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KR101585698B1 - 다중 입출력 통신 시스템의 기준신호 전송방법 및 장치 - Google Patents

다중 입출력 통신 시스템의 기준신호 전송방법 및 장치 Download PDF

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KR101585698B1
KR101585698B1 KR1020100013594A KR20100013594A KR101585698B1 KR 101585698 B1 KR101585698 B1 KR 101585698B1 KR 1020100013594 A KR1020100013594 A KR 1020100013594A KR 20100013594 A KR20100013594 A KR 20100013594A KR 101585698 B1 KR101585698 B1 KR 101585698B1
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South Korea
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csi
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서한별
김병훈
김기준
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 채널을 측정하기 위한 채널상태정보 기준신호(Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 CSI-RS를 설정하기 위한 설정 정보를 전송하는 단계와; 그리고 상기 설정 정보에 따라 CSI-RS를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 설정 정보는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 설정 정보와 CSI-RS의 할당 패턴을 나타내는 무선 설정 정보를 포함할 수 있다. 상기 CSI-RS가 2개 이상의 안테나 포트에 의해 전송될 경우, 상기 2개 이상의 안테나 포트에 의해 전송되는 CSI-RS는 상기 서브프레임의 2개의 슬롯들 중 단지 하나의 슬롯 내의 적어도 2개의 RE(Resource Element)에 매핑됨으로써, 상기 CSI-RS가 상기 2개의 슬롯 중 상기 단지 하나의 슬롯의 동일한 부반송파(subcarrier) 상의 연속한 2개의 RE에서 전송될 수 있다.

Description

다중 입출력 통신 시스템의 기준신호 전송방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING REFERENCE SIGNAL IN MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 자원할당에 관한 것으로서, 다중 안테나 통신 시스템에서 채널측정을 위한 기준신호 할당 및 전송에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서 데이터를 전송할 때, 전송되는 데이터는 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송 과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 상기와 같이 왜곡된 신호를 수신측에서 정상적으로 복호하기 위해서는 채널의 정보를 알아내어 수신 신호에서 그 채널 정보만큼 전송 신호의 왜곡을 보정하여야 한다. 수신측이 전송 채널의 정보를 알아내기 위해서는 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여 그 신호가 전송 채널을 통해 수신측으로 수신될 때 전송 신호의 왜곡 정도를 참조하여 채널의 정보를 알아낼 수 있으며, 이때 송신측과 수신측이 모두 알고 있는 전송 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 혹은 기준신호 (Reference Signal) 라고 한다.
최근 대부분의 이동통신 시스템에서는 데이터를 전송할 때, 다중 송신안테나와 다중 수신안테나를 이용한 다중 입출력 방식(Multiple Input Multiple Output; MIMO)을 채택하여 송수신 데이터 효율을 향상시키고 있다. 상기와 같은 MIMO 방식의 통신 시스템에서는 각각의 송신안테나 별로 독립된 채널이 형성되며, 따라서 각각의 송신 안테나에 대해서 독립된 기준신호를 전송함으로써 각 송신안테나와 수신안테나 사이의 채널 상황을 파악할 수 있도록 한다.
일반적으로 통신 시스템에서 기준신호 (RS)는 채널 정보 획득을 위한 목적의 기준신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 기준신호로 분류될 수 있다.
채널 정보 획득을 위한 목적의 기준신호는 단말이 하향 링크 채널 정보를 획득하도록 하는 것으로서, 광대역으로 전송되어야 하며, 특정 서브 프레임(subframe)에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 단말도 기준신호를 수신하고 측정(measure)할 수 있어야 한다. 또한 채널 정보 획득을 위한 목적의 기준신호는 핸드 오버 등의 measurement등을 위해서도 사용된다.
데이터 복조를 위한 기준신호는 기지국이 하향링크로 데이터를 전송할 경우, 해당 리소스(resource)에 함께 포함하여 전송하는 기준신호로서, 단말은 해당 기준신호를 수신하여 채널 추정을 수행하고 수신 데이터를 복조한다. 따라서 데이터 복조를 위한 기준신호는 데이터가 전송되는 영역에 포함되어 전송된다.
한편 표준화 작업이 진행중인 LTE(Long Term Evolution) 시스템 및 LTE-Advanced 시스템에서는 기지국의 하향링크로 다수의 송신안테나를 통한 데이터 송수신이 지원되도록 요구하고 있으나, 기지국이 4개 이상 최대 8개의 송신 안테나를 지원하는 경우 이에 대한 효율적인 기준신호 할당 및 전송 방법이 정의되어 있지 않은 문제점이 있다.
한편, 다중셀 환경에서 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)을 줄이고, 셀의 가장자리에 위치하는 단말의 통신 성능을 향상시키기 위해 협력적 다지점 송신(Coordinated multi-point transmission; 이하 "CoMP"라 칭함) 기법이 제안되었다.
CoMP 기법을 이용하면, 단말은 다중 셀 기지국으로부터 공동으로 데이터 및 제어 정보를 지원받을 수 있어서 셀 가장자리에 위치한 단말의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.CoMP를 수행하기 위해서는 실제로 CoMP 작업을 수행할 수 있는 기지국(BS, eNB, cell, Access Point 등)의 집합체인 CoMP 클러스터(Cluster)의 결정이 우선되어야 한다. 클러스터를 구성하는 방식은 구성의 주체에 따라, 시스템 혹은 별도의 기지국 콘트롤러가 클러스터를 구성하고 관리하는 방식과 각각의 UE가 스스로 클러스터를 구성하고 관리하는 방식의 2가지로 나눌 수 있다.
도 12는 CoMP 클러스터를 구성하는 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12 (a)는 시스템이 클러스터를 구성하는 방식을 나타낸 경우로서, 우선 각 UE는 각 인접 기지국으로부터 해당 UE로의 간섭 량을 측정하여 일정 기간 동안 평균을 내고 이를 시스템에 전송한다. 시스템은 전송된 정보를 이용하여 상호 간섭 량이 많아 CoMP를 사용할 경우 성능 향상이 가장 클 것으로 예상되는 eNB 들을 모아 클러스터를 구성한다. 클러스터당 기지국의 개수는 환경에 따라서 가변 될 수 있으며, 각기 다른 클러스터마다 다른 값을 가질 수도 있으나 설명의 편의를 위해 도 12 (a)에서는 클러스터당 기지국의 개수가 3개인 경우로 한정하였다.
도 12 (b)는 UE가 클러스터를 구성하는 방식을 나타낸 경우로서, UE1과 UE2는 각각 인접 기지국으로부터 해당 UE로의 간섭 량을 측정하여 일정 기간 동안 평균을 내고 이를 이용하여 상호 간섭 량이 많아 CoMP를 사용할 경우 성능 향상이 가장 클 것으로 예상되는 기지국들을 모아 클러스터를 직접 구성하고, 구성된 클러스터 정보를 시스템과 교환한다. 도 12(b)에서도 도 12(a) 와 마찬가지로 하나의 클러스터는 3개의 기지국으로 구성된다고 가정하였으며, 실제로 한 클러스터당 속하는 기지국의 개수는 가변 될 수 있으며 또한 각기 다른 클러스터마다 각기 다른 값을 가질 수도 있다.
상기와 같은 CoMP 시스템에 있어서도, 채널측정 및 데이터 복조를 위하여 기준신호가 할당 및 전송되어야 하지만 CoMP 시스템에 있어서 효율적인 기준신호 할당 및 전송 방법이 정의되어 있지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 다중 안테나 통신 시스템에서 채널측정을 위한 기준신호 할당 방법 및 이를 통한 데이터 전송 방법을 제공한다.
또한, LTE-A 시스템과 같이 기지국이 4개 이상 최대 8개의 송신 안테나를 지원하는 경우에도 본 발명은 이에 대한 효율적인 기준신호 할당 방법 및 전송 방법을 제공한다.
또한, CoMP 방법을 이용하는 시스템에 있어서도 효율적인 기준신호 할당 방법 및 전송 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 안테나를 통한 다중 입출력(MIMO) 방식의 광대역 무선 통신 시스템에서 각 안테나별 전송채널 측정을 위한 채널측정 기준신호 (Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS) 할당 방법은, 시간영역에서 복수의 OFDM 심볼과 주파수 영역에서 복수의 자원블록을 포함하는 서브 프레임에서, 두 개의 자원블록을 상기 채널측정 기준신호 할당을 위한 기본 할당 단위로 설정하는 과정과; 상기 기본 할당 단위로 설정된 두 개의 자원블록에 대해서 8개의 주파수 자원요소 간격으로 상기 채널측정 기준신호를 할당하는 과정과; 상기 두 개의 자원블록의 잉여 주파수 자원요소에 대해서 데이터 신호를 할당하는 과정과; 상기 기준신호 및 데이터 신호가 할당된 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함하며, 각각의 안테나에 대한 상기 채널측정 기준신호는 서로 다른 주파수 자원요소에 할당되며, 상기 데이터 신호가 할당되는 주파수 자원요소의 개수는 상기 두 개의 자원블록이 서로 상이하도록 할당되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 안테나를 통한 다중 입출력(MIMO) 방식의 광대역 무선 통신 시스템에서 각 안테나별 전송채널 측정을 위한 채널측정 기준신호 (Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)와 데이터 신호를 전송하는 방법은, 6보다 큰 임의의 정수를 K라 할 때, 주파수 상에서 K개의 주파수 자원요소 간격으로 상기 채널측정 기준신호를 할당하는 과정과, 상기 K와 12의 최소공배수를 M이라 할 때, M/12 개의 자원블록을 하나의 주기로 하여, 주파수 영역에서 상기 M/12 개의 자원블록 단위로 반복하여 상기 채널측정 기준신호를 전송하는 과정을 포함한다. 여기서 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 주파수 자원 요소를 포함하며, 시간 영역에서 복수 개의 OFDM 심볼로 구성된다.
바람직하게는 상기 방법에서, K는 8, M은 24이며, 2개의 자원블록을 하나의 주기로 하여, 주파수 영역에서 상기 2개의 자원블록 단위로 반복하여 상기 채널측정 기준신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 채널측정 기준신호를 할당하는 과정은, 상기 M/12 개의 자원블록의 잉여 주파수 자원요소에 대해서 상기 데이터 신호를 할당하는 과정을 더 포함하며, 각각의 안테나에 대한 상기 채널측정 기준신호는 서로 다른 주파수 자원요소에 할당되며, 상기 데이터 신호가 할당되는 주파수 자원요소의 개수는 상기 M/12 개의 자원블록이 서로 상이하도록 할당되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 안테나를 통한 다중 입출력(MIMO) 방식의 광대역 무선 통신 시스템에서 각 안테나별 전송채널 측정을 위한 채널측정 기준신호 (Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)와 데이터 신호를 전송하는 장치는, 다수의 송신 안테나와; 상기 기준신호 및 데이터 신호가 맵핑된 데이터 패킷을 송신하는 RF 송신부와; 상기 다수의 송신 안테나에 대한 채널측정 기준신호 및 상기 데이터 신호를 상기 서브 프레임의 자원요소에 맵핑하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 시간영역에서 복수의 OFDM 심볼과 주파수 영역에서 복수의 자원블록을 포함하는 상기 서브 프레임에서, 두 개의 자원블록을 상기 채널측정 기준신호 할당을 위한 기본 할당 단위로 설정하고, 상기 기본 할당 단위로 설정된 두 개의 자원블록에 대해서 8개의 주파수 자원요소 간격으로 맵핑하며, 상기 다수의 송수신 안테나에 대한 상기 채널측정 기준신호는 서로 다른 주파수 자원요소에 맵핑되며, 상기 데이터 신호가 할당되는 주파수 자원요소의 개수는 상기 두 개의 자원블록이 서로 상이하도록 맵핑되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, LTE-A 시스템과 같이 기지국이 4개 이상 최대 8개의 송신 안테나를 지원하는 경우에도 효율적인 기준신호 할당 방법 및 전송 방법이 제공되며, 기지국의 송신 안테나가 다수라고 하더라도 채널추정 및 데이터 전송률이 저하되지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공동 기준신호의 자원할당 패턴을 도시한 도면이다.
도 6은 안테나 포트 0번에 대한 공동 기준신호 R0의 패턴을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 8RE 간격의 CSI-RS 패턴을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 24개의 자원요소가 DM-RS 전송에 사용되는 경우 CSI-RS 패턴을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 12개의 자원요소가 DM-RS 전송에 사용되는 경우 CSI-RS 패턴을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송 패턴을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 기준신호 전송장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 12는 CoMP 클러스터를 구성하는 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 발명의 통신 시스템은 음성 및 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템으로서 기지국 및 단말을 포함하며, LTE(Long Term Evolution) 시스템 또는 LTE-Advanced 시스템을 대표예로 설명한다.
본 발명의 단말은 SS(Subscriber Station), UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등으로 불릴 수 있으며, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기 또는 PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기를 포함한다.
본 발명의 기지국은 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BS(Base Station), BTS(Base Transceiver System), 억세스 포인트(Access Point) 등의 용어로 사용될 수 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있으며, 기지국 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 또한, 하향링크(Downlink)는 기지국으로부터 단말로의 통신 채널을 의미하며, 상향링크(Uplink)는 단말로부터 기지국으로의 통신 채널을 의미한다.
본 발명의 무선통신 시스템에 적용되는 다중접속 기법은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 공지된 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법을 모두 포함한다.
또한, 상기 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중접속 방식은 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 하향링크는 OFDMA 기법을 사용하고 상향링크는 SC-FDMA 기법을 사용할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되며, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 상기 하향링크 무선 프레임은 FDD(Frequency Division Duplex) 또는 TDD(Time Division Duplex)에 의해 구성될 수 있다. 하나의 서브프레임이 전송되는 시간을 TTI(Transmission time interval)라 하며, 예를 들어 하나의 서브프레임 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms로 구성될 수 있다. 하나의 슬롯은 시간영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하며, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하향링크 슬롯은 시간영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하며, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(RB)을 포함한다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성에 따라서 달라질 수 있으며, 도시된 예는 일반적인 CP로 구성된 경우에 해당된다. 이 경우 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 7개이며, 확장된 CP에 의해 구성된 경우는 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 일반 CP의 경우보다 적어져서 6개로 구성될 수 있다. 확장된 CP가 적용되는 경우는, 단말이 빠른 속도로 이동하는 경우 등과 같이 채널 상태가 불안정한 경우에 해당되며, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위하여 확장된 CP가 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심볼을 포함하며, 하나의 자원블록(RB)은 12개의 부반송파를 포함한다. 또한, 자원 그리드 상의 각 요소를 자원요소(Resource Element)라고 하며, 하나의 자원블록에는 84개 (12 X 7 = 84)의 자원요소를 포함한다. 각 부반송파의 간격은 15kHz 이며, 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 약 180kHz를 포함한다. NDL은 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수이며, 기지국의 스케쥴링에 의해 설정되는 하향링크 전송 대역폭(Bandwidth)에 종속된다.
도 2와 같이 일반 CP로 구성되는 경우는, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되며, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)로 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로 할당될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞부분에 위치하는 최대 3개의 OFDM 심볼은 제어영역으로서 채어 채널로 할당된다. 나머지 OFDM 심볼들은 데이터 영역으로서 PDSCH로 할당된다. 상기 제어채널은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어영역과 데이터 영역을 포함한다. 상기 제어영역은 상향링크 제어정보를 전달하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 상기 데이터 영역은 사용자 데이터를 전달하기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 단말의 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 자원블록 쌍(pair)으로 할당되며, 자원블록 쌍(pair)에 포함된 자원블록들은 두 개의 슬롯에서 다른 서브 캐리어들로 위치하게 된다.
이하에서는 하향링크 기준신호에 대해서 상세히 설명한다.
하향링크 기준신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공동 기준신호(Common Reference Signal; CRS)와 특정 단말만을 위한 전용 기준신호(Dedicated Reference Signal; DRS)의 두 가지 기준신호가 존재한다.
상기 공동 기준신호는 채널상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 측정(measurement) 등을 위하여 사용되며, 상기 전용 기준신호는 데이터 복조를 위해서 사용된다. 공동 기준신호는 셀 특정(Cell-specific) 기준신호이며, 전용 기준신호는 단말 특정(UE-sepcific) 기준신호라고 할 수 있다.
단말은 공동 기준신호를 측정하여 CQI(Channel Quality Information), PMI(Pecoding Matrix Indicator), RI(Rank Indicator)와 같은 피드백 정보를 기지국으로 알려주고, 기지국은 단말로부터 수신한 피드백 정보를 이용하여 하향링크 주파수 영역 스케쥴링을 수행한다.
기지국은 상기 기준신호를 단말로 전송하기 위하여 기준신호에 할당될 무선자원의 양, 공동 기준신호와 전용 기준신호의 배타적 위치, 동기채널(SCH) 및 브로드캐스트 채널(BCH)의 위치 및 전용 기준신호의 밀도 등을 고려하여 자원을 할당한다.
이때, 기준신호에 상대적으로 많은 자원이 할당되면 높은 채널추정 성능을 얻을 수 있지만 데이터 전송률이 상대적으로 떨어지게 되며, 기준신호에 상대적으로 적은 자원을 할당하면 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있으나 기준신호의 밀도가 낮아져서 채널추정 성능의 열화가 발생할 수 있다. 따라서 채널추정 및 데이터 전송률 등을 고려한 기준신호의 효율적인 자원할당은 시스템 성능에 중요한 요소가 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공동 기준신호의 자원할당 패턴을 도시한 도면이다.
공동 기준신호는 광대역에 대해서 매 서브프레임마다 전송되며, 기지국의 안테나 개수에 따라서 각 안테나 포트 별로 기준신호가 전송되어야 한다.
도 5는 기지국 안테나 개수가 4개인 경우이며, 하나의 자원블록(RB)에서 4개 안테나 포트에 대한 공동 기준신호 R0, R1, R2 및 R3가 각각 전송되는 것을 나타내고 있다. 공동 기준신호가 시간-주파수 영역의 자원에 맵핑되는 경우, 주파수 영역에서 한 안테나 포트에 대한 공동 기준신호는 6개 자원요소(RE) 간격으로 맵핑되어 전송된다. 따라서 하나의 자원블록(RB)이 주파수 영역에서 총 12개의 자원요소(RE)로 구성되어 있으므로 한 안테나 포트에 대한 기준신호(Reference Signal) 전송을 위한 자원요소(RE)는 자원블록(RB) 당 2개가 사용된다.
도 6은 안테나 포트 0번에 대한 공동 기준신호 R0의 패턴을 도시한 것으로서, 하나의 자원블록의 주파수 영역에서 6개 자원요소 간격으로 2개의 자원요소에 R0가 맵핑된다.
그러나 기지국의 하향링크 송신 안테나 개수가 증가하여 최대 8개의 송신 안테나를 지원하는 경우에는 8개 안테나 각각에 대한 공동 기준신호가 지원되어야 한다. 예를 들어, LTE-A 시스템의 경우 기지국이 4개 이상 최대 8개 송신 안테나를 지원할 수 있도록 정의하고 있으며, 이에 따른 공동 기준신호가 추가적으로 정의되고 디자인되어야 한다. 또한, 최대 8개 안테나를 지원하는 경우에는 채널측정을 위한 공동 기준신호뿐만 아니라 데이터 복조를 위한 전용 기준신호도 디자인될 필요가 있다.
LTE-A 시스템을 디자인함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 LTE 시스템과의 호환성(Backward compatibility), 즉 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 아무런 무리 없이 잘 동작하도록 단말 및 시스템이 이를 지원해야 한다.
기준신호(RS) 전송 관점에서 보았을 때는, 앞서 도 5 및 도 6과 같이 디자인되어 있는 공동 기준신호가 전 대역에 걸쳐서 매 서브 프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에서 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 기준신호가 추가될 수 있다. 그러나 LTE-A 시스템에서도 기존 LTE 시스템에서의 공동 기준신호와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 기준신호 패턴을 매 서브 프레임마다 전 대역에 추가하게 되면 기준신호의 오버헤드가 지나치게 커지게 된다.
따라서, LTE-A 시스템과 같이 다수의 송신안테나를 지원하는 시스템에서는 기준신호를 새롭게 디자인하고 있으며, 새롭게 디자인되는 기준신호는 MCS, PMI 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 채널측정 기준신호(Channel State Information-RS 또는 Channel State Indication-RS; CSI-RS)와 8개의 전송 안테나로 전송되는 데이터 복조를 위한 데이터 복조 기준신호(Data Demodulation-RS; DM-RS) 이다. 앞서 설명한 공동 기준신호(CRS)가 채널 측정, 핸드 오버 등의 measurement 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리 채널 측정 목적의 CSI-RS는 채널 측정 위주의 목적을 위해서 디자인되는 특징이 있다. 물론 CSI-RS는 핸드오버 등의 measurement 목적으로도 사용될 수도 있다.
CSI-RS는 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로 CRS와 달리 매 서브 프레임마다 전송되지 않아도 되는 특징이 있다. 따라서 CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간축 상에서 간헐적으로 전송되도록 하고, 데이터 복조를 위해서는 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 단말에게 dedicated 한 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 단말의 DM-RS는 해당 단말이 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신받는 시간-주파수 영역에만 전송되도록 할 수 있다.
기지국은 지원하는 모든 송신 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 하며, 최대 8개의 송신 안테나를 지원하는 경우 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 매 서브 프레임마다 전송하는 것은 오버헤드가 커지는 단점이 있으므로, CSI-RS는 매 서브 프레임마다 전송되지 않고 시간 축에서 간헐적으로 전송되도록 하여 오버헤드를 줄일 수도 있다. 즉, CSI-RS는 한 서브 프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 전송되거나 특정 전송 패턴으로 전송될 수도 있다. 이때, CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 기지국이 구성(configure)할 수 있다.
단말은 CSI-RS를 측정하기 위해서 자신이 속한 셀의 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 시간-주파수 위치, CSI-RS 시퀀스, CSI-RS 주파수 쉬프트 등에 대한 정보를 알고 있어야 한다.
LTE 시스템에서는 공동 기준신호(CRS)의 시퀀스, 시간-주파수 위치, 주파수 쉬프트 등은 Cell-ID, 서브 프레임 번호, 심볼 번호에 의해 결합(tie) 되어 있다. 그러나 LTE-A 시스템에서는 CSI-RS 전송을 위해서 전송 주기, 전송 오프셋 등의 정보가 추가적으로 필요하게 되며, 이와 같은 정보는 시스템에서 단말로 전송될 수 있다.
LTE-A 시스템에서 기지국은 최대 8개의 안테나 포트에 대해서 CSI-RS를 전송하며, 서로 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원은 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 하나의 기지국은 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 를 전송할 때 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 다른 주파수에 맵핑하는 FDM 방식으로 이들 자원을 orthogonal하게 구성하거나, 또는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 상호 직교성을 갖는 코드에 맵핑시키는 CDM 방식으로 전송할 수도 있다.
기지국에서 CSI-RS를 전송할 때, 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS간 구분은, FDM 방식을 적용할 경우 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 다른 자원요소(RE)에 맵핑한다. 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS는 하나의 자원블록(RB)당 1개 내지 2개의 자원요소(RE)를 차지하는 것이 바람직하다.
따라서 기지국은 최대 8개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 하므로, 8개의 송신 안테나를 지원하기 위해서는 CSI-RS 전송 주기당 대략 16개의 자원요소(RE)가 필요하다. 만약 안테나 포트 구분을 위해 CDM 방식을 사용하더라도, FDM 방식과 비슷한 수의 자원요소(즉, 16개 RE)가 CSI-RS 맵핑을 위해 필요하다.
만약 도 5 및 도 6과 같이 하나의 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 6개의 자원요소(RE) 간격을 갖도록 맵핑한다면, 한 자원블록(RB)의 주파수 영역은 12개의 자원요소로 구성되므로 한 심볼에서 전송할 수 있는 CSI-RS는 최대 6개로 구성되어 8개의 송신 안테나를 지원하기 위한 CSI-RS의 자원요소 개수에 부족하게 된다.
본 발명에서는 CSI-RS 전송의 한 실시예로서 하나의 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 리소스가 주파수 축 상에서 6개 자원요소(RE) 간격 이상, 바람직하게는 8개 자원요소(RE) 간격을 갖는 패턴을 제안한다.
따라서, 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 자원 맵핑이 주파수 축 상에서 6RE 보다 큰 간격을 갖게 되어 CSI-RS 할당 및 전송의 기본 단위는 하나의 자원블록(RB) 단위가 아닌 복수 개의 자원블록(RB) 단위가 된다.
예를 들어, 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 자원요소가 8RE 간격으로 맵핑되는 경우는, CSI-RS 할당 및 전송의 기본 단위는 두 개의 자원블록(RB)이 된다. 또한, 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS는 2개의 자원블록(RB) 당 3개의 자원요소(RE)에 맵핑되어 전송된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 8RE 간격의 CSI-RS 패턴을 도시한 도면이다.
설명의 편의를 위해서 도 7에서는 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS 만을 도시하였다. CSI-RS가 6RE 이상의 자원요소(RE) 간격을 갖게 되면, 각 RB 당 CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원요소(RE)의 개수가 달라지므로, 단말의 데이터 전송을 위해 할당받은 자원요소(RE)의 개수도 달라진다.
각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 8RE의 간격으로 자원요소에 맵핑되면, RB 당 CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원요소의 개수가 자원블록의 번호에 따라 달라진다. 즉 특정 안테나 포트에 대해서 짝수 번째의 자원블록에 사용된 CSI-RS의 자원요소의 개수가 1개라면, 홀수 번째의 자원블록에 사용된 CSI-RS의 자원요소 개수가 2개가 된다.
따라서 단말의 채널 추정기(estimator)가 채널 추정을 위해 사용할 수 있는 자원요소의 개수도 자원블록 번호에 따라 달라지게 된다.
자원블록 당 데이터가 할당되는 자원요소는 전체 자원요소에서 제어 및 CRS, CSI-RS에 사용된 자원요소를 제외한 잉여 자원요소에서 할당된다. 따라서, 단말의 데이터 신호가 맵핑되는 자원요소도 CSI-RS 자원요소 맵핑을 고려하여 자원블록 당 데이터를 위해 사용되는 자원요소의 개수가 달라진다. 즉, 짝수 번째 자원블록에서 데이터에 할당된 자원요소의 개수와 홀수 번째 자원블록에서 데이터에 할당된 자원요소의 개수가 달라진다. 따라서 자원 블록 번호(본 실시 예에서 홀수 또는 짝수 번째 번호)에 따라 제어 정보 전송을 위해 사용되는 자원 요소(RE)의 개수가 달라지고, 결과적으로 자원 블록 번호(본 실시 예에서 홀수 또는 짝수 번째 번호)에 따라서 데이터 전송에 사용되는 자원 요소(RE)의 개수가 달라진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 7에서 도시한 8RE 간격의 CSI-RS 전송 패턴 이외에도, 7RE 간격, 9RE 간격 또는 10RE 간격 등의 다양한 CSI-RS 간격이 사용될 수 있다. 즉, 임의의 정수 K에 대하여, K와 12 (1RB=12RE로 구성됨)의 최소 공배수를 M이라 할 때, CSI-RS의 전송 패턴은 K RE, 즉 M/12 RB를 하나의 주기로 하여 주파수 영역에서 반복하여 전송된다.
이때 K가 6보다 큰 정수이면, CSI-RS의 전송 패턴의 주기는 복수 개의 RB가 된다.
도 7과 같이, CSI-RS의 전송 패턴 K를 8 RE라고 할때, 8과 12의 최소공배수 M은 24가 되며, CSI-RS의 전송 패턴이 되는 RB의 기본주기는 2 RB(24/12 RB)가 된다.
이와 같이, 복수 개의 RB 단위를 하나의 주기로 하여 CSI-RS 패턴이 반복되면, CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원요소(RE)의 개수가 RB 별로 다르게 구성될 수 있다. CSI-RS 패턴의 한 주기를 형성하는 복수 개의 RB의 수를 N(=M/12)이라 하고, 이 N을 주파수 축 상에서의 CSI-RS 전송 주기라 하자. 그러면, 하나의 CSI-RS 주기를 구성하는 N개의 RB 각각에 있어서 CSI-RS를 위해 사용되는 자원요소(RE)의 개수 및 위치가 RB별로 달라진다. 따라서, 이 하나의 주기 내에 있는 각 N개의 RB에서 단말의 데이터 신호 전송을 위해 할당된 자원요소(RE)의 개수 및 위치가 RB 별로 달라진다. 동시에 이 하나의 주기 내에 있는 각 N개의 RB에서 단말의 제어 신호 전송을 위해 할당된 자원요소(RE)의 개수가 RB별로 달라진다.
따라서 단말의 채널 estimator는 한 주기 내의 각 N개의 RB에서 RB 별로 서로 다른 자원요소(RE)의 개수 및 패턴을 사용하여 채널을 추정해야 한다.
또한, CSI-RS는 주파수 축 상에서 전 대역에 걸쳐서 상기 N RB의 주기로 반복되는 패턴을 갖는다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 24개의 자원요소가 DM-RS 전송에 사용되는 경우 CSI-RS 패턴을 도시한 도면이다.
도 8은 앞서 설명했던 복수 개 RB 단위의 CSI-RS 패턴 주기를 갖는 CSI-RS 패턴을 보다 구체적으로 도시한 것으로서, DM-RS를 위하여 자원블록 당 24개의 자원요소가 사용되고, 4개의 안테나 포트에 대해서 CRS가 전송되는 경우, 일반 CP에서 CSI-RS의 전송 패턴에 대한 실시예를 도시하였다.
도시된 바와 같이, 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS pattern은 한 OFDM 심볼에서 8 RE 간격으로 전송되며, 주파수 축에서 2 RB를 단위로 동일한 CSI-RS 패턴이 반복된다. Symbol index는 도 7과 동일한 index를 사용하며, 각각의 자원요소(RE)에 적혀있는 숫자 들 중에서 서로 같은 숫자는 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS 셋이 될 수 있으며, 2RB 당 최대 24가지의 CSI-RS 셋이 도출될 수 있다. 본 실시 예에서 CSI-RS는 제어 정보가 전송되는 심볼 구간과 CRS가 전송되는 심볼 구간, 그리고 DM-RS가 전송되는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간에서 전송되는 것을 가정하였다. 예를 들면, 도 8에서는 CSI-RS는 심볼 인덱스는 3, 9 및 10번 심볼에서 전송될 수 있다. 이 심볼 인덱스는 도 7에서 사용한 심볼 인덱스를 그대로 따른다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 12개의 자원요소가 DM-RS 전송에 사용되는 경우 CSI-RS 패턴을 도시한 도면이다.
12개의 자원요소가 DM-RS 전송에 사용되는 경우, CSI-RS 가 전송될 수 있는 RE의 set은 2RB 당 28개의 set이 나오게 된다.
그러나 도 8 및 도 9에서 도시한 CSI-RS set의 번호는 절대적인 값을 의미하는 것은 아니고, 단지 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송될 수 있는 자원요소(RE)의 set을 의미하는 것일 뿐이며, 이 번호들의 값은 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 CSI-RS 전송 패턴은 셀 별로 서로 다른 셋을 사용하여 전송할 수 있으며, 경우에 따라서는 서브프레임마다 CSI-RS 전송 위치를 다르게 구성할 수도 있다.
바람직하게는, 셀 별로 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송을 위한 기준 위치(reference position)가 정의되어야 하며, 상기 CSI-RS의 위치를 DM-RS를 위해 사용되는 자원요소의 개수에 따라서 도 8 또는 도 9의 CSI-RS 셋 번호로 기지국에서 단말로 시그널링 할 수 있다.
셀 별로 고유한 Cell-specific 특성의 CSI-RS의 reference position은 특정 안테나 포트 혹은 안테나 포트 그룹에 대한 reference position과 나머지 안테나 포트 혹은 안테나 포트 그룹에 대한 시간/주파수 오프셋 혹은 CSI-RS 시간/주파수 오프셋에 상응하는 값, 즉 도 8 및 도 9에서의 CSI-RS 셋 번호 차이(증감분)를 단말로 시그널링 하고 해당 위치에 CSI-RS가 전송된다. 경우에 따라서는 전체 안테나 포트에 대하여 서로 겹치지 않는 CSI-RS 셋을 선택하여 시그널링 할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송 패턴을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 8개 안테나에 대해서 CSI-RS를 안테나 0번은 RE 10번 셋, 안테나 1번은 RE 11번 셋, 안테나 2번은 RE 12번 셋, 안테나 3번은 RE 13번 셋, 안테나 4번은 RE 18번 셋, 안테나 5번은 RE 19번 셋, 안테나 6번은 RE 20번 셋, 안테나 7번은 RE 21번 셋으로 전송한다. 이와 같이 각 안테나에 대한 CSI-RS가 할당 및 전송될 경우, CSI-RS 전송 위치에 대해서 단말로 알려줄 때, 예를 들어 안테나 포트 0번에 대한 CSI-RS의 reference position을 10번 셋으로 알려주고, 나머지 안테나 포트에 대한 CSI-RS는 1번 ~ 3번까지의 안테나 포트에 대해서는 CSI-RS 셋 번호로 각각 1번 ~ 3번만큼 쉬프트(shift)한 위치에서 전송되고, 4번 ~ 7번까지의 안테나 포트에 대해서는 CSI-RS 셋 번호로 각각 8번 ~ 11번만큼 shift한 위치에서 전송됨을 알려준다.
상기와 같은 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송 위치를 나타내는 정보를 일반화하면 다음과 같다.
각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송되는 position을 각각 Pi (i=0, 1, 2, …N-1 : N은 CSI-RS 안테나 포트 개수) 라고 정의한다. 그러면, 안테나 포트 0번에 대한 CSI-RS가 전송되는 기준위치(reference position)가 CSI-RS position set 10번이라고 하자. 이 경우 아래 수학식 1과 같은 방식으로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송 위치가 결정된다.
<수학식 1>
P0 = 10
For(0<i≤3) Pi=Pi -1+ ai;
P4 = P0+8
For(4≤i<8) Pi=Pi -1+ ai
상기 수학식 1에서 ai는 Pi와 Pi -1 사이의 오프셋(offset)을 의미하며, 도 10에서 ai 는 1로 설정된 경우에 해당된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기준이 되는 한 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 기준위치(reference position)를 알려주고, 나머지 안테나 포트에 대한 CSI-RS 위치(position)는 셀 특정(cell-specific), 안테나 특정(antenna specific)되도록 상호 겹치지 않게 랜덤(random)하게 선택하여 구성할 수도 있다.
이때, 나머지 안테나 포트에 대한 CSI-RS 위치는 기준위치(reference position)가 결정되면 그에 따라서 종속(dependent)하게 되며, 기준이 되는 안테나 포트 그룹에 대한 CSI-RS의 기준위치를 알려주는 방식에서 나머지 안테나 그룹에 대한 위치는 첫 번째 안테나 그룹의 위치 및 해당 그룹 내 다른 안테나 포트들의 CSI-RS의 위치와 겹치지 않도록 랜덤(random)하게 선택할 수 있다. 이 경우에도 나머지 안테나 포트 들에 대한 CSI-RS 위치는 cell-specific, antenna specific 하며, 첫번째 안테나 포트 그룹의 임의의 한 안테나 포트의 CSI-RS 위치에 종속(dependent)하게 된다.
기지국은 단말에게 안테나 포트의 CSI-RS 위치를 알려주기 위해서, 안테나 포트 그룹에 대한 CSI-RS의 기준 위치를 시그널링 하고, 나머지 안테나 포트 그룹에 대한 CSI-RS의 위치에 대해 상기 기준위치에 대한 상대적인 위치, 즉 time/frequency shift 혹은 오프셋(offset)에 대한 정보를 단말로 시그널링 할 수도 있다.
예를 들어 8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대해서 안테나 포트 0번 내지 3번이 한 그룹이고, 안테나 포트 4번 내지 7번이 다른 한 그룹으로 그룹핑(grouping)된 경우는, 안테나 포트 0~3번 그룹에 대한 CSI-RS의 기준위치를 서로 겹치지 않는 CSI-RS 셋을 선택한다. 도 10을 참조하면, 안테나 포트 0~3번 그룹에 대한 CSI-RS의 기준위치를 CSI-RS 셋 10번 내지 13번으로 알려주고, 나머지 안테나 포트 4~7번 그룹에 대한 CSI-RS에 대해서는 첫 번째 안테나 포트 그룹의 CSI-RS 셋으로부터 8만큼씩 shift 됨을 알려준다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말에게 CSI-RS 전송 위치를 알려주는 또 다른 방식으로는, CSI-RS가 전송되어야 하는 모든 안테나 포트에 대해서 서로 겹치지 않는 CSI-RS position 셋을 기지국이 선택하고 이들 위치를 모두 시그널링 하는 것도 가능하다.
CSI-RS의 채널 추정 성능을 높이기 위해서는 inter-cell간의 CSI-RS가 서로 동일한 시간/주파수 위치에서 겹치지 않도록 설계되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, Inter-cell CSI-RS를 서브 프레임 단위의 TDM으로 다중화(multiplexing) 하는 방식이 있다. 이와 동시에 동일한 서브 프레임에서 CSI-RS를 전송하는 셀들 간의 직교 다중화(orthogonal multiplexing)를 위해서는 CSI-RS 전송을 위해 서로 다른 자원요소(RE)를 할당하도록 해야 한다. 이를 위하여, 셀 별로 동일한 서브 프레임에서 전송되는 서로 다른 cell의 CSI-RS의 reference position을 서로 다르게 지정하여야 하고, 이웃 셀과의 CSI-RS 전송 position이 겹치지 않도록 time/frequency shift 및 offset 정보를 지정해 주어야 한다.
그러나, 매크로 기지국(Macro eNB) 뿐만 아니라, 릴레이(Relay), 펨토 기지국(femto eNB), Home eNB, pico eNB 등이 공존하는 이종망(heterogeneous Network) 환경을 고려하면, 셀 간의 CSI-RS의 직교성(orthogonality)를 항상 보장할 수는 없다.
특히 종래 기술에서 언급한 CoMP 시스템을 살펴보면, CoMP를 수행하기 위해서 CoMP 작업을 수행할 수 있는 CoMP Cluster가 먼저 정의될 것인데, CoMP cluster 내의 셀들 간의 CSI-RS는 서로 orthogonal 한 특성을 가지고 있으며, Cluster 내의 다른 셀들의 채널 정보를 UE가 각각 measure할 수 있어야 한다. 따라서 Cluster 내의 셀들 간의 CSI-RS의 orthogonal한 multiplexing을 위해서는 cluster 내의 다른 셀이 CSI-RS를 전송하는 RE에는 다른 데이터를 전송하지 않고 비워두어야 한다. 즉 해당 RE를 muting (nulling 또는 puncturing)시키는 것이다.
즉, UE는 serving cell의 CSI-RS의 전송 패턴을 알고 있어야 하고, CoMP를 수행하는 다른 셀들이 전송하는 CSI-RS의 위치를 알고 있어야 한다. CoMP를 하는 UE는 CoMP cluster내의 다른 셀들의 CSI-RS위치 및 패턴을 알고 있어야 하고, serving cell이외의 다른 셀의 CSI-RS가 전송되는 resource에는 데이터가 전송되지 않고 muting된다는 것을 알고 있어야 한다. 이를 위하여 기지국으로부터 UE로의 serving cell의 CSI-RS 패턴/위치 및 CoMP cluster내의 다른 셀들의 CSI-RS 패턴/위치 등의 정보가 시그널링 되어야 한다. 그런데 CoMP cluster내에서 CoMP를 수행하는 셀들의 조합은 UE별로, UE의 위치 및 채널 상태 별로 달라 질 수 있으므로, 모든 UE가 CoMP cluster내의 셀들의 CSI-RS의 정확한 위치/및 패턴을 다 알 필요가 없을 수 있다. 따라서 시그널링의 부담을 줄이기 위해 CoMP cluster내의 셀들의 CSI-RS가 전송되는 CSI-RS 전송 주기 및 시간 오프셋과 CSI-RS가 전송되는 RE들을 알려 주고, serving cell의 CSI-RS 패턴/위치 등의 정보를 알려주는 방식을 제안한다. 그러면 UE는 CoMP cluster내의 모든 셀의 CSI-RS가 전송될 수 있는 RE position들 중에서 자신의 serving cell의 CSI-RS가 전송되는 RE들의 위치를 제외한 나머지 RE들은 기지국이 데이터를 전송하지 않고 muting 한다는 것을 알 수 있게 된다. 이와는 별도로 UE가 특정 셀들과 실제로 CoMP를 수행하는 경우, 해당 셀들의 CSI-RS 정보는 서빙 셀(serving cell)로부터 수신해야 한다.
또한, 서로 CoMP를 수행하지 않거나 서로 다른 CoMP Cluster에 속하는 셀들의 CSI-RS의 multiplexing을 위한 방안도 마련되어야 한다. 즉, CoMP를 수행하지 않는 기지국 간의 CSI-RS, 또는 서로 다른 CoMP Cluster에 속하는 이웃 셀간의 CSI-RS가 계속적으로 충돌하지 않도록 디자인 하는 것이 바람직하다. 우연히 임의의 두 셀간의 CSI-RS 가 충돌할 경우, CSI-RS의 위치가 모든 sub-frame에서 동일하고, CSI-RS 전송 주기가 동일하다면 이 두 셀의 CSI-RS는 항상 충돌하게 되고, 이는 channel estimation 의 성능 열화를 가져온다. 특히 CSI-RS의 전송 power가 boosting되어 일반 데이터보다 더 높은 power로 전송되는 경우 그 성능 열화는 더 커지게 된다. 뿐만 아니라 heterogeneous network에서의 낮은 전력으로 하향 링크 신호를 전송하는 소규모의 셀(Home eNB, Pico cell, Femto cell)들을 고려했을 때, Macro eNB와의 CSI-RS가 계속적으로 충돌이 발생할 경우 심각한 영향을 받을 수 있다.
따라서 서로 다른 CoMP Cluster에 속하는 셀 들 간의 CSI-RS 혹은 CoMP를 수행하지 않는 셀 들 간의 CSI-RS는 동일한 셀과 계속적으로 겹치지 않도록 cell 별, sub-frame 별로 CSI-RS의 위치를 randomization시키는 방안을 제안한다. 본 발명에서는 동일 CoMP cluster에 속한 셀들 간에는 CSI-RS를 orthogonal하게 multiplexing하고, 서로 다른 CoMP cluster에 속한 셀들 간의 CSI-RS를 random multiplexing하는 방식을 제안한다.
따라서 상기와 같이 제안된 방식을 고려한 본 발명의 일실시예에 따르면, 서로 다른 CoMP cluster에 속하는 inter-cell간 CSI-RS가 랜덤하게 multiplexing 되며 CSI-RS가 서브 프레임 시간 및 CSI-RS 전송 주기에 따라서 랜덤하게 도약(hopping) 하도록 구성할 수도 있다. 이때 CSI-RS의 도약 패턴(hopping pattern)은 cell-specific, 안테나 포트-specific 하도록 구성된다.
따라서 기지국이 단말에게 CSI-RS 패턴을 알려 줄 때, 전체 망에서 CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 혹은 CSI-RS 전송 주기, 시간 오프셋, CSI-RS가 전송되는 자원요소(RE) 및/또는 서빙 셀의 CSI-RS 패턴을 알려준다.
기지국이 전달하는 CSI-RS 패턴 등을 통해서 단말은 전체 네트웍에서 CSI-RS가 전송되는 자원요소(RE) 위치들 중 서빙 셀의 CSI-RS가 전송되는 자원요소(RE)들의 위치를 제외한 나머지 자원요소(RE)들은 기지국이 데이터를 전송하지 않고 muting 한다는 것을 알 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국은 단말에게 전체 네트웍이 아닌 인접한 셀들 또는 네트웍 내의 셀들의 서브셋(subset), 즉 동일 CoMP Cluster에 속한 셀들의 CSI-RS가 전송되는 자원요소(RE) 위치를 알려주고, 그 중에서 서빙 셀의 CSI-RS 패턴을 알려줄 수 있다.
마찬가지로 기지국은 동일 CoMP Cluster 내의 다른 셀의 CSI-RS 전송 위치에 해당하는 자원요소(RE)를 muting한다.
그러나 CoMP cluster 내의 셀들이 실제로 CoMP를 수행하는 경우에는 단말이 측정해야 하는 셀, 즉 CoMP를 수행하는 CSI-RS 위치/패턴 및 셀 ID를 별도로 단말에게 알려주어야 한다.
CSI-RS가 random hopping하도록 하면서 orthogonal multiplexing을 지원하기 위해서는 CSI-RS가 전송되는 서브 프레임이 모든 셀 또는 상대적으로 근접한 위치에 있는 셀들 간에 정렬(align)되어야 한다. 즉, 동일 cluster 내의 셀들은 동일 서브 프레임에 CSI-RS를 전송해야 한다. 그리고 CSI-RS 전송이 가능한 모든 자원요소(RE)에 대하여 기지국이 CSI-RS를 전송하는 자원요소(RE)들 이외에 다른 자원요소(RE)들은 muting함으로써, 여러 셀들 간의 CSI-RS의 orthogonal multiplexing을 가능하도록 구성할 수 있다.
또한 CSI-RS 전송이 가능한 모든 자원요소(RE)에 대하여 서브 프레임 단위, 또는 CSI-RS 전송 주기 단위로 CSI-RS가 random하게 도약(hopping) 하도록 구성할 수 있다.
그런데 CSI-RS 전송이 가능한 모든 자원요소(RE), 예를 들면 도 8의 1번 내지 24번까지의 모든 CSI-RS 셋에 대하여 해당 기지국이 CSI-RS를 할당하여 전송하는 자원요소(RE)들을 제외한 나머지 모든 자원요소(RE)들을 muting하는 것은 CSI-RS의 오버헤드(overhead)가 과도하게 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 바람직하게는 위치적으로 인접하거나 기지국 간의 간섭이 일정 threshold 이상인 셀 그룹 간, 또는 CoMP를 수행하는 CoMP 협력 셋(cooperating set) 내의 셀들, 즉 CoMP cluster내의 셀들 간에 CSI-RS 전송이 가능한 CSI-RS 자원요소(RE)의 셋을 지정한다.
즉, 도 8의 경우 전체 CSI-RS 셋인 1번 내지 24번 셋을 특정 셀(eNB) 그룹을 위하여서는 1번 내지 12번 셋 내에서만 CSI-RS를 전송하도록 하고, 나머지 셀 그룹을 위해서는 13번 내지 24번 셋 내에서 CSI-RS를 전송하도록 CSI-RS set을 구분해 줄 수 있다. 다시 말해서 CoMP cluster 별로 CSI-RS를 전송할 CSI-RS set을 grouping하는 것이다.
이때, 1~12번 CSI-RS set 을 할당받은 셀 그룹은 자신이 전송하는 CSI-RS set이외의 다른 CSI-RS set 내의 자원요소(RE)는 muting하지만, 다른 13~24번 set에 대하여서는 하향 링크 데이터를 전송할 수 있다. 마찬가지로, 13~24번 CSI-RS set을 할당받은 셀 그룹은 1~12번 CSI-RS에 대하여서는 데이터를 전송하되, 13~24번 CSI-RS set내의 자신의 CSI-RS를 전송하는 자원요소(RE)를 제외한 나머지 자원요소(RE)에서는 데이터를 전송하지 않고 muting한다. 그리고 셀 그룹 내의 셀의 CSI-RS 도약(hopping)은 할당받은 CSI-RS그룹 내에서 이루어지도록 할 수 있다. 이때, CSI-RS 할당 그룹(번호의 set) 또한 서브 프레임마다, 혹은 CSI-RS 전송 주기 마다 달라질 수 있다. 즉, CSI-RS 전송을 위해서 셀들 간의 CSI-RS의 coordination이 필요한 셀들을 하나의 그룹으로 그룹핑을 하고, 해당 셀 그룹 내의 셀의 CSI-RS 전송을 위해서 CSI-RS를 전송할 수 있는 자원요소(RE)들의 position의 영역을 할당한 후, 해당 영역 내에서 해당 그룹 내의 셀들이 CSI-RS를 전송하도록 한다. 동시에 해당 영역내에서, 자신의 CSI-RS가 전송되는 나머지 자원요소(RE)들에 대해서 셀은 데이터를 전송하지 않고 muting한다. 그리고 셀의 CSI-RS 전송 패턴의 도약(hopping)은 해당 영역내에서 수행된다. 물론 해당 영역 또한 도약(hopping) 하도록 구성할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 기준신호 전송장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 장치는 다수의 안테나를 통한 다중 입출력(MIMO) 방식의 광대역 무선 통신 시스템에서 각 안테나별 전송채널 측정을 위한 채널측정 기준신호 (Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)와 데이터 신호를 전송한다.
상기 장치는 다수의 송신 안테나(1101, 1103)와, 기준신호 및 데이터 신호가 맵핑된 서브 프레임을 송신하는 RF 송신부(1105, 1107)와, 다수의 송신 안테나(1101,1103)에 대한 채널측정 기준신호 및 데이터 신호를 서브 프레임의 자원요소에 맵핑하는 제어부(1109)를 포함한다.
다수의 송신 안테나(1101, 1103)는 4개 이상, 바람직하게는 8개로 구성된다.
제어부(1109)는 복수의 자원블록을 포함하는 서브 프레임에서, 바람직하게는 두 개의 자원블록(RB)을 채널측정 기준신호 할당을 위한 기본 할당 단위로 설정한다.
하나의 안테나에 대한 채널측정 기준신호는 기본 할당 단위로 설정된 두 개의 자원블록에 대해서는 8개의 주파수 자원요소(RE) 간격으로 맵핑하며, 상기 다수의 송수신 안테나에 대한 채널측정 기준신호 각각은 서로 다른 주파수 자원요소에 맵핑된다. 따라서, 데이터 신호가 할당되는 주파수 자원요소의 개수는 두 개의 자원블록이 서로 상이하도록 맵핑된다.
바람직하게는, 채널측정 기준신호는 시간영역에서 한 서브 프레임의 특정 정수 배의 주기를 가지면서 주기적으로 전송되며, 채널측정 기준신호의 자원요소 맵핑 위치, 전송 주기 또는 전송 오프셋(offset) 중 적어도 하나 이상의 정보는 별도로 시그널링 되어 단말로 알려줄 수도 있다.
여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 단말 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 단말 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (13)

  1. 무선 통신 시스템에서 전송 채널을 측정하기 위한 채널상태정보 기준신호(Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)를 전송하는 방법으로서,
    CSI-RS를 설정하기 위한 설정 정보를 전송하는 단계와; 그리고
    상기 설정 정보에 따라 CSI-RS를 전송하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 설정 정보는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 설정 정보와 CSI-RS의 할당 패턴을 나타내는 무선 설정 정보를 포함하고;
    상기 CSI-RS가 2개 이상의 안테나 포트에 의해 전송될 경우, 상기 2개 이상의 안테나 포트에 의해 전송되는 CSI-RS는 상기 서브프레임의 2개의 슬롯들 중 단지 하나의 슬롯 내의 적어도 2개의 RE(Resource Element)에 매핑됨으로써, 상기 CSI-RS가 상기 2개의 슬롯 중 상기 단지 하나의 슬롯의 동일한 부반송파(subcarrier) 상의 연속한 2개의 RE에서 전송되는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서브프레임 설정 정보는 CSI-RS의 주기와 상기 CSI-RS의 서브프레임 오프셋을 나타내는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서브프레임이 시간 영역에서의 다수개의 OFDM 심볼과 주파수 영역에서의 다수개의 RE를 포함하는 경우,
    상기 무선 설정 정보는 OFDM 심볼들과 RE들을 나타내는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설정 정보는 뮤티드(muted) CSI-RS가 전송되는 뮤팅(muting) RE를 더 나타내는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 설정 정보는
    RRC(radio resource control) 메시지를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 전송 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 전송 채널을 측정하기 위한 채널상태정보 기준신호(Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)를 수신하는 방법으로서,
    CSI-RS를 설정하기 위한 설정 정보를 수신하는 단계와; 그리고
    상기 설정 정보에 따라 CSI-RS를 수신하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 설정 정보는 CSI-RS가 수신되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 설정 정보와 CSI-RS의 할당 패턴을 나타내는 무선 설정 정보를 포함하고;
    상기 CSI-RS가 2개 이상의 전송 안테나 포트로부터 수신될 경우, 상기 2개 이상의 전송 안테나 포트 각각으로부터의 CSI-RS는 상기 서브프레임의 2개의 슬롯들 중 단지 하나의 슬롯 내의 적어도 2개의 RE(Resource Element) 상에서 수신됨으로써, 상기 CSI-RS가 상기 2개의 슬롯 중 상기 단지 하나의 슬롯의 동일한 부반송파(subcarrier) 상의 연속한 2개의 RE에서 위치되는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 수신 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 서브프레임 설정 정보는 CSI-RS의 주기와 상기 CSI-RS의 서브프레임 오프셋을 나타내는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 수신 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 서브프레임이 시간 영역에서의 다수개의 OFDM 심볼과 주파수 영역에서의 다수개의 RE를 포함하는 경우,
    상기 무선 설정 정보는 OFDM 심볼들과 RE들을 나타내는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 수신 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 설정 정보는 뮤티드(muted) CSI-RS가 수신되는 뮤팅(muting) RE를 더 나타내는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 수신 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 설정 정보는
    RRC(radio resource control) 메시지를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 채널상태정보 기준신호 수신 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 전송 채널을 측정하기 위한 채널상태정보 기준신호(Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)를 전송하는 장치로서,
    2개 이상의 전송 안테나 포트와;
    CSI-RS를 설정하기 위한 설정 정보를 전송하고, 상기 설정 정보에 따라 CSI-RS를 전송하는 제어부를 포함하고;
    여기서, 상기 설정 정보는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 설정 정보와 CSI-RS의 할당 패턴을 나타내는 무선 설정 정보를 포함하고;
    상기 CSI-RS가 2개 이상의 안테나 포트에 의해 전송될 경우, 상기 2개 이상의 안테나 포트에 의해 전송되는 CSI-RS는 상기 서브프레임의 2개의 슬롯들 중 단지 하나의 슬롯 내의 적어도 2개의 RE(Resource Element)에 매핑됨으로써, 상기 CSI-RS가 상기 2개의 슬롯 중 상기 단지 하나의 슬롯의 동일한 부반송파(subcarrier) 상의 연속한 2개의 RE에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 무선 통신 시스템에서 전송 채널을 측정하기 위한 채널상태정보 기준신호(Channel State Information-Reference Signal; CSI-RS)를 수신하는 장치로서,
    적어도 하나의 수신 안테나와;
    CSI-RS를 설정하기 위한 설정 정보를 수신하고, 상기 설정 정보에 따라 CSI-RS를 수신하는 제어부를 포함하고;
    여기서, 상기 설정 정보는 CSI-RS가 수신되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 설정 정보와 CSI-RS의 할당 패턴을 나타내는 무선 설정 정보를 포함하고;
    상기 CSI-RS가 2개 이상의 전송 안테나 포트로부터 수신될 경우, 상기 2개 이상의 전송 안테나 포트 각각으로부터의 CSI-RS는 상기 서브프레임의 2개의 슬롯들 중 단지 하나의 슬롯 내의 적어도 2개의 RE(Resource Element) 상에서 수신됨으로써, 상기 CSI-RS가 상기 2개의 슬롯 중 상기 단지 하나의 슬롯의 동일한 부반송파(subcarrier) 상의 연속한 2개의 RE에서 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 삭제
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