframe set related to the CSI request when the UE configures the CSI subframe set by the higher layer parameter csi-SubframePatternConfig-r12, the subframe corresponds to the uplink DCI format. Element of the CSI subframe set related to the CSI request.
  • the subframe is uplinked. Element of the CSI subframe set related to the corresponding CSI request in the DCI format.
  • CSI reporting for the serving cell in the uplink subframe n is omitted.
  • CSI reference resources are defined by RI and PMI that influence the determination of CQI.
  • the UE assumes the following to derive the CQI index (and, if configured, PMI and RI).
  • the first three OFDM symbols are occupied by control signaling.
  • the UE assumes the following.
  • CRS RE (s) are present in a non-MBSFN subframe.
  • the UE specific reference signal overhead matches the most recently reported rank if one or more CSI-RS ports are set, and rank 1 if only a single CSI-RS port is set. Matches the transmission.
  • the PDSCH signal on the antenna ports ⁇ 7, ..., 6 + v ⁇ for the v layer is equivalent to the corresponding symbol transmitted on the antenna ports ⁇ 15, ..., 14 + P ⁇ as shown in Equation 14 below. Results in an equivalent signal.
  • I a vector of symbols derived from layer mapping.
  • P ⁇ ⁇ 1,2,4,8 ⁇ is the number of configured CSI-RS ports. If only a single CSI-RS port is set, W (i) is 1, otherwise W (i) is a precoding matrix corresponding to the reported PMI that can be applied to x (i).
  • the UE assumes the following.
  • the PDSCH is transmitted in a single antenna port, port 7.
  • the channel at antenna port ⁇ 7 ⁇ is deduced from the channel at antenna port ⁇ 15 ⁇ of the associated CSI-RS resource.
  • the CRS RE (s) is a non-MBSFN subframe.
  • the CRS overhead is assumed to be equal to the CRS overhead corresponding to the number of CRS antenna ports of the serving cell.
  • UE-specific reference signal overhead is 12 RE (s) per Physical Resource Block (PRB).
  • the PDSCH transmission scheme assumes a transmit diversity scheme at the antenna port ⁇ 0,1 ⁇ . If the number of antenna ports of the associated CSI-RS resources is 4, it is determined that the channels of the antenna ports ⁇ 0,1,2,3 ⁇ are inferred from the channels of the antenna ports ⁇ 15,16,17,18 ⁇ of the associated CSI resources, respectively. Except, the PDSCH transmission scheme assumes a transmit diversity scheme at antenna ports ⁇ 0,1,2,3 ⁇ .
  • the UE does not expect to have more than four antenna ports configured for CSI-RS resources associated with CSI processes configured without PMI / RI reporting.
  • the overhead of the CRS RE (s) is assumed to be the same number of antenna ports as the overhead of the associated CSI-RS resource.
  • UE-specific reference signal overhead is zero.
  • the UE For transmission mode 10 CSI reporting, if a CSI process involving PMI / RI reporting is set, the UE assumes the following.
  • CRS RE (s) are present in a non-MBSFN subframe.
  • the CRS overhead is assumed to be equal to the CRS overhead corresponding to the number of CRS antenna ports of the serving cell.
  • the UE-specific reference signal overhead matches the most recently reported rank for the CSI process if more than one CSI-RS port is set up, and rank 1 transmission if only a single CSI-RS port is set up.
  • the PDSCH signal on the antenna port ⁇ 7, ..., 6 + v ⁇ for the v layer is equivalent to the corresponding symbol transmitted on the antenna port ⁇ 15, ..., 14 + P ⁇ as shown in Equation 15 below. Results in an equivalent signal.
  • I a vector of symbols derived from layer mapping.
  • Table 6 illustrates a hypothesized PDSCH transmission scheme for CSI reference resources.
  • Table 7 illustrates a four bit CQI table.
  • Table 8 illustrates another 4-bit CQI table.
  • multiple CSI-RS resources such as a beamformed CSI-RS based technology in a MIMO system having a plurality of antennas (for example, FD-MIMO, Massive MIMO, 2D AAS, etc.) are used.
  • a method of setting (especially, limiting) a measurement interval for obtaining CSI in an environment in which a CSI measurement is set and performed is performed.
  • 3GPP is discussing the following regarding the enhancement of the beamformed CSI-RS based scheme of FD-MIMO.
  • This category indicates that the CSI-RS port (in a given time / frequency resource) has a narrow beam width rather than cell wide coverage, and at least some CSI-RS (at least from an eNB perspective).
  • Port-resource combinations include techniques that have different beam directions.
  • One resource may correspond to one of NZP CSI-RS resources, CSI-RS port (s), CSI process, or DRS.
  • the serving eNB measures UL signal (s) (applicable when the DL-UL duplex distance is small enough to allow reciprocity) or is reported by one or more UEs.
  • a beamformed DRS measurement may determine at least a portion of the beamforming weights.
  • DRS measurements and CSI-RS enhancement may be considered.
  • the beamformed CSI-RS resources may be controlled and may be cell-specifically or terminal-specifically allocated.
  • An access for allocation of beamformed CSI-RS resource (s) may include one or more of the following.
  • the serving eNB may dynamically change the beamforming weight applied to the NZP CSI-RS resource configured in the UE.
  • the UE may receive an indication explicitly or implicitly from the eNB.
  • the UE may be configured to always limit the NZP CSI-RS measurement window (eg, up to one subframe). Interferometry windows can be used for CSI-IM measurements. Measurement resource limits for either or both modes of CSI-IM and CSI-RS may be applied in the frequency domain.
  • the UE may be set up a CSI process in which the actual NZP CSI-RS transmission and CSI-IM measurement instance are controlled by the eNB and signaled to the UE. .
  • the measurement window may be set by higher layer signaling.
  • Scheme 1 In this scheme, a UE is configured with a single CSI process and a single NZP CSI-RS resource. CSI reporting is performed according to one of the following methods.
  • the beams are dynamic and can be UE specific.
  • Scheme 2 In this scheme, similar to Scheme 1 above, the UE is configured with a single CSI process and a single NZP CSI-RS resource. And this technique has the feature of UE port selection. That is, the CSI reporting of the UE is related to the port selection. For example, an index indicating a selection or subset of ports, RI / CQI or PMI / RI / CQI based on the subset of selected ports may be reported. In this technique, different ports belonging to NZP CSI-RS resources may be beamformed differently.
  • Scheme 3 In this scheme, a UE is configured with a single CSI process and multiple NZP CSI-RS resources.
  • One way of this technique is to perform the selection of reporting associated with a single CSI-RS resource.
  • multiple beamformed NZP CSI-RS resources are measured by the UE.
  • the UE reports a beam index (BI) of a CSI report such as PMI / RI / CQI based on a preferred NZP CSI-RS resource along with a NZP CSI-RS resource preferred by a single UE.
  • BI beam index
  • This technique performs a selection of reporting related to one or more CSI-RS resources in another way.
  • This approach is the same as the first approach, except that the UE reports an indicator (eg, multiple BI or bitmaps) to select one or more beamformed NZP CSI-RS resources. The number of resources selected can vary dynamically.
  • the UE also reports CSI such as PMI (s) / RI (s) / CQI based on the selected NZP CSI-RS resource (s).
  • the CSI report includes a single CSI report for individual RI / PMI or all selected NZP CSI-RS resource (s) per NZP CSI-RS resource.
  • Scheme 4 In this scheme, the UE establishes multiple CSI processes involving a single NZP CSI-RS resource for each CSI process. The UE selects one or more CSI processes and reports the associated CSI. After multiple CSI processes are established, the UE selects one or more CSI processes based on the measurements in the multiple CSI processes. The index (s) of the selected CSI process (s) are signaled along with the CSI such as CQI (s) / PMI (s) / RI (s) associated with the selected CSI process (s).
  • Technique 5 In this technique, CSI reporting associated with them is utilized along with a two-step process involving DRS selection and CSI-RS resource selection.
  • the UE measures multiple beamformed DRS (s) and reports a reference signal received power (CSI-RSRP) associated with a DRS index (DI) or preferred DRS (s).
  • CSI-RSRP reference signal received power
  • DI DRS index
  • s preferred DRS
  • the beamformed CSI-RS resource is then UE-specifically configured based on the reported DI or CSI-RSRP.
  • reporting of CSI such as RI / PMI / CQI is signaled.
  • CSR Codebook subset restriction
  • CSI reporting excluding PMI and / or RI may be considered for an open-loop transmit diversity scheme.
  • technique 3 That is, consider a case in which one CSI process and a plurality of NZP CSI-RS resources are configured for the UE.
  • the UE measures a plurality of beamformed NZP CSI-RS resources.
  • the best (or preferred) resource and CSI may be reported, or beam index (s) and CSI (PMI / RI / CQI) corresponding to a plurality of resources may be reported.
  • the UE measures and averages each NZP CSI-RS resource during a specific (UE-specific) measurement window to report the CSI. Therefore, the measurement window setting in the implementation of the terminal is an important problem in view of the accuracy of the measurement. In particular, if the CSI-RS considers a method of transmitting by applying different beamforming on the time axis, leaving the free measurement averaging of the UE may cause a large performance degradation of the measurement.
  • a method in which a network controls (or sets) a measurement window to be set by a terminal rather than an operation that depends on a free measurement window setting of a UE by a conventional "UE's unrestricted observation”. Suggest.
  • one-shot measurement means NZP CSI- only in a single time point (e.g., one subframe) or only a predetermined short window period in order to calculate CQI. It may mean deriving a channel measurement based on RS resources or deriving an interference measurement based on CSI-IM resources.
  • a single time point for example, one subframe
  • a preset short window is set to calculate a CQI. It may mean that the channel measurement is derived based on a plurality of NZP CSI-RS resources or the interference measurement is derived based on a plurality of CSI-IM resources only in the interval.
  • the channel measurement is derived based on the NZP CSI-RS resource only at a single time point (for example, one subframe) or only a predetermined short window period, and the interference measurement is performed based on the CSI-IM resource. It may mean deriving.
  • the base station disables measurement averaging operation in which the UE measures and averages NZP CSI-RS resource (s) configured per CSI process (eg, one or more CSI processes). Instruct the terminal. This may be referred to as channel measurement restriction information. For example, such an indication (ie, channel measurement restriction information) may be set to the terminal using higher layer signaling.
  • the channel measurement restriction indication may be integrally set to one or more NZP CSI-RS resource (s) configured in the terminal.
  • the CSI processes may be integrated in one or more NZP CSI-RS resource (s) configured per CSI process.
  • the terminal may set the measurement window according to a single viewpoint (for example, one subframe) or a preset short window period.
  • the corresponding CSI (PMI / RI / CQI) is “one time” based on one or more NZP CSI-RS resource (s) in a corresponding measurement subframe (ie, a subframe included in one or a short window period). "One-shot measurement” and report the CSI to the base station.
  • this measurement subframe is defined as a subframe in which an aperiodic CSI-RS request is received by the UE or is configured in the UE. Can be.
  • the measurement subframe may be defined as a subframe in which the most recent CSI-RS is transmitted before the CSI-RS request is received or may be configured in the terminal.
  • this measurement subframe may be defined as a reference resource (ie, CSI reference resource) time point according to the periodic CSI-RS reporting operation or may be configured in the terminal. .
  • the measurement subframe may be defined as a subframe in which the corresponding CSI-RS is transmitted most recently before the reference resource, or may be configured in the terminal.
  • the terminal When the terminal is configured to perform a beam index (BI) (or the CSI-RS resource selection (ie, CSI-RS Resource Indicator (CRI) feedback) with CSI feedback), the corresponding BI feedback
  • BI beam index
  • CRI CSI-RS Resource Indicator
  • the CSI-RS is applied to the reference resource (ie, the CSI reference resource) at or before the BI reporting point. It is assumed that the transmission subframe time point is the measurement subframe, and the terminal may calculate the BI. In addition, the UE may report the derived RI for the CSI-RS resource corresponding to the reported BI at the RI feedback time that appears later. In addition, at the feedback point of the PMI and / or CQI which appear afterwards, the UE assumes the previously reported BI and RI, and thus the CSI (ie, PMI and //) by the corresponding "one-shot measurement". Or CQI) can be calculated and reported.
  • the reference resource ie, the CSI reference resource
  • this measurement subframe is defined as a subframe in which an aperiodic CSI-RS request is received by the UE. It may be set in the terminal. Alternatively, the measurement subframe may be defined as a subframe in which the most recent CSI-RS is transmitted before the CSI-RS request is received or may be configured in the terminal.
  • this measurement subframe may be defined as a reference resource (ie, CSI reference resource) time point according to the periodic CSI-RS reporting operation or may be configured in the terminal.
  • the measurement subframe may be defined as a subframe in which the corresponding CSI-RS is transmitted most recently before the reference resource, or may be configured in the terminal.
  • the UE may measure the CSI-RS corresponding to the "one-shot measurement" subframe time point and derive and report the BI and RI together.
  • the terminal may simultaneously derive the BI and the RI.
  • the base station disables measurement averaging operation in which the UE measures and averages NZP CSI-RS resource (s) configured per CSI process (eg, one or more CSI processes).
  • the terminal may be instructed to do so.
  • such an indication ie, channel measurement restriction information
  • the channel measurement restriction indication may be independently set for each NZP CSI-RS resource set in the terminal.
  • the CSI processes may be independently configured for each NZP CSI-RS resource per CSI process.
  • the UE sets the measurement window to a single point in time (e.g., one subframe) or in advance only for the specific NZP CSI-RS resource (s) to which the indication is assigned (i.e., the channel measurement restriction is indicated). Can be set according to the set short window period.
  • the corresponding CSI (PMI / RI / CQI) may be independently performed in a corresponding measurement subframe by "one-shot measurement", and the corresponding CSI may be reported to the base station.
  • some resource (s) among a plurality of NZP CSI-RS resources included in one CSI process may be set not to force "one-shot measurement".
  • This case may correspond to a case in which the base station does not want to dynamically change the beam with respect to a specific beam, and more specifically, it may correspond to a case of configuring a cell-specific beam.
  • the CSI-RS resource (s) not set as "one-shot measurement” has an advantage of more accurately obtaining the estimated value of CSI by performing measurement averaging for a longer time point. .
  • a "one-shot measurement" limit is integrated or independently set for a plurality of resources.
  • CSI-IM when multiple resources are set per process (for example, for the purpose of measuring different interferences for specific subframes in Enhanced Interference Mitigation & Traffic Adaptation (eIMTA)), the same CSI-IM It may be limited to "one-shot measurement" integrated or independently between IM resources.
  • eIMTA Enhanced Interference Mitigation & Traffic Adaptation
  • such an indication ie, interference measurement restriction information
  • the terminal may set the interference measurement window according to a single viewpoint (for example, one subframe) or a preset short window period. Then, perform "one-shot measurement" on one or more CSI-IM resource (s) in the corresponding measurement subframe (that is, subframe included in one or short window periods) for the corresponding interference.
  • the CQI derived using the interference may be reported to the base station.
  • this measurement subframe is defined as a subframe in which an aperiodic CSI-RS request is received by the UE. It may be set in the terminal. Alternatively, the measurement subframe may be defined as a subframe in which the corresponding CSI-IM is transmitted most recently before the CSI-RS request is received or may be configured in the terminal.
  • this measurement subframe may be defined as a reference resource (ie, CSI reference resource) time point according to the periodic CSI-RS reporting operation or may be configured in the terminal.
  • the measurement subframe may be defined as a subframe in which the corresponding CSI-IM is transmitted most recently before the reference resource, or may be configured in the terminal.
  • the terminal selects a combination having the best CSI (RI / PI / CQI) among the combination of M * N (or less specific indicated combinations) CSI-RS and CSI-IM, and selects the base station. You can report to In this case, the terminal may report to the base station by using a corresponding combination index (combination index) or by using a bitmap (bitmap) method. Along with this, the derived CSI (derived CSI) derived under the assumption of the selected combination may be reported to the base station.
  • the scheme proposed in the present invention can be extended to the non-precoded CSI-RS case.
  • the base station may improve the performance by setting a "one-shot measurement" limit to the terminal.
  • the base station attempts to vary the actual CSI-RS transmission instances (actual CSI-RS transmission instances) to measure the measurement average (measurement)
  • Application is also possible for the purpose of excluding from averaging.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving channel state information according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives interference measurement restriction information and / or channel measurement restriction information from the base station (S1301).
  • the interference measurement restriction information may be set independently for each CSI-IM resource set in the terminal, or may be set integrally with the CSI-IM resource set in the terminal.
  • the channel measurement restriction information may be set independently for each NZP CSI-RS resource set in the terminal, or may be integrally set in the NZP CSI-RS resource set in the terminal.
  • the terminal derives the interference measurement based on the CSI-IM resource of only one first subframe to calculate the CQI, and / or the NZP of the CSI-RS resource of only one second subframe to calculate the CQI.
  • Channel measurement is derived based on the CSI-RS (S1302).
  • the first subframe and the second subframe may be the same subframe or different subframes.
  • the first subframe and / or the second subframe may be a subframe in which a CSI request is transmitted from the base station to the terminal.
  • the first subframe and / or the second subframe may be CSI reference resources (see 'CQI definition' described above) according to the periodic CSI reporting operation.
  • the reporting period of the BI may be set longer than the RI reporting period.
  • the CRI report is set in the terminal, the CQI, PMI, RI can be derived (under the assumption) under the conditions of the reported CRI.
  • the reporting period of the BI (or CRI) may be set equal to the RI reporting period.
  • the CRI and RI may be joint encoded.
  • CRI and RI can be derived together.
  • the terminal reports the channel state information (CSI) to the base station (S1303).
  • CSI channel state information
  • the CSI may include RI, CQI, PMI, and / or BI (or CRI), and as described above, periodic CSI reporting or aperiodic CSI reporting may be performed.
  • the UE may calculate the CQI based on the channel measurement result and / or the interference measurement result in step S1302 and report the calculated CQI to the base station.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station 1410 and a plurality of terminals 1420 located in an area of a base station 1410.
  • the base station 1410 includes a processor 1411, a memory 1412, and an RF unit 1413.
  • the processor 1411 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 13. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 1411.
  • the memory 1412 is connected to the processor 1411 and stores various information for driving the processor 1411.
  • the RF unit 1413 is connected to the processor 1411 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 1420 includes a processor 1421, a memory 1422, and an RF unit 1423.
  • the processor 1421 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 13. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 1421.
  • the memory 1422 is connected to the processor 1421 and stores various information for driving the processor 1421.
  • the RF unit 1423 is connected to the processor 1421 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the memories 1412 and 1422 may be inside or outside the processors 1411 and 1421, and may be connected to the processors 1411 and 1421 through various well-known means.
  • the base station 1410 and / or the terminal 1420 may have a single antenna or multiple antennas.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 채널 상태 정보를 전송하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 간섭 측정의 제한을 지시하는 간섭 측정 제한 정보를 수신하는 단계, 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제1 서브프레임의 채널 상태 정보-간섭 측정(CSI-IM: Channel State Information-Interference Measurement) 자원에 기초하여 간섭 측정을 도출하는 단계 및 상기 CQI를 상기 기지국에게 보고하는 단계를 포함하고, 상기 간섭 제한 정보는 상기 CSI-IM 자원 별로 독립적으로 설정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 채널 상태 정보(Channel State Information)를 송수신하기 위한 방법을 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 채널 상태 정보(Channel State Information)를 송수신하기 위한 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 채널 상태 정보 획득을 위한 채널/간섭 측정 간격을 제한하기 위한 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 단말이 채널 상태 정보를 전송하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 간섭 측정의 제한을 지시하는 간섭 측정 제한 정보를 수신하는 단계, 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제1 서브프레임의 채널 상태 정보-간섭 측정(CSI-IM: Channel State Information-Interference Measurement) 자원에 기초하여 간섭 측정을 도출하는 단계 및 상기 CQI를 상기 기지국에게 보고하는 단계를 포함하고, 상기 간섭 제한 정보는 상기 CSI-IM 자원 별로 독립적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 전송하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 기지국으로부터 간섭 측정의 제한을 지시하는 간섭 측정 제한 정보를 수신하고, 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제1 서브프레임의 채널 상태 정보-간섭 측정(CSI-IM: Channel State Information-Interference Measurement) 자원에 기초하여 간섭 측정을 도출하고, 상기 CQI를 상기 기지국에게 보고하도록 구성되고, 상기 간섭 제한 정보는 상기 CSI-IM 자원 별로 독립적으로 설정될 수 있다.
바람직하게, 기지국으로부터 채널 측정의 제한을 지시하는 채널 측정 제한 정보를 수신하는 단계 및 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제2 서브프레임의 채널 상태 정보-참조 신호(CSI-RS: Channel State Information-Reference Signal) 자원의 논-제로 파워(NZP: None Zero Power) CSI-RS에 기초하여 채널 측정을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 채널 측정 제한 정보는 상기 단말에 설정된 CSI-RS 자원에 통합적으로 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 채널 측정 제한 정보는 상기 단말에 설정된 CSI-RS 자원 별로 독립적으로 설정될 수 있다.
바람직하게, 비주기적 CSI 보고의 경우, 상기 하나의 제2 서브프레임은 CSI 요청이 상기 단말에게 전송된 서브프레임일 수 있다.
바람직하게, 주기적 CSI 보고의 경우, 상기 하나의 제2 서브프레임은 주기적 CSI 보고 동작에 따른 CSI 참조 자원일 수 있다.
바람직하게, 주기적 CSI 보고의 경우, CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 보고가 설정되면, 상기 CRI의 보고 주기는 랭크 지시자(RI: Rank Indicator)의 보고 주기보다 길게 설정될 수 있다.
바람직하게, CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 보고가 설정되면, 상기 CQI, 프리코딩 행렬 지시자(PMI: Precoding Matrix Indicator), 랭크 지시자(RI: Rank Indicator)는 상기 CRI의 조건 하에 도출될 수 있다.
바람직하게, 주기적 CSI 보고의 경우, CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 보고가 설정되면, 상기 CRI의 보고 주기는 랭크 지시자(RI: Rank Indicator) 주기와 같게 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 CRI 및 상기 RI는 조인트 인코딩될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 채널/간섭 측정 윈도우를 제한함으로써 채널/간섭 측정의 성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 특히 CSI-RS가 시간 축 상에서 상이한 빔포밍을 적용하여 전송하는 방식이 고려되는 경우, 채널/간섭 측정 윈도우를 제한함으로써 채널/간섭 측정의 성능이 향상될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 참조 신호가 매핑되는 자원을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서, 64개의 안테나 요소(antenna elements)를 가지는 2차원 능동 안테나 시스템을 예시한다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 기지국 또는 단말이 AAS 기반의 3D(3-Dimension) 빔 형성이 가능한 다수의 송/수신 안테나를 갖고 있는 시스템을 예시한다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 교차 편파(cross polarization)를 가지는 2차원 안테나 시스템을 예시한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 트랜스시버 유닛 모델을 예시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보를 송수신하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.
도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다.
타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다.
표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000001
표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.
DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.
상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.
표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000002
도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
MIMO (Multi-Input Multi-Output)
MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신(Tx) 안테나와 다중 수신(Rx) 안테나를 사용한다. 다시 말해서, MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 'MIMO'를 '다중 입출력 안테나'라 칭하기로 한다.
더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지(total message)를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며, 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨다. 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이와 같은 상황에서 MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.
한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테나(MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.
도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 송신 안테나의 수를 N_T개로, 수신 안테나의 수를 N_R개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트(transfer rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(R_o)에 다음과 같은 레이트 증가율(R_i)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000001
즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.
각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫째로, 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열과, 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스(Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트렐리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수(N_T)와 수신 안테나 수(N_R)의 곱(N_T × N_R)에 해당되는 양을 얻을 수 있다.
둘째로, 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데, 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기법을 이용하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLD(maximum likelihood detection) 수신기, ZF(zero-forcing) 수신기, MMSE(minimum mean square error) 수신기, D-BLAST (Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time), V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) 등이 있으며, 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD(singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.
셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며, 이 중 시공간 블록 부호 (Double-STTD), 시공간 BICM(STBICM) 등의 방식이 있다.
상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 N_T개의 송신 안테나와 N_R개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다.
먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 N_T개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 N_T개 이므로, 이를 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000002
한편, 각각의 전송 정보 s_1, s_2, ..., s_N_T에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P_1, P_2, ..., P_N_T라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000003
또한, 수학식 3의 전송 전력이 조정된 전송 정보를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000004
한편, 수학식 4의 전송 전력이 조정된 정보 벡터는 그 후 가중치 행렬 W가 곱해져 실제 전송되는 N_T개의 전송 신호 x_1, x_2, ..., x_N_T를 구성한다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 x_1, x_2, ..., x_N_T를 벡터 x를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000005
여기서, w_ij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며, W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)라 부른다.
한편, 상술한 바와 같은 전송 신호(x)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.
공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 벡터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 벡터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.
물론, 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 혼합하는 방법도 고려 가능하다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.
다음으로, 수신신호는 N_R개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신호 y_1, y_2, ..., y_N_R을 벡터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000006
한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 h_ij로 표시하기로 한다. 여기서, h_ij의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 벡터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 벡터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 총 N_T개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000007
또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 N_T개의 송신 안테나로부터 N_R개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000008
한편, 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해지게 되므로, N_R개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 n_1, n_2, ..., n_N_R을 백터로 표현하면 다음과 같다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000009
상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000010
한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 N_R과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N_T와 같아 지게 된다. 즉, 채널 행렬 H는 N_R×N_T 행렬이 된다.
일반적으로, 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000011
또한, 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition)를 하였을 때, 랭크는 고유치(eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD(singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값(singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)'는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수'는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
참조 신호( RS : Reference Signal)
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호(RS: reference signal)라고 한다.
또한 최근 대부분의 이동통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피, 다중송신안테나와 다중수신안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 사용한다. 다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한다. 따라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다.
이동 통신 시스템에서 RS는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 상태 정보 획득을 위한 목적의 RS와 데이터 복조를 위해 사용되는 RS가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 상태 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 UE라도 그 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 무선 자원 무선 자원 관리(RRM: Radio Resource Management) 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 리소스에 함께 보내는 RS로서, UE는 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
하향 참조 신호는 셀 내 모든 단말이 공유하는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등의 측정 등을 위한 하나의 공통 참조 신호(CRS: common RS)와 특정 단말만을 위하여 데이터 복조를 위해 사용되는 전용 참조 신호(dedicated RS)가 있다. 이와 같은 참조 신호들을 이용하여 복조(demodulation)와 채널 측정(channel measurement)을 위한 정보를 제공할 수 있다. 즉, DRS는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용된다.
수신 측(즉, 단말)은 CRS로부터 채널 상태를 측정하고, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신 측(즉, 기지국)으로 피드백한다. CRS는 셀 특정 기준신호(cell-specific RS)라고도 한다. 반면, 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다. DRS를 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS) 또는 복조 참조 신호(DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 7을 참조하면, 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 × 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉, 시간 축(x축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전치(normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가지고(도 7(a)의 경우), 확장 순환 전치(extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다(도 7(b)의 경우). 자원 블록 격자에서 '0', '1', '2' 및 '3'으로 기재된 자원 요소들(REs)은 각각 안테나 포트 인덱스 '0', '1', '2' 및 '3'의 CRS의 위치를 의미하며, 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS의 위치를 의미한다.
이하 CRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, CRS는 물리적 안테나의 채널을 추정하기 위해 사용되고, 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포된다. 즉, 이 CRS는 cell-specific한 시그널로, 광대역에 대해서 매 서브 프레임마다 전송된다. 또한, CRS는 채널 품질 정보(CSI) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.
CRS는 전송 측(기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포맷으로 정의된다. 3GPP LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에서는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS가 전송된다. 하향링크 신호 송신 측은 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다. 기지국의 송신 안테나가 4개일 경우 한 RB 에서의 CRS 패턴은 도 7과 같다.
기지국이 단일의 송신 안테나를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열된다.
기지국이 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 시분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 및/또는 주파수 분할 다중화(FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된다. 즉, 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되기 위해 서로 다른 시간 자원 및/또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된다.
게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 4개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및/또는 FDM 방식을 이용하여 배열된다. 하향링크 신호의 수신 측(단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테나 전송, 송신 다이버시티, 폐쇄 루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing), 개방 루프 공간 다중화(open-loop spatial multiplexing) 또는 다중 사용자-다중 입출력 안테나(Multi-User MIMO)와 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다.
다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부터 전송될 때, 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되며, 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되지 않는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는다.
이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, DRS는 데이터를 복조하기 위하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선행 부호화(precoding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안테나에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상응하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사용된다.
3GPP LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)은 최대로 4개의 전송 안테나를 지원하고, 랭크 1 빔포밍(beamforming)을 위한 DRS가 정의된다. 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 또한 안테나 포트 인덱스 5 를 위한 참조 신호를 나타낸다.
LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서 기지국의 하향 링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있도록 디자인되어야 한다. 따라서 최대 8개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서 하향 링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되고 디자인되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS는 위에서 설명한 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 디자인되어야 한다.
LTE-A 시스템을 디자인 함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 하위 호환성(backward compatibility), 즉 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 아무 무리 없이 잘 동작해야 하고, 시스템 또한 이를 지원해야 한다는 것이다. RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브 프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에서 추가적으로 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. LTE-A 시스템에서 기존 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 RS 패턴을 매 서브 프레임마다 전 대역에 추가하게 되면 RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다.
따라서 LTE-A 시스템에서 새로이 디자인되는 RS는 크게 두 가지 분류로 나누게 되는데, MCS, PMI 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS (CSI-RS: Channel State Information-RS, Channel State Indication-RS 등)와 8개의 전송 안테나로 전송되는 데이터 복조를 위한 RS(DM-RS: Data Demodulation-RS)이다.
채널 측정 목적의 CSI-RS는 기존의 CRS가 채널 측정, 핸드 오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리 채널 측정 위주의 목적을 위해서 디자인되는 특징이 있다. 물론 이 또한 핸드 오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로 CRS와 달리 매 서브 프레임마다 전송되지 않아도 된다. CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로 전송된다.
데이터 복조를 위해서 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 UE에게 전용적(dedicated)으로 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송되는 것이다.
LTE-A 시스템에서 기지국의 하향 링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원한다. LTE-A 시스템에서 기존 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 RS를 매 서브 프레임마다 전 대역에 전송하게 되면 RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서 LTE-A 시스템에서는 MCS, PMI 등의 선택을 위한 CSI 측정 목적의 CSI-RS와 데이터 복조를 위한 DM-RS로 분리되어 두 개의 RS가 추가되었다. CSI-RS는 RRM 측정 등의 목적으로도 사용될 수는 있지만 CSI 획득의 주목적을 위해서 디자인되었다. CSI-RS는 데이터 복조에 사용되지 않으므로 매 서브 프레임마다 전송될 필요는 없다. 그러므로 CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 시간 축 상에서 간헐적으로 전송하도록 한다. 즉, CSI-RS는 한 서브 프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 전송되거나 특정 전송 패턴으로 전송될 수 있다. 이 때 CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 eNB가 설정할 수 있다.
데이터 복조를 위해서는 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 UE에게 dedicated하게 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송된다.
CSI-RS를 측정하기 위해서 UE는 반드시 자신이 속한 셀의 각각의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 전송 서브 프레임 인덱스, 전송 서브 프레임 내에서 CSI-RS 자원 요소(RE) 시간-주파수 위치, 그리고 CSI-RS 시퀀스 등에 대한 정보를 알고 있어야 한다.
LTE-A 시스템에 eNB는 CSI-RS를 최대 8개의 안테나 포트에 대해서 각각 전송해야 한다. 서로 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원은 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 한 eNB가 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송할 때 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 다른 RE에 맵핑함으로써 FDM/TDM방식으로 이들 자원을 orthogonal하게 할당할 수 있다. 또는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 orthogonal한 코드에 맵핑시키는 CDM방식으로 전송할 수 있다.
CSI-RS에 관한 정보를 eNB가 자기 셀 UE에게 알려줄 때, 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간-주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로, CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 번호들, 또는 CSI-RS가 전송되는 주기, CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 오프셋이며, 특정 안테나의 CSI-RS RE가 전송되는 OFDM 심볼 번호, 주파수 간격(spacing), 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 쉬프트 값 등이 있다.
CSI-RS는 1개, 2개, 4개 또는 8개의 안테나 포트를 통해 전송된다. 이때, 사용되는 안테나 포트는 각각 p=15, p=15,16, p=15,...,18, p=15,...,22이다. CSI-RS는 서브캐리어 간격 Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다.
CSI-RS 전송을 위해 설정된 서브프레임 내에서, CSI-RS 시퀀스는 아래 수학식 12와 같이 각 안테나 포트(p) 상의 참조 심볼(reference symbol)로서 이용되는 복소 변조 심볼(complex-valued modulation symbol) a_k,l^(p)에 매핑된다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000012
상기 수학식 12에서, (k',l')(여기서, k'는 자원 블록 내 부반송파 인덱스이고, l'는 슬롯 내 OFDM 심볼 인덱스를 나타낸다.) 및 n_s의 조건은 아래 표 3 또는 표 4와 같은 CSI-RS 설정(configuration)에 따라 결정된다.
표 3는 일반 CP에서 CSI-RS 구성으로부터 (k',l')의 매핑을 예시한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000003
표 4는 확장 CP에서 CSI-RS 구성으로부터 (k',l')의 매핑을 예시한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000004
표 3 및 표 4를 참조하면, CSI-RS의 전송에 있어서, 이종 네트워크(HetNet: heterogeneous network) 환경을 포함하여 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭(ICI: inter-cell interference)을 줄이기 위하여 최대 32개(일반 CP 경우) 또는 최대 28개(확장 CP 경우)의 서로 다른 구성(configuration)이 정의된다.
CSI-RS 구성은 셀 내의 안테나 포트의 개수 및 CP에 따라 서로 다르며, 인접한 셀은 최대한 서로 다른 구성을 가질 수 있다. 또한, CSI-RS 구성은 프레임 구조에 따라 FDD 프레임과 TDD 프레임에 모두 적용하는 경우와 TDD 프레임에만 적용하는 경우로 나눠질 수 있다.
표 3 및 표 4를 기반으로 CSI-RS 구성에 따라 (k',l') 및 n_s가 정해지고, 각 CSI-RS 안테나 포트에 따라 CSI-RS 전송에 이용하는 시간-주파수 자원이 결정된다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 참조 신호가 매핑되는 자원을 예시하는 도면이다.
도 8(a)는 1개 또는 2개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의한 CSI-RS 전송에 사용 가능한 20가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이고, 도 8(b)는 4개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의해 사용 가능한 10가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이며, 도 8(c)는 8개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의해 CSI-RS 전송에 사용 가능한 5가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이다.
이와 같이, 각 CSI-RS 구성에 따라 CSI-RS가 전송되는 무선 자원(즉, RE 쌍)이 결정된다.
특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 1개 혹은 2개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(a)에 도시된 20가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다.
마찬가지로, 특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 4개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(b)에 도시된 10가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다. 또한, 특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 8개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(c)에 도시된 5가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다.
2개의 안테나 포트 별(즉, {15,16}, {17,18}, {19,20}, {21,22})로 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS는 동일한 무선 자원에 CDM되어 전송된다. 안테나 포트 15 및 16를 예를 들면, 안테나 포트 15 및 16에 대한 각각의 CSI-RS 복소 심볼은 동일하나, 서로 다른 직교 코드(예를 들어, 왈시 코드(walsh code)가 곱해져서 동일한 무선 자원에 매핑된다. 안테나 포트 15에 대한 CSI-RS의 복소 심볼에는 [1, 1]이 곱해지고, 안테나 포트 16에 대한 CSI-RS의 복소 심볼에는 [1 -1]이 곱해져서 동일한 무선 자원에 매핑된다. 이는 안테나 포트 {17,18}, {19,20}, {21,22}도 마찬가지이다.
UE는 전송된 심볼에 곱해진 코드를 곱하여 특정 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 검출할 수 있다. 즉, 안테나 포트 15에 대한 CSI-RS를 검출하기 위해서 곱해진 코드 [1 1]을 곱하고, 안테나 포트 16에 대한 CSI-RS를 검출하기 위해서 곱해진 코드 [1 -1]을 곱한다.
도 8(a) 내지 (c)를 참조하면, 동일한 CSI-RS 구성 인덱스에 해당하게 되면, 안테나 포트 수가 많은 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원은 CSI-RS 안테나 포트 수가 적은 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원을 포함한다. 예를 들어, CSI-RS 구성 0의 경우, 8개 안테나 포트 수에 대한 무선 자원은 4개 안테나 포트 수에 대한 무선 자원과 1 또는 2개의 안테나 포트 수에 대한 무선 자원을 모두 포함한다.
하나의 셀에서 복수의 CSI-RS 구성이 사용될 수 있다. 넌-제로 전력(NZP: non-zero power) CSI-RS는 0개 또는 1개 CSI-RS 구성만이 이용되고, 제로 전력(ZP: zero power) CSI-RS는 0개 또는 여러 개의 CSI-RS 구성이 이용될 수 있다.
상위 계층에 의해 설정되는 16 비트의 비트맵인 ZP CSI-RS(ZeroPowerCSI-RS)에서 1로 설정된 각 비트 별로, UE는 위의 표 3 및 표 4의 4개의 CSI-RS 열(column)에 해당하는 RE들에서(상위 계층에 의해 설정된 NZP CSI-RS를 가정하는 RE와 중복되는 경우를 제외) 제로 전송 전력을 가정한다. 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit)는 가장 낮은 CSI-RS 구성 인덱스에 해당하고, 비트맵 내에서 그 다음의 비트는 순서대로 다음의 CSI-RS 구성 인덱스에 해당한다.
CSI-RS는 위의 표 3 및 표 4에서 (n_s mod 2)의 조건을 만족하는 하향링크 슬롯 및 CSI-RS 서브프레임 구성을 만족하는 서브프레임에서만 전송된다.
프레임 구조 타입 2(TDD)의 경우, 스페셜 서브프레임, 동기 신호(SS), PBCH 또는 SIB 1(SystemInformationBlockType1) 메시지 전송과 충돌되는 서브프레임 또는 페이징 메시지 전송을 위해 설정된 서브프레임에서 CSI-RS는 전송되지 않는다.
또한, 안테나 포트 세트 S(S={15}, S={15,16}, S={17,18}, S={19,20} 또는 S={21,22}) 내 속하는 어떠한 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송되는 RE는 PDSCH 또는 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송에 사용되지 않는다.
CSI-RS 전송에 사용되는 시간-주파수 자원들은 데이터 전송에 사용될 수 없으므로, CSI-RS 오버헤드가 증가할수록 데이터 처리량(throughput)이 감소하게 된다. 이를 고려하여 CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되도록 구성되지 않고, 다수의 서브프레임에 해당하는 소정의 전송 주기마다 전송되도록 구성된다. 이 경우, 매 서브프레임마다 CSI-RS가 전송되는 경우에 비하여 CSI-RS 전송 오버헤드가 많이 낮아질 수 있다.
CSI-RS 전송을 위한 서브프레임 주기(이하, 'CSI 전송 주기'로 지칭함)(T_CSI-RS) 및 서브프레임 오프셋(Δ_CSI-RS)은 아래 표 5과 같다.
표 5은 CSI-RS 서브프레임 구성을 예시한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000005
표 5을 참조하면, CSI-RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS)에 따라 CSI-RS 전송 주기(T_CSI-RS) 및 서브프레임 오프셋(Δ_CSI-RS)이 결정된다.
표 5의 CSI-RS 서브프레임 구성은 앞서 'SubframeConfig' 필드 및 'zeroTxPowerSubframeConfig' 필드 중 어느 하나로 설정될 수 있다. CSI-RS 서브프레임 구성은 NZP CSI-RS 및 ZP CSI-RS에 대하여 개별적으로(separately) 설정될 수 있다.
CSI-RS를 포함하는 서브프레임은 아래 수학식 13을 만족한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000013
수학식 13에서 T_CSI-RS는 CSI-RS 전송 주기, Δ_CSI-RS는 서브프레임 오프셋 값, n_f는 시스템 프레임 넘버, n_s는 슬롯 넘버를 의미한다.
서빙 셀에 대해 전송 모드 9(transmission mode 9)가 설정된 UE의 경우, UE는 하나의 CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다. 서빙 셀에 대해 전송 모드 10(transmission mode 10)이 설정된 UE의 경우, UE는 하나 또는 그 이상의 CSI-RS 자원 구성(들)이 설정될 수 있다.
현재 LTE 표준에서 CSI-RS 구성은 안테나 포트 개수(antennaPortsCount), 서브프레임 구성(subframeConfig), 자원 구성(resourceConfig) 등으로 구성되어 있어, CSI-RS가 몇 개의 안테나 포트에서 전송되는지, CSI-RS가 전송될 서브프레임의 주기 및 오프셋이 어떻게 되는지, 그리고 해당 서브프레임에서 어떤 RE 위치(즉, 주파수와 OFDM 심볼 인덱스)에서 전송되는지 알려준다.
구체적으로 각 CSI-RS (자원) 구성을 위한 아래와 같이 파라미터가 상위 계층 시그널링을 통해 설정된다.
- 전송 모드 10이 설정된 경우, CSI-RS 자원 구성 식별자
- CSI-RS 포트 개수(antennaPortsCount): CSI-RS 전송을 위해 사용되는 안테나 포트의 개수를 나타내는 파라미터(예를 들어, 1 CSI-RS 포트, 2 CSI-RS 포트, 4 CSI-RS 포트, 8 CSI-RS 포트)
- CSI-RS 구성(resourceConfig) (표 3 및 표 4 참조): CSI-RS 할당 자원 위치에 관한 파라미터
- CSI-RS 서브프레임 구성(subframeConfig, 즉 I_CSI-RS) (표 5 참조): CSI-RS가 전송될 서브프레임 주기 및/또는 오프셋에 관한 파라미터
- 전송 모드 9가 설정된 경우, CSI 피드백을 위한 전송 파워(P_C): 피드백을 위한 참조 PDSCH 전송 파워에 대한 UE의 가정과 관련하여, UE가 CSI 피드백을 도출하고 1 dB 단계 크기로 [-8, 15] dB 범위 내에서 값을 취할 때, P_C는 PDSCH RE 당 에너지(EPRE: Energy Per Resource Element)와 CSI-RS EPRE의 비율로 가정된다.
- 전송 모드 10이 설정된 경우, 각 CSI 프로세스에 대하여 CSI 피드백을 위한 전송 파워(P_C). CSI 프로세스에 대하여 CSI 서브프레임 세트들 C_CSI,0 및 C_CSI,1가 상위 계층에 의해 설정되면, P_C는 CSI 프로세스의 각 CSI 서브프레임 세트 별로 설정된다.
- 임의 랜덤(pseudo-rnadom) 시퀀스 발생기 파라미터(n_ID)
- 전송 모드 10이 설정된 경우, QCL(QuasiCo-Located) 타입 B UE 가정을 위한 QCL 스크램블링 식별자(qcl-ScramblingIdentity-r11), CRS 포트 카운트(crs-PortsCount-r11), MBSFN 서브프레임 설정 리스트(mbsfn-SubframeConfigList-r11) 파라미터를 포함하는 상위 계층 파라미터('qcl-CRS-Info-r11')
UE가 도출한 CSI 피드백 값이 [-8, 15] dB 범위 내의 값을 가질 때, P_C는 CSI-RS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율로 가정된다. 여기서, PDSCH EPRE는 CRS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율이 ρ_A인 심볼에 해당한다.
서빙 셀의 동일한 서브프레임에서 CSI-RS와 PMCH이 함께 설정되지 않는다.
프레임 구조 타입 2에서 4개의 CRS 안테나 포트가 설정된 경우, UE는 일반 CP의 경우 [20-31] 세트(표 3 참조) 또는 확장 CP의 경우 [16-27] 세트(표 4 참조)에 속하는 CSI-RS 구성 인덱스가 설정되지 않는다.
UE는 CSI-RS 자원 구성의 CSI-RS 안테나 포트가 지연 확산(delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 쉬프트(Doppler shift), 평균 이득(average gain) 및 평균 지연(average delay)에 대하여 QCL 관계를 가진다고 가정할 수 있다.
전송 모드 10 그리고 QCL 타입 B가 설정된 UE는 CSI-RS 자원 구성에 해당하는 안테나 포트 0-3과 CSI-RS 자원 구성에 해당하는 안테나 포트 15-22가 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 쉬프트(Doppler shift)에 대하여 QCL 관계라고 가정할 수 있다.
전송 모드 1-9가 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 UE는 하나의 ZP CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다. 전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 UE는 하나 또는 그 이상의 ZP CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다.
상위 계층 시그널링을 통해 ZP CSI-RS 자원 구성을 위한 아래와 같은 파라미터가 설정될 수 있다.
- ZP CSI-RS 구성 리스트(zeroTxPowerResourceConfigList) (표 3 및 표 4 참조): 제로-파워 CSI-RS 구성에 관한 파라미터
- ZP CSI-RS 서브프레임 구성(zeroTxPowerSubframeConfig, 즉 I_CSI-RS) (표 5 참조): 제로-파워 CSI-RS가 전송되는 서브프레임 주기 및/또는 오프셋에 관한 파라미터
서빙 셀의 동일한 서브프레임에서 ZP CSI-RS와 PMCH가 동시에 설정되지 않는다.
전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 하나 또는 그 이상의 CSI-IM(Channel-State Information - Interference Measurement) 자원 구성이 설정될 수 있다.
상위 계층 시그널링을 통해 각 CSI-IM 자원 구성을 위한 아래와 같은 파라미터가 설정될 수 있다.
- ZP CSI-RS 구성 (표 3 및 표 4 참조)
- ZP CSI RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS) (표 5 참조)
CSI-IM 자원 구성은 설정된 ZP CSI-RS 자원 구성 중 어느 하나와 동일하다.
서빙 셀의 동일한 서브프레임 내 CSI-IM 자원과 PMCH가 동시에 설정되지 않는다.
매시브 MIMO (Massive MIMO )
다수의 안테나를 가지는 MIMO 시스템을 매시브 MIMO(Massive MIMO) 시스템으로 지칭할 수 있으며, 스펙트럼 효율(spectral efficiency), 에너지 효율(energy efficiency), 프로세싱 복잡도(processing complexity)를 향상 시키기 위한 수단으로써 주목 받고 있다.
최근 3GPP에서는 미래의 이동 통신 시스템의 스펙트럼 효율성에 대한 요구사항을 만족시키기 위하여 매시브 MIMO 시스템에 대한 논의가 시작되었다. 매시브 MIMO는 전-차원 MIMO(FD-MIMO: Full-Dimension MIMO)로도 지칭된다.
LTE 릴리즈(Rel: release)-12 이후의 무선 통신 시스템에서는 능동 안테나 시스템(AAS: Active Antenna System)의 도입이 고려되고 있다.
신호의 위상 및 크기를 조정할 수 있는 증폭기와 안테나가 분리되어 있는 기존의 수동 안테나 시스템과 달리, AAS는 각각의 안테나가 증폭기와 같은 능동 소자를 포함하도록 구성된 시스템을 의미한다.
AAS는 능동 안테나 사용에 따라 증폭기와 안테나를 연결하기 위한 별도의 케이블, 커넥터, 기타 하드웨어 등이 필요하지 않고, 따라서 에너지 및 운용 비용 측면에서 효율성이 높은 특징을 갖는다. 특히, AAS는 각 안테나 별 전자식 빔 제어(electronic beam control) 방식을 지원하기 때문에 빔 방향 및 빔 폭을 고려한 정교한 빔 패턴 형성 또는 3차원 빔 패턴을 형성하는 등의 진보된 MIMO 기술을 가능하게 한다.
AAS 등의 진보된 안테나 시스템의 도입으로 다수의 입출력 안테나와 다차원 안테나 구조를 갖는 대규모 MIMO 구조 또한 고려되고 있다. 일례로, 기존의 일자 형 안테나 배열과 달리 2차원(2D: 2-Dimension) 안테나 배열을 형성할 경우, AAS의 능동 안테나에 의해 3차원 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서, 64개의 안테나 요소(antenna elements)를 가지는 2차원 능동 안테나 시스템을 예시한다.
도 9에서는 일반적인 2차원(2D: 2 Dimension) 안테나 배열을 예시하고 있으며, 도 9와 같이 N_t=N_v·N_h개의 안테나가 정방형의 모양을 갖는 경우를 고려할 수 있다. 여기서, N_h는 수평 방향으로 안테나 열의 개수를 N_v는 수직 방향으로 안테나 행의 개수를 나타낸다.
이러한 2D 구조의 안테나 배열을 이용하면, 3차원 공간에서 전송 빔을 제어할 수 있도록 무선 파장(radio wave)이 수직 방향(고도(elevation)) 및 수평 방향(방위각(azimuth))으로 모두 제어될 수 있다. 이러한 타입의 파장 제어 메커니즘을 3차원 빔포밍으로 지칭할 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 기지국 또는 단말이 AAS 기반의 3D(3-Dimension) 빔 형성이 가능한 다수의 송/수신 안테나를 갖고 있는 시스템을 예시한다.
도 10은 앞서 설명한 예를 도식화한 것으로서, 2차원 안테나 배열(즉, 2D-AAS)를 이용한 3D MIMO 시스템을 예시한다.
송신 안테나 관점에서 상기 3차원 빔 패턴을 활용할 경우, 빔의 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로의 준-정적 또는 동적인 빔 형성을 수행할 수 있으며 일례로 수직 방향의 섹터 형성 등의 응용을 고려할 수 있다.
또한, 수신 안테나 관점에서는 대규모 수신 안테나를 활용하여 수신 빔을 형성할 때, 안테나 배열 이득(antenna array gain)에 따른 신호 전력 상승 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 상향링크의 경우, 기지국이 다수의 안테나를 통해 단말로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있으며, 이때 단말은 간섭 영향을 줄이기 위해 대규모 수신 안테나의 이득을 고려하여 자신의 송신 전력을 매우 낮게 설정할 수 있는 장점이 있다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 교차 편파(cross polarization)를 가지는 2차원 안테나 시스템을 예시한다.
편파(Polarization)를 고려한 2D 평면 배열 안테나(planar antenna array) 모델의 경우, 도 11과 같이 도식화할 수 있다.
수동적 안테나(passive antenna)에 따른 기존의 MIMO 시스템과 달리, 능동 안테나에 기반한 시스템은 각 안테나 요소에 부착된(또는 포함된) 능동 소자(예를 들어, 증폭기)에 가중치를 적용함으로써 안테나 요소의 이득(gain)을 동적으로 조절할 수 있다. 방사 패턴(radiation pattern)은 안테나 요소의 개수, 안테나 간격(spacing) 등과 같은 안테나 배치(arrangement)에 의존하므로, 안테나 시스템은 안테나 요소 레벨에서 모델링될 수 있다.
도 11의 예시와 같은 안테나 배열 모델을 (M, N, P)로 나타낼 수 있으며, 이는 안테나 배열 구조를 특징 짓는 파라미터에 해당된다.
M은 각 열(즉, 수직 방향에서)에서 같은 편파(polarization)를 가지고 있는 안테나 요소(antenna element)의 개수(즉, 각 열에서 +45°경사(slant)를 가지고 있는 안테나 요소의 개수 또는 각 열에서 -45°경사(slant)를 가지고 있는 안테나 요소의 개수)를 나타낸다.
N은 수평 방향의 열의 개수(즉, 수평 방향에서 안테나 요소의 개수)를 나타낸다.
P는 편파(polarization)의 차원(dimension)의 개수를 나타낸다. 도 11의 경우와 같이 교차 편파(cross polarization)의 경우 P=2이나, 동일 편파(co-polarization)의 경우 P=1이다.
안테나 포트(antenna port)는 물리적 안테나 요소(physical antenna element)로 매핑될 수 있다. 안테나 포트(antenna port)는 해당 안테나 포트와 관련된 참조 신호에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템에서 안테나 포트 0는 CRS(Cell-specific Reference Signal)와 관련되고, 안테나 포트 6는 PRS(Positioning Reference Signal)와 관련될 수 있다.
일례로, 안테나 포트와 물리적 안테나 요소 간은 일대일 매핑될 수 있다. 단일의 교차 편파(cross polarization) 안테나 요소가 하향링크 MIMO 또는 하향링크 전송 다이버시티를 위해 사용되는 경우 등이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 안테나 포트 0는 하나의 물리적 안테나 요소에 매핑되는 반면, 안테나 포트 1은 다른 물리적 안테나 요소에 매핑될 수 있다. 이 경우, 단말 입장에서는, 2개의 하향링크 전송이 존재한다. 하나는 안테나 포트 0을 위한 참조 신호와 관련되고, 또 다른 하나는 안테나 포트 1을 위한 참조 신호와 관련된다.
다른 일례로, 단일의 안테나 포트는 다중의 물리적 안테나 요소에 매핑될 수 있다. 빔포밍(beamforming)을 위해 사용되는 경우 등이 이에 해당될 수 있다. 빔포밍은 다중의 물리적 안테나 요소를 이용함으로써, 하향링크 전송이 특정 단말에게 향하도록 할 수 있다. 일반적으로 다중의 교차 편파(cross polarization) 안테나 요소의 다중의 열(column)로 구성되는 안테나 배열(antenna array)를 사용하여 이를 달성할 수 있다. 이 경우, 단말 입장에서는, 단일의 안테나 포트로부터 발생된 단일의 하향링크 전송이 존재한다. 하나는 안테나 포트 0을 위한 CRS와 관련되고, 또 다른 하나는 안테나 포트 1을 위한 CRS와 관련된다.
즉, 안테나 포트는 기지국에서 물리적 안테나 요소로부터 전송된 실제 하향링크 전송이 아닌 단말 입장에서의 하향링크 전송을 나타낸다.
다른 일례로, 다수의 안테나 포트가 하향링크 전송을 위해 사용되나, 각 안테나 포트는 다중의 물리적 안테나 요소에 매핑될 수 있다. 이 경우는 안테나 배열이 하향링크 MIMO 또는 하향링크 다이버시티를 위해 사용되는 경우 등이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 안테나 포트 0 및 1은 각각 다중의 물리적 안테나 요소에 매핑될 수 있다. 이 경우, 단말 입장에서는, 2개의 하향링크 전송이 존재한다. 하나는 안테나 포트 0을 위한 참조 신호와 관련되고, 또 다른 하나는 안테나 포트 1을 위한 참조 신호와 관련된다.
FD-MIMO 에서는, 데이터 스트림의 MIMO 프리코딩은 안테나 포트 가상화, 트랜스시버 유닛(또는 송수신 유닛)(TXRU: transceiver unit) 가상화, 안테나 요소 패턴을 거칠 수 있다.
안테나 포트 가상화는 안테나 포트 상의 스트림이 TXRU 상에서 프리코딩된다. TXRU 가상화는 TXRU 신호가 안테나 요소 상에서 프리코딩된다. 안테나 요소 패턴은 안테나 요소로부터 방사되는 신호는 방향성의 이득 패턴(directional gain pattern)을 가질 수 있다.
기존의 송수신기(transceiver) 모델링에서는, 안테나 포트와 TXRU 간의 정적인 일대일 매핑이 가정되고, TXRU 가상화 효과는 TXRU 가상화 및 안테나 요소 패턴의 효과 모두를 포함하는 정적인 (TXRU) 안테나 패턴으로 합쳐진다.
안테나 포트 가상화는 주파수-선택적인 방법으로 수행될 수 있다. LTE에서 안테나 포트는 참조 신호(또는 파일럿)와 함께 정의된다. 예를 들어, 안테나 포트 상에서 프리코딩된 데이터 전송을 위해, DMRS가 데이터 신호와 동일한 대역폭에서 전송되고, DMRS와 데이터 모두 동일한 프리코더(또는 동일한 TXRU 가상화 프리코딩)로 프리코딩된다. CSI 측정을 위해 CSI-RS는 다중의 안테나 포트를 통해 전송된다. CSI-RS 전송에 있어서, 단말에서 데이터 프리코딩 벡터를 위한 TXRU 가상화 프리코딩 행렬을 추정할 수 있도록 CSI-RS 포트와 TXRU 간의 매핑을 특징짓는 프리코더는 고유한 행렬로 설계될 수 있다.
TXRU 가상화 방법은 1차원 TXRU 가상화(1D TXRU virtualization)와 2차원 TXRU 가상화(2D TXRU virtualization)이 논의되며, 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 트랜스시버 유닛 모델을 예시한다.
1D TXRU 가상화에 있어서, M_TXRU 개의 TXRU은 동일한 편파(polarization)을 가지는 단일의 열(column) 안테나 배열로 구성되는 M개의 안테나 요소와 관련된다.
2D TXRU 가상화에 있어서, 앞서 도 11의 안테나 배열 모델 구성 (M, N, P)에 상응하는 TXRU 모델 구성은 (M_TXRU, N, P)로 나타낼 수 있다. 여기서, M_TXRU는 2D 같은 열, 같은 편파(polarization)에 존재하는 TXRU의 개수를 의미하며, M_TXRU ≤ M을 항상 만족한다. 즉, TXRU의 총 개수는 M_TXRU×N×P와 같다.
TXRU 가상화 모델은 안테나 요소와 TXRU와의 상관 관계에 따라 도 12(a)와 같이 TXRU 가상화(virtualization) 모델 옵션-1: 서브-배열 분할 모델(sub-array partition model)과 도 12(b)와 같이 TXRU 가상화 모델 옵션-2: 전역 연결(full-connection) 모델로 구분될 수 있다.
도 12(a)를 참조하면, 서브-배열 분할 모델(sub-array partition model)의 경우, 안테나 요소는 다중의 안테나 요소 그룹으로 분할되고, 각 TXRU는 그룹 중 하나와 연결된다.
도 12(b)를 참조하면, 전역 연결(full-connection) 모델의 경우, 다중의 TXRU의 신호가 결합되어 단일의 안테나 요소(또는 안테나 요소의 배열)에 전달된다.
도 12에서 q는 하나의 열(column) 내 M개의 같은 편파(co-polarized)를 가지는 안테나 요소들의 송신 신호 벡터이다. w는 광대역 TXRU 가상화 가중치 벡터(wideband TXRU virtualization weight vector)이며, W는 광대역 TXRU 가상화 가중치 행렬(wideband TXRU virtualization weight matrix)이다. x는 M_TXRU 개의 TXRU들의 신호 벡터이다.
여기서, 안테나 포트와 TXRU들과의 매핑은 일대일(1-to-1) 또는 일대다(1-to-many)일 수 있다.
도 12에서 TXRU와 안테나 요소 간의 매핑(TXRU-to-element mapping)은 하나의 예시를 보여주는 것일 뿐이고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 하드웨어 관점에서 이 밖에 다양한 형태로 구현될 수 있는 TXRU와 안테나 요소 간의 매핑에도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
채널 품질 지시자( CQI : Channel Quality Indicator) 정의
QPSK, 16QAM 및 64QAM에 기반한 CQI 보고에 대하여 CQI 인덱스(들) 및 이들의 해석은 아래 표 7에서 주어진다. QPSK, 16QAM, 64QAM 및 256QAM에 기반한 CQI 보고에 대하여 CQI 인덱스(들) 및 이들의 해석은 아래 표 8에서 주어진다.
시간 및 주파수 도메인에서 제한되지 않은 관측 간격(observation interval)에 기반하여, UE는 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 각 CQI 값을 도출한다. 이때, UE는 아래 표 7 또는 표 8에서 정의된 CQI 인덱스 1 내지 15 사이에서 다음과 같은 조건을 만족하는 가장 높은 CQI 인덱스를 도출하거나, CQI 인덱스 1이 다음과 같은 조건을 만족하지 않으면 CQI 인덱스 0을 도출한다.
- CQI 인덱스에 해당하는 변조 기법 및 전송 블록(transport block) 크기의 조합이 적용되고, CSI 참조 자원으로 지칭되는 물리 자원 블록의 그룹을 점유하는 단일 PDSCH 전송 블록이 0.1을 초과하지 않는 전송 블록 에러 확률로 수신될 수 있다.
CSI 서브프레임 세트들 C_CSI,0 및 C_CSI,1가 상위 계층에 의해 설정되면, 각 CSI 참조 자원은 C_CSI,0 또는 C_CSI,1에 속하나, 둘 모두에 속하지는 않는다. CSI 서브프레임 세트들 C_CSI,0 및 C_CSI,1가 상위 계층에 의해 설정되면, UE는 어느 서브프레임 세트에도 속하지 않은 서브프레임 내에서 CSI 참조 자원을 위한 트리거를 수신한다고 기대하지 않는다. 전송 모드 10의 UE 그리고 주기적 CSI 보고의 경우, CSI 참조 자원을 위한 CSI 서브프레임 세트는 각 CSI 프로세스 별로 상위 계층에 의해 설정된다.
전송 모드 9의 UE의 경우, 파라미터 pmi-RI-Report가 상위 계층에 의해 설정될 때, UE는 논-제로(non-zero) 파워를 가정하도록 설정된 CSI-RS만을 기반하여, 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 CQI 값을 계산하기 위하여 채널 측정을 도출한다. 전송 모드 9의 UE가 파라미터 pmi-RI-Report가 상위 계층에 의해 설정되지 않을 때 또는 전송 모드 1-8의 UE의 경우, UE는 CRS에 기반하여 CQI를 계산하기 위하여 채널 측정을 도출한다.
전송 모드 10의 UE의 경우, UE는 CSI 프로세스와 관련되어 설정된 CSI-RS 자원 내 논-제로(non-zero) 파워 CSI-RS만을 기반하여, CSI 프로세스에 해당하며 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 CQI 값을 계산하기 위해 채널 측정을 도출한다.
전송 모드 10의 UE의 경우, UE는 CSI 프로세스와 관련하여 설정된 CSI-IM 자원만을 기반하여, CSI 프로세스에 해당하며 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 CQI 값을 계산하기 위하여 간섭 측정을 도출한다. 전송 모드 10의 UE가 CSI 프로세스를 위한 CSI 서브프레임 세트 C_CSI,0 및 C_CSI,1가 상위 계층에 의해 설정되면, CSI 참조 자원에 속하는 서브프레임 서브셋 내 설정된 CSI-IM 자원이 간섭 측정을 도출하기 위해 사용된다. 서빙 셀에 대해 파라미터 EIMTA-MainConfigServCell-r12가 설정된 UE의 경우, 서빙 셀의 UL/DL 구성에 의해 지시된 무선 프레임의 하향링크 서브프레임(들) 내에서만 설정된 CSI-IM 자원(들)이 서빙 셀을 위한 간섭 측정을 도출하기 위해 사용될 수 있다.
다음 중 적어도 어느 하나가 만족되면, 변조 기법 및 전송 블록 크기의 조합은 CQI 인덱스에 해당한다.
- 변조 기법 및 전송 블록 크기의 조합이 관련 전송 블록 크기(Transport Block Size) 표에 따라 CSI 참조 자원 내 PDSCH의 전송을 위해 시그널링 된다.
- 변조 기법이 CQI 인덱스에 의해 지시된다.
- 전송 블록 크기와 변조 기법의 조합이 참조 자원에 적용될 때, CQI 인덱스에 의해 지시된 코드 레이트(code rate)에 가능한 가장 가까운 효과적인 채널 코드 레이트의 결과가 얻어진다. 만약, 전송 블록 크기 및 변조 기법의 조합의 하나 이상이 CQI 인덱스에 의해 지시되는 코드 레이트에 동일하게 가까운 효과적인 채널 코드 레이트의 결과가 얻어지면, 전송 블록의 크기가 가장 작은 조합이 관련된다.
서빙 셀에서의 CSI 참조 자원은 다음과 같이 정의된다.
- 주파수 도메인에서, CSI 참조 자원은 도출된 CQI 값과 관련된 밴드에 해당하는 하향링크 자원 블록들의 그룹으로 정의된다.
- 시간 도메인에서 CSI 참조 자원은 다음과 같이 정의된다.
전송 모드 1-9의 UE 또는 서빙 셀에 대하여 단일의 CSI 프로세스가 설정된 전송 모드 10의 UE의 경우, CSI 참조 자원은 단일의 하향링크 또는 스페셜 서브프레임 n-n_CQI_ref로 정의된다.
여기서, 주기적인 CSI 보고의 경우, 서브프레임 n-n_CQI_ref이 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당하기 위하여, n_CQI_ref는 4와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이다.
비주기적 CSI 보고에 있어서, UE가 상위 계층 파라미터 csi-SubframePatternConfig-r12이 설정되지 않으면, n_CQI_ref는 참조 자원이 상향링크 DCI 포맷 내 해당 CSI 요청과 동일한 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임 내 포함되도록 정해진다.
또는, n_CQI_ref는 4와 같고, 서브프레임 n-n_CQI_ref가 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref은 랜덤 액세스 응답 그랜트(Random Access Response Grant) 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이후 수신된다.
비주기적 CSI 보고에 있어서, UE가 상위 계층 파라미터 csi-SubframePatternConfig-r12이 설정되면, CSI 참조 자원은 다음과 같이 정해진다.
전송 모드 1-9로 설정된 단말의 경우, n_CQI_ref는 4와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이고, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref은 상향링크 DCI 포맷 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임에서 또는 그 이후에 수신된다.
또는, n_CQI_ref는 4와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이고, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref은 랜덤 액세스 응답 그랜트 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이후에 수신된다.
또는, 앞선 조건을 기반으로 n_CQI_ref를 위한 유효한 값이 없으면, 참조 자원이 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이전에 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임 n-n_CQI_ref 내 포함되기 위하여, n_CQI_ref는 가장 작은 값으로 정해진다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 무선 프레임 내 가장 작은 인덱스를 가지는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임이다.
전송 모드 1-9로 설정된 단말의 경우, 서브프레임 n-n_CQI_ref이 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당하고, 해당 CSI 요청이 상향링크 DCI 포맷 내 포함되기 위하여, n_CQI_ref는 4와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이다.
또는, n_CQI_ref는 4와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이고, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 랜덤 액세스 응답 그랜트 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이후에 수신된다.
서빙 셀에 대하여 다중의 CSI 프로세스가 설정된 전송 모드 10의 UE의 경우, 주어진 CSI 프로세스에 대한 CSI 참조 자원은 단일의 하향링크 또는 스페셜 서브프레임 n-n_CQI_ref으로 정의된다.
여기서, FDD 서빙 셀, 그리고 주기적 또는 비주기적 CSI 보고의 경우, 서브프레임 n-n_CQI_ref이 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당하고, 비주기적 CSI 보고에서 해당 CSI 요청이 상향링크 DCI 포맷에 포함되기 위하여, n_CQI_ref는 5와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이다.
또는, FDD 서빙 셀, 그리고 비주기적 CSI 보고의 경우, n_CQI_ref는 5와 같고, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 랜덤 액세스 응답 그랜트 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이후에 수신된다.
또는, TDD 서빙 셀, 2 또는 3개의 CSI 프로세스가 설정되고, 주기적 또는 비주기적 CSI 보고의 경우, 서브프레임 n-n_CQI_ref이 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당하고, 비주기적 CSI 보고에서 해당 CSI 요청이 상향링크 DCI 포맷에 포함되기 위하여, n_CQI_ref는 4와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이다.
또는, TDD 서빙 셀, 2 또는 3개의 CSI 프로세스가 설정되고, 비주기적 CSI 보고의 경우, n_CQI_ref는 4와 같고, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 랜덤 액세스 응답 그랜트 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이후에 수신된다.
또는, TDD 서빙 셀, 4개의 CSI 프로세스가 설정되고, 주기적 또는 비주기적 CSI 보고의 경우, 서브프레임 n-n_CQI_ref이 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당하고, 비주기적 CSI 보고에서 해당 CSI 요청이 상향링크 DCI 포맷에 포함되기 위하여, n_CQI_ref는 5와 같거나 큰 값 중에서 가장 작은 값이다.
또는, TDD 서빙 셀, 4개의 CSI 프로세스가 설정되고, 비주기적 CSI 보고의 경우, n_CQI_ref는 5와 같고, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임에 해당한다. 이때, 서브프레임 n-n_CQI_ref는 랜덤 액세스 응답 그랜트 내 해당 CSI 요청을 나르는 서브프레임 이후에 수신된다.
서빙 셀 내 서브프레임은 다음 중 적어도 어느 하나가 만족되는 경우 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임으로 간주된다.
- 서브프레임이 해당 UE에게 하향링크 서브프레임 또는 스페셜 서브프레임으로 설정된다.
- 서로 다른 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)을 가지는 다중 셀이 병합되고, UE가 병합된 셀에서 동시에 수신 및 전송을 할 능력을 가지지 못한 경우에, 프라이머리 셀 내 서브프레임이 하향링크 서브프레임 또는 7680*T_S 이상의 DwPTS의 길이를 가지는 스페셜 서브프레임이다.
- 전송 모드 9 또는 10을 제외하고, 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이 아니다.
- DwPTS의 길이가 7680*T_S 이하인 경우, 서브프레임이 DwPTS 필드를 포함하지 않는다.
- 주기적인 CSI 보고에 있어서, UE가 CSI 서브프레임 세트가 설정될 때, 서브프레임이 주기적인 CSI 보고와 링크된 CSI 서브프레임 세트의 요소이다.
- 다중의 CSI 프로세스가 설정되고 전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 그리고 CSI 프로세스를 위한 비주기적인 CSI 보고에 있어서, UE가 CSI 프로세서를 위한 CSI 서브프레임 세트가 설정되며 상위 계층 파라미터 csi-SubframePatternConfig-r12가 설정되지 않을 때, 서브프레임이 상향링크 DCI 포맷 내 해당 CSI 요청을 나르는 하향링크 또는 스페셜 서브프레임과 링크된 CSI 서브프레임 세트의 요소이다.
- 전송 모드 1-9가 설정된 UE의 경우, 비주기적인 CSI 보고에 있어서, UE가 상위 계층 파라미터 csi-SubframePatternConfig-r12에 의해 CSI 서브프레임 세트가 설정될 때, 서브프레임이 상향링크 DCI 포맷 내 해당 CSI 요청과 관련된 CSI 서브프레임 세트의 요소이다.
- 전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, CSI 프로세스을 위한 비주기적 CSI 보고에 있어서, UE가 CSI 프로세스에 대해 상위 계층 파라미터 csi-SubframePatternConfig-r12에 의해 CSI 서브프레임 세트가 설정될 때, 서브프레임이 상향링크 DCI 포맷 내 해당 CSI 요청과 관련된 CSI 서브프레임 세트의 요소이다.
만약, 서빙 셀 내 CSI 참조 자원을 위한 유효한 하향링크 또는 유효한 스페셜 서브프레임이 없는 경우, 상향링크 서브프레임 n 내 서빙 셀을 위한 CSI 보고는 생략된다.
레이어(layer) 도메인에서, CSI 참조 자원은 CQI의 결정에 영향을 미치는 RI 및 PMI에 의해 정의된다.
CSI 참조 자원에서, UE는 CQI 인덱스(그리고, 설정된 경우, PMI 및 RI)를 도출하기 위하여 다음과 같이 가정한다.
- 제일 처음 3개의 OFDM 심볼은 제어 시그널링에 의해 점유된다.
- 프라이머리 또는 세컨더리 동기 신호 또는 PBCH 또는 EPDCCH에 의해 사용되는 자원 요소가 없다.
- 논-MBSFN(non-MBSFN) 서브프레임의 CP 길이
- 리던던시 버전(Redundancy Version) 0
- 전송 모드 9 CSI 보고의 경우, UE는 다음과 같이 가정한다.
CRS RE(들)은 논-MBSFN(non-MBSFN) 서브프레임 내 존재한다.
UE가 PMI/RI를 보고하도록 설정되면, UE 특정 참조 신호 오버헤드는 하나 이상의 CSI-RS 포트가 설정되면, 가장 최근에 보고된 랭크와 일치하고, 단일의 CSI-RS 포트만이 설정되면, 랭크 1 전송과 일치한다. 또한, v 레이어를 위한 안테나 포트 {7, ..., 6+v} 상에서의 PDSCH 신호는 아래 수학식 14와 같이 안테나 포트 {15, ..., 14+P} 상에서 전송되는 해당 심볼과 등가의(equivalent) 신호의 결과를 낳는다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000014
여기서,
Figure PCTKR2016009259-appb-I000001
는 레이어 매핑(layer mapping)으로부터 도출된 심볼의 벡터이다. P∈{1,2,4,8}는 설정된 CSI-RS 포트의 개수이다. 단일의 CSI-RS 포트만이 설정되면, W(i)는 1이고, 그렇지 않으면 W(i)는 x(i)에 적용될 수 있는 보고된 PMI에 해당하는 프리코딩 행렬이다.
- 전송 모드 10 CSI 보고의 경우, PMI/RI 보고 없이 CSI 프로세스가 설정되면, UE는 다음과 같이 가정한다.
만약, 관련된 CSI-RS 자원의 안테나 포트의 개수가 1개이면, PDSCH는 단일 안테나 포트, 포트 7에서 전송된다. 안테나 포트 {7}에서 채널은 관련된 CSI-RS 자원의 안테나 포트 {15}에서 채널로부터 추론된다. CRS RE(들)은 논-MBSFN(non-MBSFN) 서브프레임이다. CRS 오버헤드는 서빙 셀의 CRS 안테나 포트의 개수에 해당하는 CRS 오버헤드와 동일하다고 가정된다. UE-특정 참조 신호 오버헤드는 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block) 당 12 RE(들)이다.
반면, 그렇지 않으면, 관련된 CSI-RS 자원의 안테나 포트의 개수가 2이면, 안테나 포트 {0,1}의 채널이 관련된 CSI 자원의 안테나 포트 {15,16}의 채널로부터 각각 추론되는 것을 제외하고, PDSCH 전송 기법은 안테나 포트 {0,1}에서 전송 다이버시티(transmit diversity) 기법을 가정한다. 관련된 CSI-RS 자원의 안테나 포트의 개수가 4이면, 안테나 포트 {0,1,2,3}의 채널이 관련된 CSI 자원의 안테나 포트 {15,16,17,18}의 채널로부터 각각 추론되는 것을 제외하고, PDSCH 전송 기법은 안테나 포트 {0,1,2,3}에서 전송 다이버시티(transmit diversity) 기법을 가정한다. UE는 PMI/RI 보고 없이 설정된 CSI 프로세스와 관련된 CSI-RS 자원을 위해 4 안테나 포트 이상 설정되는 것을 기대하지 않는다. CRS RE(들)의 오버헤드는 관련된 CSI-RS 자원의 오버헤드와 동일한 안테나 포트의 개수로 가정된다. UE-특정 참조 신호 오버헤드는 제로이다.
- 전송 모드 10 CSI 보고의 경우, PMI/RI 보고를 수반하는 CSI 프로세스가 설정되면, UE는 다음과 같이 가정한다.
CRS RE(들)이 논-MBSFN(non-MBSFN) 서브프레임 내 존재한다.
CRS 오버헤드는 서빙 셀의 CRS 안테나 포트의 개수에 해당하는 CRS 오버헤드와 동일하다고 가정된다.
UE-특정 참조 신호 오버헤드는 하나 이상의 CSI-RS 포트가 설정되면, CSI 프로세스를 위해 가장 최근에 보고된 랭크와 일치하고, 단일의 CSI-RS 포트만이 설정되면, 랭크 1 전송과 일치한다. 또한, v 레이어를 위한 안테나 포트 {7, ..., 6+v} 상에서의 PDSCH 신호는 아래 수학식 15와 같이 안테나 포트 {15, ..., 14+P} 상에서 전송되는 해당 심볼과 등가의(equivalent) 신호의 결과를 낳는다.
Figure PCTKR2016009259-appb-M000015
여기서,
Figure PCTKR2016009259-appb-I000002
는 레이어 매핑(layer mapping)으로부터 도출된 심볼의 벡터이다. P∈{1,2,4,8}는 관련된 CSI-RS 자원의 안테나 포트의 개수이다. 만약, P=1이면, W(i)는 1이고, 그렇지 않으면 W(i)는 x(i)에 적용될 수 있는 보고된 PMI에 해당하는 프리코딩 행렬이다.
- CSI-RS 및 제로 파워 CSI-RS를 위해 할당된 RE(들)이 존재하지 않는다.
- PRS를 위해 할당된 RE(들)이 존재하지 않는다.
표 6은 CSI 참조 자원을 위해 가정되는 PDSCH 전송 기법을 예시한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000006
표 7은 4 비트 CQI 표를 예시한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000007
표 8은 4 비트 CQI 다른 표를 예시한다.
Figure PCTKR2016009259-appb-T000008
CSI 도출(derivation)을 위한 측정 간격(measurement interval) 설정 방법
본 발명에서는 다수의 안테나를 가지는 MIMO 시스템(예를 들어, FD-MIMO, 매시브 MIMO, 2D AAS 등)에서 빔포밍된(beamformed) CSI-RS 기반 기술 등과 같이 다중의(multiple) CSI-RS 자원을 설정 받아 CSI 측정을 수행하도록 하는 환경에서 CSI 획득을 위한 측정 간격(measurement interval)을 설정(특히, 제한)하는 방법을 제안한다.
3GPP에서는 FD-MIMO의 빔포밍된 CSI-RS 기반 기법의 향상(enhancement)과 관련하여 다음과 같이 논의 중이다.
이 카테고리는 (주어진 시간/주파수 자원에서) CSI-RS 포트가 셀 넓은 커버리지(cell wide coverage)가 아닌 좁은 빔 너비(narrow beam width)를 가지고, 또한 (적어도 eNB 관점에서) 적어도 일부의 CSI-RS 포트-자원 조합이 서로 다른 빔 방향(beam direction)을 가지는 기법을 포함한다.
이 카테고리 내에서, 다음과 같이 잠재적으로 규격의 진보가 하나 이상 포함될 수 있다.
- 단일 또는 다중의 빔포밍된 CSI-RS 자원(들)의 측정. 하나의 자원은 NZP CSI-RS 자원, CSI-RS 포트(들), CSI 프로세스 또는 DRS 중 하나에 해당될 수 있다.
- 단일 또는 다중의 자원(들)의 선택 지시.
- CSI 프로세스, CSI-RS 자원, CSI 및/또는 DRS에 대한 정의의 진보
위와 같은 기법을 구현하기 위하여, 서빙 eNB는 (상호작용(reciprocity)을 허용하도록 DL-UL 듀플렉스 거리가 충분히 작을 때에 적용 가능한) UL 신호(들)을 측정하거나 또는 하나 또는 그 이상의 UE에 의해 보고된 빔포밍된 DRS 측정하여 적어도 빔포밍 가중치(beamforming weight)의 일부를 결정할 수 있다. eNB에서의 빔포밍 가중치의 결정을 보조하기 위하여, DRS 측정 및 CSI-RS 개선(enhancement)이 고려될 수 있다.
서빙 eNB의 관점에서, 빔포밍된 CSI-RS 자원은 제어될 수 있으며, 셀-특정하게 또는 단말-특정하게 할당될 수 있다. 빔포밍된 CSI-RS 자원(들)의 할당을 위한 접근은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
- 접근 1, 설정된 CSI-RS 자원에서 UE 특정된 빔포밍: 이 접근에서, 서빙 eNB는 UE에게 설정된 NZP CSI-RS 자원에 적용되는 빔포밍 가중치를 동적으로 변경할 수 있다. 빔포밍이 변경이 발생될 때 UE가 CSI 측정 윈도우의 시작 시간을 리셋(reset)하는 것을 보장하기 위하여, UE는 eNB로부터 명시적으로 또는 암묵적으로 지시를 수신할 수 있다. 또한, UE는 NZP CSI-RS 측정 윈도우(예를 들어, 1 서브프레임까지)를 항상 제한하도록 설정될 수도 있다. 간섭 측정 윈도우는 CSI-IM 측정을 위해 사용될 수 있다. CSI-IM 및 CSI-RS 중 어느 하나 또는 둘 모드에 대한 측정 자원 제한은 주파수 도메인에서 적용될 수도 있다.
접근 2, 채널 측정을 위한 CSI-RS 자원 변경: 이 접근에서 UE는 M(>1)개의 NZP CSI-RS 자원을 설정 받을 수 있다. 이러한 M 자원들로부터, eNB는 하나의 CSI 프로세스를 위해 N(>=1)개의 자원(들)을 선택하고, UE에게 선택된 자원(들)을 시그널링할 수 있다. 또한, UE는 M개의 설정된 CSI-RS 자원들 중에서 N개의 선택된 CSI-RS 자원의 인덱스를 보고할 수 있다.
접근 3, 비주기적 빔포밍된 CSI-RS: 이 접근에서, UE는 실제 NZP CSI-RS 전송 및 CSI-IM 측정 시점(instance)이 eNB에 의해 제어되고 UE에게 시그널링되는 CSI 프로세스를 설정 받을 수 있다. 측정 윈도우는 상위 계층 시그널링에 의해 설정될 수 있다.
상술한 접근 1, 2 및 3는 서로 조합될 수 잇다. 이들 접근 중 일부는 기존의 존재하는 기법에 적용될 수도 있다.
이 카테고리로부터 영향을 받는 기법들의 몇 가지 예시는 다음과 같다.
기법(Scheme) 1: 이 기법에서, UE는 단일의 CSI 프로세스 및 단일의 NZP CSI-RS 자원이 설정된다. CSI 보고는 다음과 같은 방법 중 하나에 따라 수행된다.
- 2개의 편파(polarization) 그룹 간의 양자화된 위상 일치(co-phasing)와 함께 하나 또는 그 이상의 빔(들)의 선택
- 빔 선택 없이 2개의 이중 편파된 포트(dual polarized port) 간에 양자화된 위상 일치(co-phasing). 이는 UE가 단 하나의 빔이 설정될 때 적용된다.
- 2개의 편파 그룹 간에 빔(들)과 양자화된 위상 일치(co-phasing)의 가중화된(weighted) 선형 조합
- 2개의 편파 그룹 간에 양자화된 위상 일치(co-phasing)과 함께 레이어 및/또는 편파 당 하나 또는 그 이상의 빔(들)의 선택
- 선택된 빔(들) 내에서 수평 프리코딩(horizontal precoder)와 함께 선택된 수직(vertical) 빔(들)에 해당하는 PMI(들) 보고
- 일정하지 않은 계수 요소(non-constant modulus element)를 가질 수 있는 코드북에 해당하는 PMI(들) 보고
이 기법에서, 빔들은 동적이고, UE 특정할 수 있다.
기법 2: 이 기법에서, 앞서 기법 1과 유사하게, UE는 단일의 CSI 프로세스와 단일의 NZP CSI-RS 자원이 설정된다. 그리고, 이 기법은 UE 포트 선택의 특징을 가진다. 즉, UE의 CSI 보고는 포트 선택과 관련된다. 예를 들어, 포트의 선택 또는 포트의 서브셋을 나타내는 인덱스, 선택된 포트의 서브셋에 기반한 RI/CQI 또는 PMI/RI/CQI가 보고될 수 있다. 이 기법에서, NZP CSI-RS 자원에 속하는 서로 다른 포트가 서로 다르게 빔포밍될 수 있다.
기법 3: 이 기법에서, UE는 단일의 CSI 프로세스 및 다중의 NZP CSI-RS 자원이 설정된다.
이 기법의 하나의 방식은 단일의 CSI-RS 자원과 함께 관련된 보고의 선택을 수행한다. 이 경우, 다중의 빔포밍된 NZP CSI-RS 자원이 UE에 의해 측정된다. 그리고, UE는 단일의 UE가 선호하는 NZP CSI-RS 자원과 함께 선호하는 NZP CSI-RS 자원에 기반한 PMI/RI/CQI와 같은 CSI 보고의 빔 인덱스(BI: beam index)를 보고한다.
이 기법은 또 다른 방식은 하나 또는 그 이상의 CSI-RS 자원과 함께 관련된 보고의 선택을 수행한다. 이 방식은 UE가 하나 또는 그 이상의 빔포밍된 NZP CSI-RS 자원을 선택하는 지시자(예를 들어, 다수의 BI 또는 비트맵)를 보고하는 점을 제외하고, 첫 번째 방식과 동일하다. 선택된 자원의 개수는 동적으로 변할 수 있다. UE는 또한 선택된 NZP CSI-RS 자원(들)에 기반한 PMI(들)/RI(들)/CQI와 같은 CSI를 보고한다. 이때, CSI 보고는 NZP CSI-RS 자원 당 개별적인 RI/PMI 또는 모든 선택된 NZP CSI-RS 자원(들)에 대한 단일의 CSI 보고를 포함한다.
기법 4: 이 기법에서, UE는 각 CSI 프로세스를 위한 단일의 NZP CSI-RS 자원을 수반하는 다중의 CSI 프로세스가 설정된다. UE는 하나 또는 그 이상의 CSI 프로세스를 선택하고, 관련된 CSI를 보고한다. 다중의 CSI 프로세스들이 설정된 후, UE는 다중의 CSI 프로세스에서의 측정에 기반하여 하나 또는 그 이상의 CSI 프로세스들을 선택한다. 선택된 CSI 프로세스(들)과 관련된 CQI(들)/PMI(들)/RI(들)과 같은 CSI와 함께 선택된 CSI 프로세스(들)의 인덱스(들)이 시그널링된다.
기법 5: 이 기법에서, DRS 선택 및 CSI-RS 자원 선택을 포함하는 2 단계 프로세스와 함께 이들과 관련된 CSI 보고가 활용된다. UE는 다중의 빔포밍된 DRS(들)을 측정하고, DRS 인덱스(DI: DRS index) 또는 선호하는 DRS(들)과 관련된 CSI-RSRP(reference signal received power)를 보고한다. 그리고, 빔포밍된 CSI-RS 자원은 보고된 DI 또는 CSI-RSRP에 기반하여 UE-특정하게 설정된다. 이처럼 설정된 빔포밍된 CSI-RS 자원에 기반하여, RI/PMI/CQI 와 같은 CSI의 보고가 시그널링된다.
CSI 피드백 페이로드 크기의 감소 및/또는 UE-특정한 방식으로 빔 방향의 세트의 제한이 고려될 수 있다. UE-특정한 방식으로 설정된 코드북 서브셋 제한(CSR: Codebook subset restriction)이 사용될 수 있다. 또한,
개-루프 전송 다이버시티(open-loop transmit diversity) 기법을 위해 PMI 및/또는 RI를 제외한 CSI 보고가 고려될 수 있다.
앞서 설명한 3가지의 접근과 이에 상응하는 5가지의 기법 중에서, 예를 들어 기법 3을 고려한다. 즉, UE에게 하나의 CSI 프로세스와 다수개의 NZP CSI-RS 자원들이 설정된 경우를 고려한다.
이 경우, UE는 다수개의 빔포밍된 NZP CSI-RS 자원들을 측정한다. 그리고, 이 중 가장 좋은(혹은 선호하는) 자원과 CSI (PMI/RI/CQI)를 보고하거나 다수개의 자원에 상응하는 빔 인덱스(들)와 CSI (PMI/RI/CQI)를 보고할 수 있다.
이때, UE가 CSI를 보고하기 위하여 특정 (UE-특정한) 측정 윈도우(measurement window) 동안 각 NZP CSI-RS 자원을 측정하고 평균을 취하게 된다. 따라서, 단말의 구현상에 있어서의 측정 윈도우 설정이 해당 측정의 정확도 관점에서 중요한 문제가 된다. 특히, 해당 CSI-RS가 시간 축 상에서 상이한 빔포밍을 적용하여 전송하는 방식을 고려하는 경우, UE의 자유로운 측정 평균화에 맡기게 되면, 측정의 큰 성능 열화를 가져올 수 있는 등의 문제점이 있다.
이를 위하여 본 발명에서는 종래의 "UE의 제한되지 않은 관찰(UE’s unrestricted observation)"에 의한 UE의 자유로운 측정 윈도우 설정에 의존하는 동작이 아닌, 네트워크가 단말이 설정할 측정 윈도우를 제어(또는 설정)하는 방법을 제안한다.
이하, 본 발명의 설명에 있어서, "1회 측정(one-shot measurement)"은 CQI를 계산하기 위하여 단일 시점(예를 들어, 1개의 서브프레임)만 또는 사전에 설정된 짧은 윈도우 구간에서만 NZP CSI-RS 자원을 기반으로 채널 측정을 도출하거나 또는 CSI-IM 자원을 기반으로 간섭 측정을 도출하는 것을 의미할 수 있다.
또는, 하나의 CSI 프로세스에 다수의 NZP CSI-RS 자원들 또는 다수의 CSI-IM 자원들이 설정된 경우, CQI를 계산하기 위하여 단일 시점(예를 들어, 1개의 서브프레임)만 또는 사전에 설정된 짧은 윈도우 구간에서만 다수의 NZP CSI-RS 자원들을 기반으로 채널 측정을 도출하거나 또는 다수의 CSI-IM 자원들을 기반으로 간섭 측정을 도출하는 것을 의미할 수 있다.
또는, CQI를 계산하기 위하여 단일 시점(예를 들어, 1개의 서브프레임)만 또는 사전에 설정된 짧은 윈도우 구간에서만 NZP CSI-RS 자원을 기반으로 채널 측정을 도출하고 CSI-IM 자원을 기반으로 간섭 측정을 도출하는 것을 의미할 수 있다.
1. 기지국은 CSI 프로세스(예를 들어, 하나 또는 그 이상의 CSI 프로세스) 당 설정된 NZP CSI-RS 자원(들)을 단말이 측정하고 평균을 취하는 측정 평균화(measurement averaging) 동작을 비활성화(disable)하도록 하는 단말에게 지시할 수 있다. 이를 채널 측정 제한 정보로 지칭할 수 있다. 일례로, 이러한 지시(즉, 채널 측정 제한 정보)를 상위 계층 시그널링을 이용하여 단말에게 설정할 수 있다.
이때, 채널 측정 제한 지시는 단말에 설정된 하나 이상의 NZP CSI-RS 자원(들)에 통합적으로 설정될 수 있다. 또는, 단말에 복수의 CSI 프로세스가 설정된 경우, CSI 프로세스 당 설정된 하나 이상의 NZP CSI-RS 자원(들)에 통합적으로 설정될 수 있다.
이 경우, 단말은 측정 윈도우를 단일 시점(예를 들어, 1개의 서브프레임) 또는 사전에 설정된 짧은 윈도우 구간에 맞추어 설정할 수 있다. 그리고, 이에 상응하는 CSI(PMI/RI/CQI)를 해당 측정 서브프레임(즉, 1개 혹은 짧은 윈도우 구간에 포함된 서브프레임)에서 하나 이상의 NZP CSI-RS 자원(들)을 기반으로 "1회 측정(one-shot measurement)"을 수행하고, 기지국에 해당 CSI를 보고할 수 있다.
A. 비주기적 CSI-RS 보고(Aperiodic CSI-RS reporting)의 경우, 이러한 측정 서브프레임은 비주기적인 CSI-RS 요청(aperiodic CSI-RS request)이 단말에 수신된 서브 프레임으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다. 혹은, 상기 측정 서브프레임은 CSI-RS 요청이 수신되기 전의 가장 최근의 해당 CSI-RS가 전송되는 서브프레임으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다.
B. 주기적 CSI-RS 보고(Periodic CSI-RS reporting)의 경우, 이러한 측정 서브프레임은 주기적인 CSI-RS 보고 동작에 따르는 참조 자원(즉, CSI 참조 자원) 시점으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다. 또는 상기 측정 서브프레임은 상기 참조 자원 이전의 가장 최신에 해당 CSI-RS가 전송되는 서브프레임으로 정의되거나 단말에 설정 될 수 있다.
i. 단말이 빔 인덱스(BI: beam index) (또는 상기 CSI-RS 자원 선택(즉, CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 피드백)을 CSI 피드백과 함께 수행하도록 설정된 경우, 해당 BI 피드백의 주기는 RI 피드백 주기 보다 길거나 혹은 같게 설정될 수 있다.
이때, BI 보고의 주기가 RI 피드백 주기 보다 더 긴 경우, 해당 BI를 결정하기 위해서는 이 BI 보고 시점에 연동된 참조 자원(즉, CSI 참조 자원) 시점 또는 그 이전의 가장 최근에 해당 CSI-RS가 전송되는 서브프레임 시점을 상기 측정 서브프레임으로 가정하고, 단말이 BI를 계산할 수 있다. 그리고 단말은 그 후 나타나는 RI 피드백 시점에서는 해당 보고된 BI에 해당하는 CSI-RS 자원에 대하여 도출(derive)된 RI를 보고할 수 있다. 또한, 단말은 그 후 나타나는 PMI 및/또는 CQI의 피드백 시점에서는 사전에 보고된 상기 BI 및 RI를 가정한 상태에서 해당 "1회 측정(one-shot measurement)"에 의한 CSI(즉, PMI 및/또는 CQI)를 계산하여 보고할 수 있다.
상술한 바와 같이, 비주기적 CSI-RS 보고(Aperiodic CSI-RS reporting)의 경우, 이러한 측정 서브프레임은 비주기적인 CSI-RS 요청(aperiodic CSI-RS request)이 단말에 수신된 서브 프레임으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다. 혹은, 상기 측정 서브프레임은 CSI-RS 요청이 수신되기 전의 가장 최근의 해당 CSI-RS가 전송되는 서브프레임으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다.
또한, 주기적 CSI-RS 보고(Periodic CSI-RS reporting)의 경우, 이러한 측정 서브프레임은 주기적인 CSI-RS 보고 동작에 따르는 참조 자원(즉, CSI 참조 자원) 시점으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다. 또는 상기 측정 서브프레임은 상기 참조 자원 이전의 가장 최신에 해당 CSI-RS가 전송되는 서브프레임으로 정의되거나 단말에 설정 될 수 있다.
만일, 상기 BI와 다른 CSI(예를 들어, RI)의 보고 시점이 동일하게 설정(또는 주기가 같게 설정)된 경우(예를 들어, BI와 RI 간의 조인트 인코딩(joint encoding)되는 경우 등), 단말은 상기 "1회 측정(one-shot measurement)" 서브프레임 시점에 해당하는 CSI-RS를 측정하여 BI와 RI를 함께 도출(derive)하여 보고할 수 있다.
ii. BI와 RI가 조인트(joint)하게 인코딩(encoding)되는 경우, 단말은 BI와 RI를 동시에 도출할 수 있다.
2. 또한, 기지국은 CSI 프로세스(예를 들어, 하나 또는 그 이상의 CSI 프로세스) 당 설정된 NZP CSI-RS 자원(들)을 단말이 측정하고 평균을 취하는 측정 평균화(measurement averaging) 동작을 비활성화(disable)하도록 하는 단말에게 지시할 수 있다. 일례로, 이러한 지시(즉, 채널 측정 제한 정보)를 상위 계층 시그널링을 이용하여 단말에게 설정할 수 있다.
이때, 채널 측정 제한 지시는 단말에 설정된 각 NZP CSI-RS 자원 별로 독립적으로 설정될 수 있다. 또는, 단말에 복수의 CSI 프로세스가 설정된 경우, CSI 프로세스 당 각 NZP CSI-RS 자원 별로 독립적으로 설정될 수 있다.
이 경우, 단말은 상기 지시가 부여된(즉, 채널 측정 제한이 지시된) 특정 NZP CSI-RS 자원(들)에 대해서만, 측정 윈도우를 단일 시점(예를 들어, 1개의 서브프레임) 또는 사전에 설정된 짧은 윈도우 구간에 맞추어 설정할 수 있다. 그리고, 이에 상응하는 CSI(PMI/RI/CQI)를 해당 측정 서브프레임에서 독립적으로 "1회 측정(one-shot measurement)"를 수행하고, 기지국에 해당 CSI를 보고할 수 있다.
A. 여기서, 한 CSI 프로세스에 포함된 다수개의 NZP CSI-RS 자원 중에서 일부 자원(들)은 "1회 측정(one-shot measurement)"를 강제하지 않도록 설정될 수 있다. 이러한 경우는 기지국이 특정 빔에 대해서 빔을 동적으로 바꾸지 않고자 하는 경우에 해당될 수 있으며, 좀더 구체적인 예시로는 셀-특정(cell-specific)한 빔을 구성하는 경우에 해당될 수 있다. 이렇게 "1회 측정(one-shot measurement)"로 설정 받지 않는 CSI-RS 자원(들)은 보다 오랜 시점 동안 측정 평균화(measurement averaging)을 하여, CSI의 추정 값을 좀더 정확하게 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 앞서 본 발명의 설명에 있어서, CSI-RS 자원이 하나의 프로세스 당 다수개로 설정된 경우에 대해서, "1회 측정(one-shot measurement)" 제한을 다수의 자원에 대하여 통합적으로 혹은 독립적으로 설정하는 방식을 제안하였다.
CSI-IM의 경우도 위와 마찬가지로 하나의 프로세스 당 자원이 다수 개로 설정된 경우(예를 들어, eIMTA(Enhanced Interference Mitigation & Traffic Adaptation)에서 특정 서브 프레임 별로 상이한 간섭 측정을 위한 목적으로), 동일하게 CSI-IM 자원들 간에 통합적으로 혹은 독립적으로 "1회 측정(one-shot measurement)"으로 제한될 수 있다.
일례로, 이러한 지시(즉, 간섭 측정 제한 정보)는 상위 계층 시그널링을 이용하여 단말에게 설정될 수 있다.
이 경우, 단말은 간섭 측정 윈도우를 단일 시점(예를 들어, 1개의 서브프레임) 또는 사전에 설정된 짧은 윈도우 구간에 맞추어 설정할 수 있다. 그리고, 이에 상응하는 간섭을 해당 측정 서브프레임(즉, 1개 혹은 짧은 윈도우 구간에 포함된 서브프레임)에서 하나 이상의 CSI-IM 자원(들)을 "1회 측정(one-shot measurement)"을 수행하고, 기지국에 해당 간섭을 이용하여 도출한 CQI를 보고할 수 있다.
상술한 바와 같이, 비주기적 CSI-RS 보고(Aperiodic CSI-RS reporting)의 경우, 이러한 측정 서브프레임은 비주기적인 CSI-RS 요청(aperiodic CSI-RS request)이 단말에 수신된 서브 프레임으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다. 혹은, 상기 측정 서브프레임은 CSI-RS 요청이 수신되기 전의 가장 최근의 해당 CSI-IM이 전송되는 서브프레임으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다.
또한, 주기적 CSI-RS 보고(Periodic CSI-RS reporting)의 경우, 이러한 측정 서브프레임은 주기적인 CSI-RS 보고 동작에 따르는 참조 자원(즉, CSI 참조 자원) 시점으로 정의되거나 단말에 설정될 수 있다. 또는 상기 측정 서브프레임은 상기 참조 자원 이전의 가장 최신에 해당 CSI-IM이 전송되는 서브프레임으로 정의되거나 단말에 설정 될 수 있다.
또한, 하나의 프로세스에 M개의 CSI-RS 자원이 설정되고, N개의 CSI-IM 자원이 설정된 경우, M개의 CSI-RS와 N개의 CSI-IM 자원들 간에 통합적으로 혹은 독립적으로 "1회 측정(one-shot measurement)"으로 제한이 설정될 수도 있다. 이 경우, 단말은 M*N 개 (또는 그 이하의 특정 지시된 조합에 대해서)의 CSI-RS와 CSI-IM의 조합 중에서 가장 좋은 CSI(RI/PI/CQI)를 가지는 조합을 선택하여 이를 기지국에 보고할 수 있다. 이때, 단말은 해당 조합 인덱스(combination index)를 이용하거나 비트맵(bitmap) 방식 등을 이용하여 기지국에 보고할 수 있다. 이와 함께 해당 선택된 조합을 가정한 상태에서 도출된 CSI(derived CSI)를 함께 기지국에 보고할 수도 있다.
앞서 본 발명의 설명에 있어서, 설명의 편의를 위하여 빔포밍된 CSI-RS 경우를 예로 들어 설명을 하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명에서 제안하는 방식은 프리코딩되지 않은 CSI-RS(Non-precoded CSI-RS) 경우에도 확장 적용될 수 있다. 이 경우, 일 실시 예로서 UE의 속도 및 위치가 급변하여 채널의 변화가 심한 경우 CSI-RS의 측정 윈도우를 길게 설정하여 CSI를 측정하는 것이 성능 저하를 가져올 수 있다. 이 경우, 기지국은 단말에 "1회 측정(one-shot measurement)" 제한을 설정하여 성능을 향상 시킬 수 있다. 또는, 기지국이 프리코딩되지 않은 CSI-RS(Non-precoded CSI-RS)의 경우에도 실제 CSI-RS 전송 시점(actual CSI-RS transmission instances)를 가변하고자 할 때에 전송하지 않은 시점들을 측정 평균화(measurement averaging)에서 배제하도록 하기 위한 목적 등에 있어서도 적용이 가능하다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보를 송수신하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 간섭 측정 제한 정보 및/또는 채널 측정 제한 정보를 수신한다(S1301).
간섭 측정 제한 정보는 단말에 설정된 CSI-IM 자원 별로 독립적으로 설정될 수도 있으며, 또는 단말에 설정된 CSI-IM 자원에 통합적으로 설정될 수도 있다.
또한, 채널 측정 제한 정보는 단말에 설정된 NZP CSI-RS 자원 별로 독립적으로 설정될 수도 있으며, 또는 단말에 설정된 NZP CSI-RS 자원에 통합적으로 설정될 수도 있다.
단말은 CQI를 계산하기 위하여 오직 하나의 제1 서브프레임의 CSI-IM 자원에 기초하여 간섭 측정을 도출하고, 그리고/또는 CQI를 계산하기 위하여 오직 하나의 제2 서브프레임의 CSI-RS 자원의 NZP CSI-RS에 기초하여 채널 측정을 도출한다(S1302).
이때, 제1 서브프레임 및 제2 서브프레임은 동일한 서브프레임일 수도 있으며, 서로 다른 서브프레임일 수도 있다.
여기서, 비주기적 CSI 보고의 경우, 제1 서브프레임 및/또는 제2 서브프레임은 기지국으로부터 CSI 요청이 단말에게 전송된 서브프레임일 수 있다.
또한, 주기적 CSI 보고의 경우, 제1 서브프레임 및/또는 제2 서브프레임은 주기적 CSI 보고 동작에 따른 CSI 참조 자원(앞서 설명한 'CQI 정의' 참조)일 수 있다.
또한, 주기적 CSI 보고의 경우, BI(또는 CRI) 보고가 설정되면, BI(또는 CRI)의 보고 주기는 RI 보고 주기 보다 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 단말에 CRI 보고가 설정되면, CQI, PMI, RI는 보고된 CRI의 조건 하에(가정 하에) 도출될 수 있다.
또는, 주기적 CSI 보고의 경우, BI(또는 CRI) 보고가 설정되면, BI(또는 CRI)의 보고 주기는 RI 보고 주기와 같게 설정될 수 있다. 이 경우, CRI와 RI는 조인트 인코딩될 수 있다. 또한, CRI와 RI는 함께 도출될 수 있다.
단말은 채널 상태 정보(CSI)를 기지국에게 보고한다(S1303).
여기서, CSI는 RI, CQI, PMI 및/또는 BI(또는 CRI)를 포함할 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 주기적 CSI 보고 또는 비주기적 CSI 보고 동작이 수행될 수 있다.
특히, 단말은 앞서 S1302 단계에서 채널 측정 결과 및/또는 간섭 측정 결과를 기반으로 CQI를 계산하고, 계산된 CQI를 기지국에게 보고할 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 14를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1410)과 기지국(1410) 영역 내에 위치한 다수의 단말(1420)을 포함한다.
기지국(1410)은 프로세서(processor, 1411), 메모리(memory, 1412) 및 RF부(radio frequency unit, 1413)을 포함한다. 프로세서(1411)는 앞서 도 1 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1411)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1412)는 프로세서(1411)와 연결되어, 프로세서(1411)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1413)는 프로세서(1411)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(1420)은 프로세서(1421), 메모리(1422) 및 RF부(1423)을 포함한다. 프로세서(1421)는 앞서 도 1 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1421)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1422)는 프로세서(1421)와 연결되어, 프로세서(1421)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1423)는 프로세서(1421)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(1412, 1422)는 프로세서(1411, 1421) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1411, 1421)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(1410) 및/또는 단말(1420)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 채널 상태 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 간섭 측정의 제한을 지시하는 간섭 측정 제한 정보를 수신하는 단계;
    채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제1 서브프레임의 채널 상태 정보-간섭 측정(CSI-IM: Channel State Information-Interference Measurement) 자원에 기초하여 간섭 측정을 도출하는 단계; 및
    상기 CQI를 상기 기지국에게 보고하는 단계를 포함하고,
    상기 간섭 제한 정보는 상기 CSI-IM 자원 별로 독립적으로 설정되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    기지국으로부터 채널 측정의 제한을 지시하는 채널 측정 제한 정보를 수신하는 단계; 및
    채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제2 서브프레임의 채널 상태 정보-참조 신호(CSI-RS: Channel State Information-Reference Signal) 자원의 논-제로 파워(NZP: None Zero Power) CSI-RS에 기초하여 채널 측정을 도출하는 단계를 더 포함하는 채널 상태 정보 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 채널 측정 제한 정보는 상기 단말에 설정된 CSI-RS 자원에 통합적으로 설정되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 채널 측정 제한 정보는 상기 단말에 설정된 CSI-RS 자원 별로 독립적으로 설정되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    비주기적 CSI 보고의 경우, 상기 하나의 제2 서브프레임은 CSI 요청이 상기 단말에게 전송된 서브프레임인 채널 상태 정보 전송 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    주기적 CSI 보고의 경우, 상기 하나의 제2 서브프레임은 주기적 CSI 보고 동작에 따른 CSI 참조 자원인 채널 상태 정보 전송 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    주기적 CSI 보고의 경우, CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 보고가 설정되면, 상기 CRI의 보고 주기는 랭크 지시자(RI: Rank Indicator)의 보고 주기보다 길게 설정되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 보고가 설정되면, 상기 CQI, 프리코딩 행렬 지시자(PMI: Precoding Matrix Indicator), 랭크 지시자(RI: Rank Indicator)는 상기 CRI의 조건 하에 도출되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    주기적 CSI 보고의 경우, CSI-RS 자원 지시자(CRI: CSI-RS Resource Indicator) 보고가 설정되면, 상기 CRI의 보고 주기는 랭크 지시자(RI: Rank Indicator) 주기와 같게 설정되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 CRI 및 상기 RI는 조인트 인코딩되는 채널 상태 정보 전송 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 전송하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 기지국으로부터 간섭 측정의 제한을 지시하는 간섭 측정 제한 정보를 수신하고,
    채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하기 위하여 오직 하나의 제1 서브프레임의 채널 상태 정보-간섭 측정(CSI-IM: Channel State Information-Interference Measurement) 자원에 기초하여 간섭 측정을 도출하고,
    상기 CQI를 상기 기지국에게 보고하도록 구성되고,
    상기 간섭 제한 정보는 상기 CSI-IM 자원 별로 독립적으로 설정되는 단말.
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