KR102382912B1

KR102382912B1 - 다중 안테나 통신 시스템의 스케줄링 방법 및 장치, 그리고 CQI(channel quality indicator) 피드백 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102382912B1
Application number: KR1020150162813A
Authority: KR
Inventors: 송영석; 이준환; 박주호; 최은영; 고영조
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: KR20160063253A

Abstract

단말이 CQI(channel quality indicator)를 피드백하는 방법이 제공된다. 상기 단말은, 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 빔 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나의 레퍼런스 신호를 수신한다. 상기 단말은, 상기 적어도 하나의 레퍼런스 신호에 대한 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)을 측정한다. 상기 단말은, 제1 CQI의 레벨들 중 상기 측정된 SINR에 대응하는 제1 레벨을 판단한다. 그리고 상기 단말은, 상기 제1 레벨을 가지는 제1 CQI를 상기 기지국으로 피드백한다.

Description

다중 안테나 통신 시스템의 스케줄링 방법 및 장치, 그리고 CQI(channel quality indicator) 피드백 방법 및 장치{SCHEDULING METHOD AND APPARATUS OF MULTI-ANTENNA COMMUNICATION SYSTEM, AND METHOD AND APPARATUS FOR FEEDING-BACK CHANNEL QUALITY INDICATOR}

본 발명은 다중 안테나 통신 시스템에서 스케줄링을 수행하는 방법 및 장치, 그리고 CQI(channel quality indicator)를 피드백하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

셀룰러 이동 통신 시스템에서 전파 채널의 품질은 단말의 위치 및 속도에 따라 변한다. 기지국과 단말은 전파 채널의 품질에 적절한 변조 오더(order) 및 코드 레잇(rate)으로, 전송 시간 간격(TTI: transmission time interval)마다 제어 채널 및 트래픽 채널을 통한 송수신을 수행한다.

이를 위해, 단말은 기지국에 의해 전파 채널 추정 용도로써 전송되는 레퍼런스 신호를 참조하여 채널 품질 지표(CQI: channel quality indicator)를 기지국에 피드백한다. 단말의 peak user rate을 증가시키기 위해 사용되는 SU-MIMO(single user multiple-input multiple-output) 통신이나 섹터 throughput을 확대하기 위한 MU-MIMO(multi user MIMO) 통신에서도, CQI는 복수의 데이터 스트림을 적응적으로 전송하기 위한 패러미터로써 피드백된다.

3GPP(3^rd generation partnership project)의 LTE(long term evolution) 규격에는 단말에 의해 피드백되는 16개의 CQI 레벨이 정의되어 있다. 각 CQI 레벨은 각 통신 장치의 복조 또는 복호를 위한 MCS(modulation coding scheme) 레벨에 매핑된다. 각 MCS 레벨은 특정 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)에 매핑된다.

한편, 최근 5G(5^th generation) 이동 통신을 위하여, 밀리미터파(mmWave) 대역을 사용하는 이동 통신 방법이 연구되고 있다. 밀리미터파 대역에서는 낮은 주파수 대역보다 경로 감쇄가 증가하므로, 기본적으로 송수신 빔형성 기술이 사용된다. 밀리미터파 대역에서는, 상대적으로 작은 파장으로 인해, 2G(2^nd generation) 이동 통신의 주파수 대역보다 많은 수의 안테나가 사용될 수 있다. 이로 인해, 밀리미터파 대역에서는 많은 수의 스트림을 동시에 전송하는 것이 가능하다. 동시 전송되는 스트림의 수가 증가할수록, 스트림 간에 미치는 간섭은 증가할 수 있다. 특히, LTE MU-MIMO의 CQI 피드백 방식은 페어링(pairing)된 스트림들의 간섭량을 정확히 추정할 수 없기 때문에, MU-MIMO 성능을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서, MU-MIMO의 원활한 동작을 위하여, 단말이 피드백하는 CQI를 기존의 LTE와 달리 새롭게 정의할 필요가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다중 안테나 통신 시스템에서 CQI를 새롭게 정의하고, 새롭게 정의된 CQI를 피드백하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 새롭게 정의된 CQI를 이용하여 하향링크 스케줄링을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 CQI(channel quality indicator)를 피드백하는 방법이 제공된다. 상기 단말의 CQI 피드백 방법은, 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 빔 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나의 레퍼런스 신호를 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 레퍼런스 신호에 대한 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)을 측정하는 단계; 제1 CQI의 레벨들 중 상기 측정된 SINR에 대응하는 제1 레벨을 판단하는 단계; 및 상기 제1 레벨을 가지는 제1 CQI를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함한다.

상기 제1 CQI는, 상기 기지국의 데이터 전송을 위해 사용되는 제2 CQI가 최대로 나타낼 수 있는 SINR 보다 더 큰 SINR을 나타낼 수 있다.

상기 단말의 CQI 피드백 방법은, 상기 기지국으로부터 CQI 피드백 모드 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 레벨을 판단하는 단계는, 상기 CQI 피드백 모드 정보에 기초해, 상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제1 CQI의 레벨에 따른 SINR 증가폭을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 비트 수와 상기 결정된 SINR 증가폭을 가지는 제1 CQI의 레벨들 중 상기 측정된 SINR에 대응하는 제1 레벨을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 CQI의 비트 수는 상기 제2 CQI의 비트 수 보다 클 수 있다.

상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제2 CQI의 비트 수는 동일할 수 있고, 상기 제1 CQI의 레벨에 맵핑되는 SINR은 상기 제1 CQI의 레벨이 높아질 수록 일정하게 증가할 수 있다.

상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제2 CQI의 비트 수는 동일할 수 있고, 상기 제1 CQI의 레벨에 맵핑되는 SINR이 상기 제1 CQI의 레벨에 따라 증가하는 SINR 증가폭은, 상기 제1 CQI의 레벨이 높아질 수록 더 커질 수 있다.

상기 제1 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR은, 상기 제2 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR 보다 작을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다중 안테나 통신 시스템에서 다수의 빔을 이용하여 데이터를 전송하는 기지국이 스케줄링을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 기지국의 스케줄링 방법은, 다수의 단말로부터, 상기 다수의 빔 중 적어도 하나에 대한 제1 CQI(channel quality indicator)를 수신하는 단계; 상기 제1 CQI를 이용해, 상기 제1 CQI 보다 비트 수가 더 적은 제2 CQI를 계산하는 단계; 상기 제2 CQI를 이용해, 상기 다수의 단말 중 제1 단말을 위한 제1 MCS(modulation coding scheme) 레벨을 결정하는 단계; 및 상기 제1 MCS 레벨에 기초하여, 상기 제1 단말에 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

상기 제1 CQI가 나타낼 수 있는 최대 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)은, 상기 제2 CQI가 나타낼 수 있는 최대 SINR 보다 클 수 있다.

상기 제2 CQI를 계산하는 단계는, 상기 제1 CQI에 기초해, 상기 다수의 빔 중 상기 제1 단말에 적용할 제1 빔을 결정하는 단계; 상기 다수의 빔 중 상기 제1 빔에 간섭으로 작용하는 제2 빔을 판단하는 단계; 및 상기 제1 CQI 중 상기 제2 빔에 대한 제1 CQI와 상기 제1 빔에 대한 제1 CQI를 이용해, 상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2 CQI를 계산하는 단계는, 상기 제1 빔에 대한 SINR에 대응하는 상기 제2 CQI를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 MCS 레벨을 결정하는 단계는, 상기 제2 CQI에 대응하는 상기 제1 MCS 레벨을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다중 안테나 통신 시스템에서 다수의 빔을 이용하여 데이터를 전송하는 기지국이 스케줄링을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 기지국의 스케줄링 방법은, 다수의 단말에게, 다수의 CQI 피드백 모드 중 상기 다수의 단말에게 적용될 제1 피드백 모드를 알리는 단계; 상기 다수의 빔을 통해 상기 기지국의 레퍼런스 신호를 수신한 상기 다수의 단말로부터, 상기 다수의 빔 중 적어도 하나에 대하여 상기 제1 피드백 모드에 따라 구해진 제1 CQI(channel quality indicator)를 피드백 받는 단계; 최대로 나타낼 수 있는 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)이 상기 제1 CQI가 최대로 나타낼 수 있는 SINR 보다 작은 제2 CQI를, 상기 제1 CQI를 이용해 계산하는 단계; 및 상기 제2 CQI를 이용해, 상기 다수의 단말 중 제1 단말을 위한 제1 MCS(modulation coding scheme) 레벨을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다중 안테나 기지국은 레퍼런스 신호를 전송하고, 다수의 단말은 레퍼런스 신호를 바탕으로 하향링크 채널 품질을 측정하여 기지국에게 피드백할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 다중 안테나 기지국은 단말로부터 피드백된 채널 품질을 바탕으로, MIMO 스케쥴링을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 간섭이 발생하는 통신 시스템에서 간섭이 고려된 CQI를 구할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 기지국이 단말로부터 피드백된 CQI를 이용하여 간섭이 고려된 스케줄링을 수행함으로써, 통신 용량을 증가시킬 수 있다.

도 1은 CQI와 SINR 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 기지국이 MU-MIMO 스케줄링을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 밀리미터파 대역에서 이동 통신 기지국이 다수의 빔을 이용해 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, CQI를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, CQI를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, CQI를 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른, 단말이 새롭게 정의된 CQI를 기지국에게 피드백하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국이 단말로부터 피드백된 CQI를 이용하여 스케줄링을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 기지국이 단말에게 CQI 피드백 모드를 알려주는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 단말의 구성을 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, 휴대 가입자국, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은, 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 리피터, 매크로 기지국, 소형 기지국 등을 지칭할 수도 있고, BS, ABS, HR-BS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS, 리피터, 매크로 기지국, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 CQI와 SINR 간의 관계를 나타내는 도면이다.

CQI가 가질 수 있는 레벨의 개수는 대문자 K개 이다. 각 CQI 레벨은 SINR 값에 맵핑된다. 예를 들어, CQI의 레벨 k(CQI-k)는 SINR 값(SINR1)에 맵핑되고, CQI의 레벨 K(CQI-K)는 SINR 최대값(SINRmax1)에 맵핑된다.

LTE 규격에는 K=16으로 정의되어 있다.

도 2는 기지국이 MU-MIMO 스케줄링을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.

LTE 또는 LTE-A(LTE-advanced)의 MU-MIMO 통신 방법 중에 프리코딩(precoding) 기법이 있다. 프리코딩 기법에서, 단말은 코드북과 전파 채널에 기초하여 하나의 코드 벡터(code vector)를 선택하고, 선택된 코드 벡터에 따른 CQI를 기지국에 피드백한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, LTE 또는 LTE-A를 LTE라 한다.

도 2에 예시된 바와 같이, 기지국은 단말(UE1)과 단말(UE2)에 의해 피드백된 코드 벡터(C1)와 코드 벡터(C2)(코드 벡터(C1)와 코드 벡터(C2)는 서로 직교함)를 페어링(pairing)하여, MU-MIMO 스케줄링을 수행한다.

그러나 단말들(UE1, UE)의 채널(H1)과 채널(H2)은 코드 벡터(C1, C2) 처럼, 서로 완벽히 직교하지 않으므로, 코드 벡터(C1)를 통해 전송되는 스트림은 코드 벡터(C2)를 통해 단말(UE2)에 전송되는 스트림에 간섭으로 작용할 수 있다. 이러한 간섭은, 단말(UE2)로부터 초기에 피드백된 CQI보다 채널 품질을 저하시킬 수 있고, 결국 BLER(block error rate)를 증가시킬 수 있다.

이하에서는 밀리미터파 대역에서 동작하는 이동 통신 시스템을 예로 들어 본 발명의 실시예를 설명한다. 다만 이는 예시일 뿐이며, 밀리미터파 대역이 아닌 다른 주파수 대역에서 동작하는 이동 통신 시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다.

도 3은 밀리미터파 대역에서 이동 통신 기지국이 다수의 빔을 이용해 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 3에 예시된 바와 같이, 기지국(BS1)은 다수의 고정 빔(BE1a~BE1h)을 전송한다. 구체적으로, 기지국(BS1)은 다수의 빔(BE1a~BE1h)에 동일한 전송 자원을 할당하고, 다수의 빔(BE1a~BE1h) 중 적어도 하나를 이용해 각 빔(BE1a~BE1h)의 영역에 있는 다수의 단말들에게 데이터를 전송한다.

이웃하는 복수의 빔(BE1b, BE1g)의 영역에 속해 있는 단말들(UE3, UE4)에게 각 데이터가 MU-MIMO 방식으로 동시에 전송되는 경우에, 해당 데이터들에 간섭이 발생하기 쉽다. 따라서, 기지국(BS1)은 이러한 간섭을 미리 고려하여 MU-MIMO 스케줄링을 수행할 수 있어야 한다.

간섭을 고려하는 방법 중 하나로써, 단말이 자신이 수신하고 있는 여러 고정 빔의 레퍼런스 신호를 이용하여, 특정 빔에 대한 다른 빔(들)의 간섭을 고려한 SINR을 추정하고, 추정된 SINR을 CQI로 변환(맵핑)하고, 기지국에 CQI를 피드백하는 방법(이하 '방법 M10')이 있다.

또한, 간섭을 고려하는 방법 중 다른 하나로써, 단말이 다른 빔의 간섭이 고려되지 않은 빔별 SINR(단말이 수신하는 빔 각각의 SINR)을 기지국에 피드백하고, 기지국이 간섭을 고려하는 방법(이하 '방법 M20')이 있다. 이 경우에, 단말이 간섭을 고려하지 않음으로 인해, 이동 통신 시스템에서 지원되는 최고 MCS 레벨 이상에 해당하는 SINR을 기지국에 피드백할 수 있어야 한다. 또한 이 경우에, 단말이 이동 통신 시스템에서 지원되는 최저 MCS 레벨 이하에 해당하는 SINR을 기지국에 피드백할 수 있는 것이 좋다.

이하에서는 방법 M20을 위한 새로운 CQI를 정의하는 방법과 새롭게 정의된 CQI를 이용하여 스케줄링하는 방법에 대해서, 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른, CQI를 나타내는 도면이다.

그래프(GR1b)는 기존(LTE 규격 등)의 CQI 세트(set)를 나타낸다. 구체적으로, 그래프(GR1b)는 대문자 K개의 CQI 레벨 각각에 맵핑되는 SINR을 나타낸다. 기지국은 데이터 전송 시에 그래프(GR1b)의 CQI를 참조한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 기지국이 데이터 전송 시에 참조하는 데이터 송신용 CQI를 tCQI라 한다. 각 tCQI 레벨에는 MCS 레벨에 해당하는 SINR이 맵핑된다. 예를 들어, tCQI의 레벨 k(tCQI-k)는 SINR 값(SINR1)에 맵핑되고, tCQI의 레벨 K(tCQI-K)는 SINR 최대값(SINRmax1)에 맵핑된다.

그래프(GR1a)는 단말이 측정하여 피드백하는 CQI 세트(set)를 나타낸다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 단말이 피드백하는 피드백용 CQI를 fCQI라 한다. 구체적으로, 그래프(GR1b)는 대문자 L개(단, L>K)의 CQI 레벨 각각에 맵핑되는 SINR을 나타낸다. fCQI의 비트 수는 tCQI의 비트 수보다 더 클 수 있다. 이를 통해, fCQI가 담당하는 SINR 영역(즉, fCQI가 나타낼 수 있는 SINR 범위)은 증가될 수 있다. 구체적으로, fCQI의 레벨 k(fCQI-k)는 SINR 값(SINR1)에 맵핑되고, fCQI의 레벨 K(fCQI-K)는 SINR 값(SINRmax1)에 맵핑되고, fCQI의 레벨 L(fCQI-L)는 SINR 최대값(SINRmax2)에 맵핑된다. 예를 들어, tCQI가 나타낼 수 있는 SINR 최대값(SINRmax1)이 약 22 dB이라면, fCQI가 나타낼 수 있는 SINR 최대값(SINRmax2)은, 30 dB 이상일 수 있다.

한편, 도 4에는 fCQI의 최고 레벨에 대응하는 최대 SINR 값이 tCQI의 최고 레벨에 대응하는 최대 SINR 값보다 큰 경우가 예시되어 있다. 마찬가지로 fCQI의 최저 레벨에 대응하는 최소 SINR 값은, tCQI의 최저 레벨에 대응하는 최소 SINR 값보다 작을 수 있다. 즉, fCQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR 값은, tCQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR 값보다 작을 수 있다. 이는 tCQI가 담당하는 SINR 범위를 높은 영역과 낮은 영역 모두에서 확장하는 것이다.

한편, fCQI의 레벨 최대값(fCQI-L)과 fCQI의 비트 수가 클수록, 더욱 정밀한 간섭 반영이 가능해지고 전송 성능이 더욱 향상된다. 하지만, fCQI의 레벨 최대값(fCQI-L)과 fCQI의 비트 수를 결정함에 있어서, 통신 시스템의 전파 채널 및 변조 오더(order), 그리고 RF(radio frequency) 구현을 위한 적절한 SNR (signal to noise ratio) 등이 고려되어야 한다. 예를 들어, 이러한 요소들이 모두 고려되는 경우에, tCQI가 4비트라면, fCQI는 5비트인 것이 바람직하다.

기지국은 단말에 의해 피드백되는 fCQI를 참조하여, 그 단말의 SINR을 계산한다. 구체적으로 기지국은 단말에 의해 피드백되는 fCQI를 참조하여 해당 단말의 SINR을 계산함에 있어서, 기지국이 선택하는 복수의 전송 빔에 따른 간섭을 반영하여 해당 단말의 SINR을 계산할 수 있다. 그리고 기지국은 계산된 SINR을, 데이터 전송 시에 실제로 참조할 tCQI로 변환한다.

구체적으로, 기지국은 tCQI 변환 시에, 아래의 수학식 1을 이용할 수 있다.

수학식 1에서, j는 기지국이 송신하고자 하는 빔의 인덱스를 나타내고, n은 인덱스 j를 가지는 빔에 간섭으로 작용하는 빔(이하 '인덱스 j의 빔에 대한 간섭 빔')의 인덱스를 나타낸다. 인덱스 j의 빔에 대한 간섭 빔의 개수는 0이거나 1개 이상일 수 있다. 수학식 1에서,

은 빔 인덱스 j를 제외한 모든 빔 인덱스 n에 대한 합(summation)을 나타낸다.

수학식 1에서 sinr()은, fCQI를 log 스케일 SINR 값으로 변환(맵핑)하는 함수이다. 수학식 1에서, fCQI_j는 인덱스 j의 빔에 대한 fCQI를 나타내고, fCQI_n는 인덱스 n의 빔에 대한 fCQI를 나타낸다.

단말은 자신에게 유효한 모든 빔의 세기를 측정하고, 이를 fCQI로 변환하여 기지국에게 피드백한다. 구체적으로, 단말은 자신이 수신한 빔 각각의 세기를 측정하고, 측정된 세기가 임계값 이상인 빔을 유효 빔으로써 판단하고, 측정 세기에 따라 유효 빔을 정렬하고, 정렬된 유효 빔 중 전부 또는 일부에 대한 fCQI를 기지국에게 피드백할 수 있다. 또는, 단말은 자신이 수신한 빔 각각의 세기를 측정하고, 측정된 세기에 따라 해당 빔을 정렬하고, 정렬된 빔 중 소정 개수의 빔에 대한 fCQI를 기지국에게 피드백할 수도 있다.

기지국은 단말들로부터 피드백 받은 fCQI를 참조하여, 각 단말에게 적합한 빔을 스케줄링하고, 스케줄링된 빔 각각(인덱스 j를 가지는 빔)의 SINR을 수학식 1을 이용해 구한다. 그리고 기지국은 수학식 1을 이용해 구한 SINR 각각을 tCQI에 맵핑한다. 즉, 기지국은 구해진 SINR에 맵핑되는 tCQI(인덱스 j를 가지는 빔의 tCQI)를 판단한다. 그리고 기지국은 tCQI(인덱스 j를 가지는 빔의 tCQI) 각각을 MCS 레벨에 최종적으로 맵핑한다. 즉, 기지국은 tCQI에 맵핑되는 MCS 레벨(인덱스 j를 가지는 빔의 MCS 레벨)을 판단한다. 그리고 기지국은 MCS 레벨 각각에 따라 해당 단말 각각에게 데이터를 전송한다.

한편, 도 4에 예시된 바와 같이, fCQI 레벨 간의 SINR 차이는 일정할 수 있다. 즉, 그래프(GR1a)의 기울기는 일정할 수 있다. 예를 들어, fCQI의 레벨 k-1(fCQI-k-1)에 맵핑되는 SINR 값과 fCQI의 레벨 k(fCQI-k)에 맵핑되는 SINR 값 간의 차이는, fCQI의 레벨 k(fCQI-k)에 맵핑되는 SINR 값과 fCQI의 레벨 k+1(fCQI-k+1)에 맵핑되는 SINR 값 간의 차이와 동일하다(fCQI의 레벨에 따른 SINR 증가폭이 일정).

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, CQI를 나타내는 도면이다.

시스템 오버헤드를 줄이기 위하여, fCQI의 비트 수(예, 4 비트)는 tCQI의 비트 수(예, 4 비트)와 동일할 수 있다. 즉, fCQI가 가질 수 있는 레벨의 개수는 tCQI가 가질 수 있는 레벨의 개수와 동일할 수 있다. 다만, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, fCQI가 커버하는 SINR 영역(fCQI가 나타낼 수 있는 SINR 범위)은, tCQI가 커버하는 SINR 영역(tCQI가 나타낼 수 있는 SINR 범위) 보다 더 넓다.

한편, fCQI는 tCQI 보다 더 넓은 SINR 영역을 커버해야 하므로, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, fCQI 레벨간의 SINR 차이는 tCQI 레벨 간의 SINR 차이보다 더 크다.

구체적으로, 도 5에 예시된 바와 같이, fCQI 레벨 간의 SINR 차이는 일정할 수 있다. 즉, 그래프(GR2a)의 기울기는 일정할 수 있다. 예를 들어, fCQI의 레벨 k-1(fCQI-k-1)에 맵핑되는 SINR 값과 fCQI의 레벨 k(fCQI-k)에 맵핑되는 SINR 값 간의 차이는, fCQI의 레벨 k(fCQI-k)에 맵핑되는 SINR 값과 fCQI의 레벨 k+1(fCQI-k+1)에 맵핑되는 SINR 값 간의 차이와 동일하다(fCQI의 레벨에 따른 SINR 증가폭이 일정). 한편, 그래프(GR2a)에 예시된 바와 같이, fCQI의 최대 레벨 K(fCQI-K)는 SINR 값(SINRmax2)에 맵핑되는 반면에, 그래프(GR2b)에 예시된 바와 같이, tCQI의 최대 레벨 K(tCQI-K)는 SINR 값(SINRmax1)에 맵핑된다.

한편, 도 6에 예시된 바와 같이, fCQI 레벨 간의 SINR 차이는 CQI 레벨이 높아질 수록, 더 커질 수도 있다. 즉, 그래프(GR3a)의 기울기는 CQI 레벨이 높아질 수록, 더 큰 값을 가질 수 있다. 예를 들어, fCQI의 레벨 k(fCQI-k)에 맵핑되는 SINR 값과 fCQI의 레벨 k+1(fCQI-k+1)에 맵핑되는 SINR 값 간의 차이는, fCQI의 레벨 k-1(fCQI-k-1)에 맵핑되는 SINR 값과 fCQI의 레벨 k(fCQI-k)에 맵핑되는 SINR 값 간의 차이보다 더 클 수 있다(fCQI의 레벨에 따른 SINR 증가폭이 커짐). 한편, 그래프(GR3a)에 예시된 바와 같이, fCQI의 최대 레벨 K(fCQI-K)는 SINR 값(SINRmax2)에 맵핑되는 반면에, 그래프(GR3b)에 예시된 바와 같이, tCQI의 최대 레벨 K(tCQI-K)는 SINR 값(SINRmax1)에 맵핑된다.

한편, 도 5 및 도 6에 예시된 실시예에도, 상술한 수학식 1에 기초한 MCS 레벨 변환 방법이 적용될 수 있다. 즉, 기지국은 상술한 수학식 1을 이용하여, 도 5 또는 도 6의 실시예에 따른 fCQI를 MCS 레벨로 변환할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에는 fCQI의 최고 레벨에 대응하는 최대 SINR 값이 tCQI의 최고 레벨에 대응하는 최대 SINR 값보다 큰 경우가 예시되어 있다. 마찬가지로 fCQI의 최저 레벨에 대응하는 최소 SINR 값은, tCQI의 최저 레벨에 대응하는 최소 SINR 값보다 작을 수 있다. 이는 tCQI가 담당하는 SINR 범위를 높은 영역과 낮은 영역 모두에서 확장하는 것이다.

상술한 바와 같이 새롭게 정의된 fCQI와 tCQI가 사용되는 경우에, 단말의 CQI 피드백 절차와 기지국의 스케줄링 절차에 대하여, 도 7a, 도 7b, 및 도 8을 참고하여 자세히 설명한다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른, 단말이 새롭게 정의된 CQI를 기지국에게 피드백하는 방법을 나타내는 도면이다.

단말은 자신이 수신하는 빔 각각의 레퍼런스 신호에 대하여 빔별 SINR을 측정한다(S10).

단말은 빔별 SINR을 fCQI 레벨로 변환(맵핑)한다(S11). 즉 단말은 빔별 SINR에 맵핑되는 빔별 fCQI 레벨을 판단한다.

단말은 빔별 fCQI 레벨 중 m개(단, 1≤m)를 상향 링크를 통해 기지국에게 피드백한다(S12). 구체적으로, 단말은 빔별 fCQI 레벨을 그 크기에 따라 정렬하고, 정렬된 빔별 fCQI 레벨 중 상위 일부를 기지국에게 피드백할 수 있다.

도 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국이 단말로부터 피드백된 CQI를 이용하여 스케줄링을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.

기지국은 다수의 단말로부터 fCQI들을 수신하고, 수신된 fCQI들을 취합한다(S20).

기지국은 취합된 fCQI을 이용하여, 간섭을 고려한 단말 스케줄링을 수행한다(S21). 구체적으로, 기지국은, 특정 TTI에 공간 다중화(spatial multiplexing)할 단말들을 선택(스케줄링에 따라 선택)하고, 선택된 단말들로부터 피드백 받은 fCQI들을 참조하여 간섭을 산출한다(S21). 예를 들어, 기지국은 선택된 단말들에게 적용될 각 빔에 대한 SINR을 상술한 수학식 1을 이용하여 구할 수 있다.

기지국은 산출된 간섭을 이용하여, 단말 별 MCS 레벨을 최종적으로 결정한다(S22). 구체적으로, 기지국은 상술한 바와 같이, 빔별 SINR을 빔별 tCQI로 변환하고, 빔별 tCQI를 빔별 MCS 레벨(또는 단말 별 MCS 레벨)로 변환할 수 있다.

기지국은 결정된 MCS 레벨 각각에 따라, 특정 TTI에 데이터를 해당 단말 각각에게 전송한다(S23).

도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 기지국이 단말에게 CQI 피드백 모드를 알려주는 방법을 나타내는 도면이다.

기지국은 fCQI 피드백 모드를 단말에게 전송한다(S30). 구체적으로, 기지국은 상술한 도 4에 예시된 fCQI 피드백 모드, 도 5에 예시된 fCQI 피드백 모드, 및 도 6에 예시된 fCQI 피드백 모드 중 하나를 단말들에게 상위 메시지를 통해 알려줄 수 있다.

단말은 기지국에 의해 결정된 fCQI 피드백 모드에 따라, fCQI를 기지국에게 피드백한다(S31). 구체적으로, 모든 단말이 동일한 fCQI 피드백 모드에 따라 구해진 fCQI를, 기지국에게 피드백할 수 있다. 또한, 단말은 fCQI 피드백 모드에 기초해, fCQI의 비트 수와 fCQI의 레벨에 따른 SINR 증가폭을 결정할 수 있다.

기지국은 상술한 바와 같이, 단말들로부터 수신한 fCQI를 이용해, 스케줄링을 수행한다.

한편, 기지국은 다수의 fCQI 피드백 모드 중 어느 것을 사용할 지를, 상향링크 오버헤드 등을 고려하여 semi-static하게 결정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국(100)의 구성을 나타내는 도면이다.

기지국(100)은 프로세서(110), 메모리(120), 및 RF 변환기(130)를 포함한다.

프로세서(110)는 본 명세서에서 설명한 기지국과 관련된 절차, 기능 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고, 프로세서(110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.

RF 변환기(130)는 프로세서(110)와 연결되고, 무선 신호를 송신 또는 수신한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 단말(200)의 구성을 나타내는 도면이다.

단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220), 및 RF 변환기(230)를 포함한다.

프로세서(210)는 본 명세서에서 설명한 단말과 관련된 절차, 기능 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되고, 프로세서(210)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.

RF 변환기(230)는 프로세서(210)와 연결되고, 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 단말(200)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

단말이 CQI(channel quality indicator)를 피드백하는 방법으로서
기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 빔 중 적어도 하나를 통해 적어도 하나의 레퍼런스 신호를 수신하는 단계;
상기 적어도 하나의 레퍼런스 신호에 대한 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)을 측정하는 단계;
상기 기지국으로부터 CQI 피드백 모드 정보를 수신하는 단계;
상기 CQI 피드백 모드 정보에 기초해, 제1 CQI의 비트 수와 상기 제1 CQI의 레벨에 따른 SINR 증가폭을 결정하는 단계;
상기 결정된 비트 수와 상기 결정된 SINR 증가폭을 가지는 상기 제1 CQI의 레벨들 중 상기 측정된 SINR에 대응하는 제1 레벨을 판단하는 단계; 및
상기 제1 레벨을 가지는 제1 CQI를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함하고,
상기 제1 CQI는 상기 기지국의 데이터 전송을 위해 사용되는 제2 CQI가 최대로 나타낼 수 있는 SINR 보다 더 큰 SINR을 나타낼 수 있는
단말의 CQI 피드백 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 CQI의 비트 수는 상기 제2 CQI의 비트 수 보다 큰
단말의 CQI 피드백 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제2 CQI의 비트 수는 동일하고,
상기 제1 CQI의 레벨에 맵핑되는 SINR은 상기 제1 CQI의 레벨이 높아질 수록 일정하게 증가하는
단말의 CQI 피드백 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제2 CQI의 비트 수는 동일하고,
상기 제1 CQI의 레벨에 맵핑되는 SINR이 상기 제1 CQI의 레벨에 따라 증가하는 SINR 증가폭은, 상기 제1 CQI의 레벨이 높아질 수록 더 커지는
단말의 CQI 피드백 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR은, 상기 제2 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR 보다 작은
단말의 CQI 피드백 방법.
다중 안테나 통신 시스템에서 다수의 빔을 이용하여 데이터를 전송하는 기지국이 스케줄링을 수행하는 방법으로서,
다수의 단말로부터, 상기 다수의 빔 중 적어도 하나에 대한 제1 CQI(channel quality indicator)를 수신하는 단계;
상기 제1 CQI를 이용해, 상기 제1 CQI 보다 비트 수가 더 적은 제2 CQI를 계산하는 단계;
상기 제2 CQI를 이용해, 상기 다수의 단말 중 제1 단말을 위한 제1 MCS(modulation coding scheme) 레벨을 결정하는 단계; 및
상기 제1 MCS 레벨에 기초하여, 상기 제1 단말에 데이터를 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 CQI가 나타낼 수 있는 최대 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)은, 상기 제2 CQI가 나타낼 수 있는 최대 SINR 보다 크며,
상기 제2 CQI를 계산하는 단계는,
상기 제1 CQI에 기초해, 상기 다수의 빔 중 상기 제1 단말에 적용할 제1 빔을 결정하는 단계;
상기 다수의 빔 중 상기 제1 빔에 간섭으로 작용하는 제2 빔을 판단하는 단계; 및
상기 제1 CQI 중 상기 제2 빔에 대한 제1 CQI와 상기 제1 빔에 대한 제1 CQI를 이용해, 상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계를 포함하는 기지국의 스케줄링 방법.
삭제
제7항에 있어서,
상기 제1 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR은, 상기 제2 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR 보다 작은
기지국의 스케줄링 방법.
삭제
제7항에 있어서,
상기 제2 CQI를 계산하는 단계는,
상기 제1 빔에 대한 SINR에 대응하는 상기 제2 CQI를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 MCS 레벨을 결정하는 단계는,
상기 제2 CQI에 대응하는 상기 제1 MCS 레벨을 판단하는 단계를 포함하는
기지국의 스케줄링 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계는,
아래의 수학식 1을 이용해, 상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계를 포함하는
기지국의 스케줄링 방법.
[수학식 1]

(k: 상기 제1 빔의 인덱스, SINR_k: 상기 제1 빔에 대한 SINR, n: 상기 제2 빔의 인덱스, fCQI_n: 상기 제2 빔에 대한 제1 CQI, fCQI_k: 상기 제1 빔에 대한 제1 CQI, sinr(): 상기 제1 CQI에 대응하는 SINR을 계산하는 함수)
다중 안테나 통신 시스템에서 다수의 빔을 이용하여 데이터를 전송하는 기지국이 스케줄링을 수행하는 방법으로서,
다수의 단말에게, 다수의 CQI 피드백 모드 중 상기 다수의 단말에게 적용될 제1 피드백 모드를 알리는 단계;
상기 다수의 빔을 통해 상기 기지국의 레퍼런스 신호를 수신한 상기 다수의 단말로부터, 상기 다수의 빔 중 적어도 하나에 대하여 상기 제1 피드백 모드에 따라 구해진 제1 CQI(channel quality indicator)를 피드백 받는 단계;
최대로 나타낼 수 있는 SINR(signal-to-interference plus noise ratio)이 상기 제1 CQI가 최대로 나타낼 수 있는 SINR 보다 작은 제2 CQI를, 상기 제1 CQI를 이용해 계산하는 단계; 및
상기 제2 CQI를 이용해, 상기 다수의 단말 중 제1 단말을 위한 제1 MCS(modulation coding scheme) 레벨을 결정하는 단계
를 포함하며,
상기 제2 CQI를 계산하는 단계는,
상기 제1 CQI에 기초해, 상기 다수의 빔 중 상기 제1 단말에 적용할 제1 빔을 결정하는 단계;
상기 다수의 빔 중 상기 제1 빔에 간섭으로 작용하는 제2 빔을 판단하는 단계; 및
상기 제1 CQI 중 상기 제2 빔에 대한 제1 CQI와 상기 제1 빔에 대한 제1 CQI를 이용해, 상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계를 포함하는
기지국의 스케줄링 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제2 CQI의 비트 수는 동일하고,
상기 제1 CQI의 CQI 레벨에 맵핑되는 SINR은 CQI 레벨이 높아질 수록 일정하게 증가하는
기지국의 스케줄링 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 CQI의 비트 수와 상기 제2 CQI의 비트 수는 동일하고,
상기 제1 CQI의 CQI 레벨에 맵핑되는 SINR이 CQI 레벨에 따라 증가하는 증가폭은, CQI 레벨이 높아질 수록 더 커지는
기지국의 스케줄링 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 CQI의 비트 수가 상기 제2 CQI의 비트 수 보다 크고,
상기 제1 CQI의 CQI 레벨에 맵핑되는 SINR은 CQI 레벨이 높아질 수록 일정하게 증가하는
기지국의 스케줄링 방법.
삭제
제13항에 있어서,
상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계는,
아래의 수학식 1을 이용해, 상기 제1 빔에 대한 SINR을 계산하는 단계를 포함하는
기지국의 스케줄링 방법.
[수학식 1]

(k: 상기 제1 빔의 인덱스, SINR_k: 상기 제1 빔에 대한 SINR, n: 상기 제2 빔의 인덱스, fCQI_n: 상기 제2 빔에 대한 제1 CQI, fCQI_k: 상기 제1 빔에 대한 제1 CQI, sinr(): 상기 제1 CQI에 대응하는 SINR을 계산하는 함수)
제13항에 있어서,
상기 제1 MCS 레벨에 기초하여, 상기 제1 단말에 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 CQI를 계산하는 단계는,
상기 제1 빔에 대한 SINR에 대응하는 상기 제2 CQI를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 MCS 레벨을 결정하는 단계는,
상기 제2 CQI에 대응하는 상기 제1 MCS 레벨을 판단하는 단계를 포함하는
기지국의 스케줄링 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR은, 상기 제2 CQI가 나타낼 수 있는 최소 SINR 보다 작은
기지국의 스케줄링 방법.