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KR101652869B1 - 네트워크 다중 입출력 시스템에서 협력 멀티 포인트 송신을 위한 동적 채널 피드백 제어 방법 - Google Patents

네트워크 다중 입출력 시스템에서 협력 멀티 포인트 송신을 위한 동적 채널 피드백 제어 방법 Download PDF

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KR101652869B1
KR101652869B1 KR1020090104930A KR20090104930A KR101652869B1 KR 101652869 B1 KR101652869 B1 KR 101652869B1 KR 1020090104930 A KR1020090104930 A KR 1020090104930A KR 20090104930 A KR20090104930 A KR 20090104930A KR 101652869 B1 KR101652869 B1 KR 101652869B1
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신원재
홍영준
임종부
신창용
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삼성전자주식회사
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Abstract

협력 멀티 포인트 송신을 위한 통신 방법이 제공된다. 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태에 따라 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들이 조절된다. 그리고, 단말은 코드북들의 사이즈들에 대응하는 피드백 비트 수들을 갖는 채널 방향 정보를 복수의 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로 피드백한다. 이 때, 채널 방향 정보는 PUSCH 또는 PUCCH를 통해 피드백될 수 있다.
피드백, MIMO, COMP, 코드북, CDI, 비트, 채널 방향 정보

Description

네트워크 다중 입출력 시스템에서 협력 멀티 포인트 송신을 위한 동적 채널 피드백 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING DYNAMIC CHANNEL FEEDBACK FOR COORDINATED MULTI POINT TRANSMISSION IN NETWORK MIMO SYSTEM}
아래의 실시예들은 단말이 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 여러 기지국들과 단말 사이의 채널들의 정보를 피드백하는 기술과 관련된 것이다.
데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 통신 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 최근의 통신 시스템은 주파수 자원을 충분히 확보하기 위하여 높은 대역의 주파수 자원을 사용하고, 그에 따라 셀 커버리지들은 일반적으로 감소한다.
셀 커버리지들이 감소하는 것을 대비하여 셀들 사이의 거리를 줄이고자 하는 시도들이 있으며, 이러한 시도들에서 셀 가장자리에 있는 사용자들은 여러 인접 셀들로부터의 셀간 간섭을 겪는다. 특히, 상기 셀간 간섭은 셀 가장자리에 있는 사용자들의 전송률을 감소시키고, 서비스 품질(QoS)을 보장할 수 없는 원인이 된다.
이러한 셀간 간섭으로 인한 문제들을 해결하기 위하여, 여러 표준들은 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신 기술을 제안한다. 이 때, 협력 멀티 포인트 송신 기술에서 모든 사용자들은 채널 정보를 복수의 기지국들 중 적어도 하나의 기지국으로 피드백해야 한다. 여기서, 실제의 통신 시스템은 피드백으로 인한 업링크 오버헤드를 고려하여 제한된 채널 피드백(limited channel feedback)을 사용한다. 제한된 채널 피드백은(특히, 제한된 채널 피드백으로 인한 양자화 에러) 통신 시스템의 성능을 감소시키는 원인이 될 수 있으며, 제한된 채널 피드백을 보다 효율적으로 사용하는 것이 중요하다.
결국, 협력 멀티 포인트 송신 기술을 사용하는 다중 셀 통신 시스템에서 제한된 채널 피드백을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 협력 멀티 포인트 송신을 위한 통신 방법은 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 파악하는 단계; 상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 구성하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 기지국들을 위한 상기 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계는 높은 신호 파워를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈는 증가시키고, 낮은 신호 파워를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈는 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 공통 코드북(joint codebook)을 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 상기 대상 단말로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 대상 단말로부터 피드백되는 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 대상 단말로부터 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 수신하는 단계; 및 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들로부터 상기 채널 정보에 대응하는 코드워드들을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 추출된 코드워드들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 빔포밍 벡터들을 설계하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 설계된 빔포밍 벡터들에 관한 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 협력 멀티 포인트 송신을 위한 통신 방법은 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 보고하는 단계; 상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들이 결정되고, 상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들이 구성된 경우, 상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 통신 방법은 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 공통 코드북(joint codebook)을 구성하는 단계를 더 포함하 고, 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계는 상기 공통 코드북을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계일 수 있다.
상기 통신 방법은 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나를 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 피드백하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 협력 멀티 포인트 송신을 위한 통신 방법은 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 추정하는 단계; 상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계; 상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 구성하는 단계; 및 상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 전달하는 단계를 포함한다.
상기 통신 방법은 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나를 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 피드백하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 기지국들을 위한 상기 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계는 높은 신호 파워를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈는 증가시키고, 낮은 신호 파워를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈는 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 피드백하기 위한 코드북들의 사이즈들 및 피드백 비트 수들을 적응적으로 조절할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 여러 기지국들 및 단말을 포함하는 다중 셀 통신 시스템의 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 다중 셀 통신 시스템은 복수의 기지국들과 단말을 포함한다.
단말이 기지국 1, 2, 3의 셀들의 가장자리(edge)에 위치하는 경우, 단말에는 셀간 간섭이 발생할 수 있으며, 이러한 셀간 간섭을 줄이기 위하여 기지국 1, 2, 3은 협력 멀티 포인트 송신 기술을 사용한다. 즉, 기지국 1, 2, 3은 적절히 설계된 빔포밍 벡터들을 사용함으로써, 단말에서 발생하는 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 다만, 기지국 1, 2, 3이 적절한 빔포밍 벡터들을 설계하기 위해서는 기지국 1, 2, 3 및 단말 사이의 채널들(h1, h2, h3)의 상태를 파악해야 한다.
기지국 1이 기지국 1, 2, 3을 위한 빔포밍 벡터들을 설계하는 경우, 기지국 1, 2, 3 및 단말 사이의 채널들(h1, h2, h3)에 대한 채널 정보는 기지국 1로 피드백되어야 한다.
여기서, 채널 정보는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 포함하며, 채널 방향 정보는 채널의 공간적(spatial) 방향을 나타내는 정보이거나, 코드북에 포함된 여러 코드워드들 중 선호되는 코드워드에 관한 정보로서 PMI(Preferred Matrix Indicator), 차등(differential) 코드북으로부터 선택된 PMI일 수도 있다.
보다 구체적으로, 단말은 특정 공간을 양자화하는 복수의 코드워드들을 포함하는 코드북을 이용하여 채널 방향 정보(Channel Direction Information, CDI)를 기지국 1로 피드백한다. 이 때, 기지국 1, 2, 3 각각에 의해 사용되는 코드북은 서로 동일할 수도 있으며, 서로 다를 수도 있다.
도 2는 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 두 개의 기지국들 및 여러 단말들을 포함하는 다중 셀 통신 시스템의 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 두 개의 기지국들인 기지국 1 및 기지국 2는 K1 개의 단말들을 서빙한다. 여기서, K1 개의 단말들은 이미 잘 알려진 사용자 선택 알고리즘(예를 들어, Greedy 사용자 선택 알고리즘)들을 통하여 선택된 것들일 수 있다.
기지국 1 및 기지국 2는 협력 멀티 포인트 송신 기술을 사용함으로써, 셀의 가장자리에 위치하는 단말들에서 발생하는 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 즉, 기지국 1 및 기지국 2는 셀간 간섭을 줄이기 위하여 설계된 빔포밍 벡터들을 이용하여 빔포밍을 수행할 수 있다.
기지국 1이 기지국 1 및 기지국 2에 의해 사용되는 빔포밍 벡터들을 설계하는 경우, 기지국 1은 기지국 1, 기지국 2 및 단말 사이의 채널들에 대한 채널 정보(채널 방향 정보 및 채널 품질 정보)를 파악해야 한다. 예를 들어, 단말 k는 기지국 1과 단말 k 사이의 채널 hk (1)에 대한 채널 방향 정보(CDI1) 및 채널 품질 정보(CQI1)을 피드백하며, 기지국 2와 단말 k 사이의 채널 hk (2)에 대한 채널 방향 정보(CDI2) 및 채널 품질 정보(CQI2)을 피드백한다.
이 때, 일반적으로 채널 hk (1)에 대한 채널 방향 정보(CDI1)의 비트 수와 채널 hk (2)에 대한 채널 방향 정보(CDI2)의 비트 수는 고정되며, 특히 CDI1의 비트 수와 CDI2의 비트 수는 동일하게 고정된다. 예를 들어, 기지국 1 및 기지국 2 둘 다 4 비트 코드북(16 개의 코드워드들을 포함하는)을 사용하는 경우, CDI1의 비트 수와 CDI2의 비트 수는 동일하게 '4비트'이고, CDI1의 비트 수와 CDI2의 비트 수의 합은 '4+4=8비트'이다.
다만, CDI1의 비트 수와 CDI2의 비트 수는 반드시 동일하거나, 고정될 필요 가 없음에 주목해야 한다. 즉, 기지국 1이 채널 hk (2)에 대한 채널 방향 정보(CDI2)보다 채널 hk (1)에 대한 채널 방향 정보(CDI1)를 더 정확하게 파악하기를 원하는 경우, CDI1를 위한 비트 수는 CDI2를 위한 비트 수보다 클 수도 있다. 예를 들어, 제한된 전체 비트 수가 8비트인 경우, CDI1를 위한 비트 수는 6비트이고, CDI2를 위한 비트 수는 2비트일 수 있다.
모든 기지국들을 위한 채널 방향 정보는 동일한 중요도를 갖지 아니한다. 예를 들어, 높은 신호 대 잡음 비(SNR)를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 채널 방향 정보는 보다 높은 중요도를 가질 수 있고, 그에 따라 그 기지국을 위한 코드북의 사이즈 또는 상기 채널 방향 정보의 비트 수는 증가할 수 있다. 반면에, 낮은 신호 대 잡음 비(SNR)를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 채널 방향 정보는 보다 낮은 중요도를 가질 수 있고, 그에 따라 그 기지국을 위한 코드북의 사이즈 또는 상기 채널 방향 정보의 비트 수는 감소할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예들은 채널들의 상태를 기초로 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 기지국들을 위한 채널 방향 정보의 중요도를 평가한 이후에, 그 기지국들을 위한 채널 방향 정보의 비트 수들을 적응적으로 조절할 수 있다. 다만, 모든 기지국들을 위한 채널 방향 정보의 비트 수들의 총합은 특정 사이즈 이내로 제한된다. 따라서, 기지국들 각각을 위한 채널 방향 정보의 사이즈는 적응적으로 달라지더라도, 그 총합은 고정되거나 거의 일정하므로, 피드백 정보의 구조에는 큰 변화가 생기지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국들 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 기지국 1 및 기지국 2 각각은 셀-고유(Cell specific) 파일럿을 단말로 전송한다(311, 312). 여기서, 파일럿 1은 기지국 1의 셀-고유 파일럿이며, 파일럿 2는 기지국 2의 셀-고유 파일럿이고, 기지국 1 및 기지국 2는 단말에 대해 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 기지국들이며, 기지국 1은 단말의 서빙 기지국이라고 가정한다.
단말은 파일럿 1 및 파일럿 2를 기초로 기지국 1과 단말 k 사이의 채널 hk (1) 및 기지국 2와 단말 k 사이의 채널 hk (2)을 추정한다(321). 또한, 단말은 추정된 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)을 간단하게(roughly) 기지국 1로 피드백한다(322).
기지국 1은 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)을 간단하게 파악할 수 있고, 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)의 상태를 기초로 기지국 1을 위한 코드북의 사이즈 및 기지국 2를 위한 코드북의 사이즈를 결정한다(331). 여기서, 기지국 1을 위한 코드북의 사이즈는 기지국 1을 위한 채널 방향 정보의 비트 수에 대응되며, 기지국 2를 위한 코드 북의 사이즈는 기지국 2를 위한 채널 방향 정보의 비트 수에 대응된다. 예를 들어, 기지국 1을 위한 코드북의 사이즈(코드워드들의 개수)가 2N1이면, 기지국 1을 위한 채널 방향 정보의 비트 수는 N1 비트이다.
이 때, 기지국 1은 높은 신호 파워를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈는 증가시키고, 낮은 신호 파워를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, hk (1)의 신호 대 잡음 비(SNR)/ hk (2)의 신호 대 잡음 비(SNR)가 증가할수록 기지국 1을 위한 코드북의 사이즈 또는 CDI1를 위한 비트 수는 증가할 수 있다.
또한, 기지국 1은 결정된 사이즈들에 따라 기지국 1에 대응하는 코드북과 기지국 2에 대응하는 코드북을 구성한다(332). 이에 대해서는 도 4 및 도 5을 같이 참조하여 설명한다. 도 4는 기지국 1 및 기지국 2 각각에 대응하는 코드북을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 기지국 1을 위한 채널 방향 정보의 비트 수는 N1, 기지국 2를 위한 채널 방향 정보의 비트 수는 N2로 결정된 경우, 기지국 1을 위한 코드북 C1 및 기지국 2를 위한 코드북 C2는 하기 수학식 1과 같이 표현된다.
[수학식 1]
Figure 112009067215510-pat00001
Figure 112009067215510-pat00002
이 때, N1+N2=N으로 정해지며, N1에 대한 N2의 비율은 채널 hk (1)의 SNR에 대한 채널 hk (2)의 SNR의 비율에 따라 정해질 수 있다.
이 때, 기지국 1은 기지국 1을 위한 코드북 C1 및 기지국 2를 위한 코드북 C2를 적절히 조합하여 공통 코드북을 구성할 수도 있다. 예를 들어, N 비트의 공통 코드북 C는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112009067215510-pat00003
여기서,
Figure 112009067215510-pat00004
는 hk의 절대값이다.
참고적으로, 단계 341 내지 단계 353는 단계 322 내지 단계 334에 비해 빈번하게 수행될 수 있다. 즉, 단계 341 내지 단계 353는 숏 텀(short term) 주기에 따라 수행될 수 있는 반면, 단계 322 내지 단계 334는 롱 텀 주기에 따라 수행될 수 있다.
도 5는 제한된 전체 피드백 비트 수(N) 내에서 채널 방향 정보 1을 위한 피드백 비트 수(N1) 및 채널 방향 정보 2를 위한 피드백 비트 수(N2)를 조절하는 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 전체 피드백 비트 수는 N 비트로 제한되며, 기지국 1을 위한 채널 방향 정보 CDI1는 N1 비트, 기지국 2를 위한 채널 방향 정보 CDI2는 N2 비트로 나타내어진다. 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)의 상태에 따라 N1은 증가하는 반면 N2는 감소할 수 있으며, 반대로, N1이 감소하는 반면, N2는 증가할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 기지국 1을 위한 코드북 C1 및 기지국 2를 위한 코드북 C2가 구성된 이후에, 기지국 1은 피드백 정보의 구조를 결정한다(333). 피드백 정보의 구조에 대해서는 도 7과 관련하여 상세히 설명한다.
또한, 기지국 1은 구성된 코드북들(C1, C2)에 대한 정보 또는 결정된 코드북들(C1, C2)의 사이즈들에 대한 정보를 단말로 방송한다(334). 이 때, 단말은 상기 정보를 이용하여 기지국 1에 의해 구성된 코드북들(C1, C2)을 파악할 수 있다.
또한, 단말은 기지국 1을 위한 코드북 C1 및 채널 hk (1)을 이용하여 CDI1을 생성하며, 기지국 2를 위한 코드북 C2 및 채널 hk (2)을 이용하여 CDI2를 생성한다(341). 여기서, CDI1은 코드북 C1에 포함된 코드워드들 중 채널 hk (1)에 대응하는 코드워드의 인덱스에 관한 정보를 포함하며, CDI2는 코드북 C2에 포함된 코드워드들 중 채널 hk (2)에 대응하는 코드워드의 인덱스에 관한 정보를 포함한다.
다만, 공통 코드북 C가 사용되는 경우, CDI1 및 CDI2은 하나의 CDI로 통합될 수 있다.
공통 코드북 C가 사용되는 경우, CDI1 및 CDI2를 통합하는 CDI는
Figure 112009067215510-pat00005
로 표현된다. 여기서,
Figure 112009067215510-pat00006
이고,
Figure 112009067215510-pat00007
이다.
또한, 단말은 CDI1 및 CDI2를 기지국 1로 피드백한다(342). 이 때, 도 3에 명시적으로 도시되지 아니하였으나, 단말은 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)에 대한 채널 품 질 정보 CQI1 및 CQI2를 생성 및 피드백할 수 있다.
기지국 1은 단말에 의해 피드백된 CDI1 및 CDI2과 CQI1 및 CQI2를 기초로 사용자 스케쥴링을 수행한다(351). 다양한 사용자 선택 알고리즘들이 적용될 수 있으며, 사용자 스케쥴링을 통하여 복수의 사용자들 중 여러 기지국들에 의해 서비스되는 사용자들이 선택될 수 있다.
또한, 기지국 1은 단말에 의해 피드백된 CDI1 및 CDI2과 CQI1 및 CQI2를 기초로 기지국 1 및 기지국 2에서 사용되는 최적화된 빔포밍 벡터들을 설계한다(352).
또한, 기지국 1은 X2 인터페이스 등을 통하여 선택된 사용자들에 대한 정보 및 기지국 2를 위한 최적화된 빔포밍 벡터에 관한 정보를 기지국 2로 제공한다(353).
이 때, 코드북들의 사이즈를 결정하고, 기지국들 각각에 대응하는 코드북을 구성하는 것은 기지국 1에서 수행될 수도 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 단말에서 수행될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국들 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 단말은 기지국 1 및 기지국 2로부터 전송된 파일럿들을 이용하여 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)를 추정한다(410).
그리고, 단말은 채널 hk (1) 및 채널 hk (2)를 기초로 기지국 1을 위한 코드북 C1 의 사이즈 및 기지국 2를 위한 코드북 C2의 사이즈를 결정한다(421).
또한, 단말은 결정된 사이즈들에 따라 기지국 1을 위한 코드북 C1 및 기지국 2를 위한 코드북 C2를 구성한다(422). 단말은 선택적으로 공통 코드북 C를 구성할 수도 있다(423).
또한, 단말은 구성된 코드북들(C1, C2)에 대한 정보 또는 결정된 코드북들(C1, C2)의 사이즈들에 대한 정보를 기지국 1로 전송한다(424).
기지국 1은 코드북들(C1, C2)에 대한 정보 또는 코드북들(C1, C2)의 사이즈들에 대한 정보를 기초로 기지국 1을 위한 코드북 C1 및 기지국 2를 위한 코드북 C2를 구성한다(430). 이 때, 기지국 1은 공통 코드북을 구성할 수도 있다.
또한, 단말은 CDI1 및 CDI2을 생성하고(441), 생성된 CDI1 및 CDI2를 기지국 1로 피드백한다(442).
기지국 1은 사용자 스케쥴링을 수행하며(451), 기지국 1 및 기지국 2를 위한 빔포밍 벡터들을 설계한다(452). 그리고, 선택된 사용자들에 대한 정보 및 기지국 2를 위한 빔포밍 벡터에 관한 정보는 X2 인터페이스를 통하여 기지국 2로 제공된다(460).
참고로, 단계 410 내지 단계 430는 롱 텀 주기로 동작할 수 있다.
도 7은 PUCCH 및 PUSCH를 통해 피드백되는 피드백 정보의 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 710은 PUCCH를 통해 피드백되는 피드백 정보를 나타내며, 720은 PUSCH를 통해 피드백되는 피드백 정보를 나타낸다.
PUCCH를 통해 피드백되는 피드백 정보(710)는 선호 셀 지시자, 랭크 지시자, CDI 비트 할당 지시자(CBAI), 여러 CDI들, 위상 정보 및 CQI를 포함한다.
선호 셀 지시자는 단말이 인접 기지국들을 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 기지국들로 선호하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 선호 셀 지시자 '101'에서 '1' 선호되는 기지국을 나타내며, '0'은 선호되지 않는 기지국을 나타낸다.
랭크 지시자는 단말에 의해 선호되는 랭크를 지시한다. 여기서, 랭크는 여러 기지국들로부터 단말로 전송되는 데이터 스트림들의 개수에 대응된다.
또한, CBAI는 여러 CDI들이 어느 비트들에 맵핑되었는지를 나타낸다. 즉, CBAI는 CDI1, CDI2, CDI3가 피드백 정보의 어느 부분에 존재하는지를 지시한다.
또한, 위상 정보는 특정 기지국(예를 들어, 서빙 기지국)과 단말 사이의 채널의 위상과 나머지 기지국들과 단말 사이의 채널들의 위상들의 차이를 지시한다.
또한, CQI는 기지국들과 단말 사이의 채널들에 대한 채널 품질 정보이다.
PUSCH를 통해 피드백되는 피드백 정보(720) 역시 선호 셀 지시자, 랭크 지시자, CDI 비트 할당 지시자(CBAI), 여러 CDI들, 위상 정보 및 CQI를 포함한다. 다만, 피드백 정보(720)는 비주기적(aperiodic)으로 PUSCH를 통해 단말로부터 기지국으로 전달될 수 있으며, 피드백 정보(720)가 많은 양의 자원을 요구하는 경우, PUSCH가 선호될 수 있다.
PUCCH를 통해 피드백되는 피드백 정보(710) 및 PUSCH를 통해 피드백되는 피드백 정보(720)는 근본적으로 서로 유사하며, PUSCH를 통해 피드백되는 피드백 정 보(720)에서, 선호 셀 지시자, 랭크 지시자, CDI 비트 할당 지시자(CBAI), 여러 CDI들, 위상 정보 및 CQI 각각은 띄엄띄엄 피드백된다.
도 8은 여러 기지국들 각각이 단일 셀 코드북을 사용하는 경우 및 동일한 공통 코드북을 사용하는 경우, 피드백 정보에 포함되는 채널 방향 정보를 나타낸 도면이다.
도 8의 810을 참조하면, 여러 기지국들 각각이 단일 셀 코드북을 사용하는 경우, 단말은 여러 기지국들 각각에 대응하는 채널 방향 정보를 생성하고, 피드백한다. 즉, 단말은 기지국 1에 의해 사용되는 단일 셀 코드북을 기초로 CDI1를 생성하며, 기지국 2에 의해 사용되는 단일 셀 코드북을 기초로 CDI2를 생성하고, 기지국 3에 의해 사용되는 단일 셀 코드북을 기초로 CDI3를 생성한다. 또한, PI(위상 정보)가 여러 CDI들에 추가되며, 위상 정보는 여러 채널들 사이의 위상 차이에 대한 정보를 포함한다. 예를 들어, 위상 정보는 기지국 1과 단말 사이의 채널이 갖는 위상과 기지국 2와 단말 사이의 채널이 갖는 위상 사이의 차이에 대한 정보를 포함한다.
다만, 도 8의 820을 참조하면, 여러 기지국들이 동일한 공통 코드북을 사용하는 경우, 단말은 공통 코드북에 기반하여 하나의 CDI를 생성한다. 예를 들어, 여러 기지국들 및 단말이 상기 수학식 2와 같은 공통 코드북 C를 갖는 경우, 단말은 C의 코드워드들 중 어느 하나의 코드워드를 찾고, 그 코드워드의 인덱스를 CDI로서 피드백한다. 이러한 CDI는 채널들 사이의 위상 차이에 대한 정보를 고려하여 생성되므로, 단말은 특별히 위상 정보를 CDI에 부가하지 않는다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치들을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치는 채널 상태 인지부(910), 사이즈 결정부(920), 코드북 구성부(930), CDI 수신부(940) 및 빔포머(950)를 포함한다.
채널 상태 인지부(910)는 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 파악한다.
또한, 사이즈 결정부(920)는 상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정한다.
또한, 코드북 구성부(930)는 상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 구성한다. 이 때, 코드북 구성부(930)는 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 공통 코드북(joint codebook)을 구성할 수 있다.
또한, CDI 수신부(940)는 상기 대상 단말로부터 상기 채널들 각각에 대한 채널 방향 정보를 수신한다. 여기서, 채널 방향 정보는 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나에 할당된다.
또한, 빔포머(950)는 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들로부터 상기 채널 방향 정보에 대응하는 코드워드들을 추출하고, 상기 추출된 코드워드들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 빔포밍 벡터들을 설계한다.
상기 설계된 빔포밍 벡터들에 관한 정보는 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 전달된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치는 채널 상태 보고부(1010), 정보 수신부(1020), CDI 생성부(1030), 피드백부(1040)를 포함한다.
채널 상태 보고부(1010)는 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 보고한다.
또한, 정보 수신부(1020)는 상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들이 결정되고, 상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들이 구성된 경우, 상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 수신한다.
또한, CDI 생성부(1030)는 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 방향 정보를 생성한다.
또한, 피드백부(1040)는 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나를 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 방향 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 피드백한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 여러 기지국들 및 단말을 포함하는 다중 셀 통신 시스템의 예를 나타낸다.
도 2는 협력 멀티 포인트 송신을 수행하는 두 개의 기지국들 및 여러 단말들을 포함하는 다중 셀 통신 시스템의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국들 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4는 기지국 1 및 기지국 2 각각에 대응하는 코드북을 나타낸다.
도 5는 제한된 전체 피드백 비트 수(N) 내에서 채널 방향 정보 1을 위한 피드백 비트 수(N1) 및 채널 방향 정보 2를 위한 피드백 비트 수(N2)를 조절하는 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국들 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7은 PUCCH 및 PUSCH를 통해 피드백되는 피드백 정보의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 여러 기지국들 각각이 서로 다른 단일 셀 코드북을 사용하는 경우 및 동일한 공통 코드북을 사용하는 경우, 피드백 정보에 포함되는 채널 방향 정보를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치들을 나타낸다.

Claims (16)

  1. 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법에 있어서,
    협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 파악하는 단계;
    상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계;
    상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 구성하는 단계;
    상기 결정된 사이즈들에 대한 정보를 상기 대상 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보 - 상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈는 상기 결정된 사이즈들 각각에 대응함-를 상기 대상 단말로부터 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계는,
    상기 채널들의 상태를 기초로, 상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈는 상기 채널들의 상태의 변화를 기초로 조절되는, 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들을 위한 상기 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계는
    미리 정해진 기준을 만족하는 채널 상태를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈를 증가시키고, 미리 정해진 기준을 만족하지 않는 채널 상태를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈를 감소시키는 단계
    를 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 공통 코드북(joint codebook)을 구성하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 상기 대상 단말로 전달하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상 단말로부터 피드백되는 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나에 할당하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대상 단말로부터 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들로부터 상기 채널 정보에 대응하는 코드워드들을 추출하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 추출된 코드워드들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 빔포밍 벡터들을 설계하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 설계된 빔포밍 벡터들에 관한 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 전달하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 기지국의 통신 방법.
  9. 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법에 있어서,
    협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 보고하는 단계;
    상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들이 결정되고, 상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들이 구성된 경우, 상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 대상 단말이 상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈 -상기 사이즈는 상기 채널들의 상태를 기초로 결정되는-를 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈는 상기 채널들의 상태의 변화를 기초로 조절되는, 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 기초로 상기 복수의 기지국들의 공통 코드북(joint codebook)을 구성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계는
    상기 공통 코드북을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계인 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나를 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 피드백하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  12. 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법에 있어서,
    협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, CoMP) 송신을 수행하는 복수의 기지국들 및 대상 단말 사이의 채널들의 상태를 추정하는 단계;
    상기 채널들의 상태에 따라 제한된 전체 사이즈 내에서 상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계;
    상기 결정된 사이즈들에 따라 상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 구성하는 단계; 및
    상기 구성된 코드북들에 대한 정보 또는 상기 결정된 코드북들의 사이즈들에 대한 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 전달하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 기지국들을 위한 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계는,
    상기 채널들의 상태를 기초로, 상기 대상 단말이 상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 기지국들 각각을 위한 피드백 정보의 사이즈는 상기 채널들의 상태의 변화를 기초로 조절되는, 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들에 대응하는 코드북들을 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 또는 물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 중 어느 하나를 이용하여 상기 채널들 각각에 대한 채널 정보를 상기 복수의 기지국들 중 적어도 하나로 피드백하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들을 위한 상기 코드북들의 사이즈들을 결정하는 단계는
    미리 정해진 기준을 만족하는 채널 상태를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈를 증가시키고, 미리 정해진 기준을 만족하지 않는 채널 상태를 갖는 채널에 대응하는 기지국을 위한 코드북의 사이즈를 감소시키는 단계
    를 포함하는 협력 멀티 포인트 송신을 위한 단말의 통신 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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