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WO2018182358A1 - 무선 통신 시스템에서 참조 신호를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 참조 신호를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Publication number
WO2018182358A1
WO2018182358A1 PCT/KR2018/003775 KR2018003775W WO2018182358A1 WO 2018182358 A1 WO2018182358 A1 WO 2018182358A1 KR 2018003775 W KR2018003775 W KR 2018003775W WO 2018182358 A1 WO2018182358 A1 WO 2018182358A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reference signal
cdm
demodulation reference
base station
mapped
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/003775
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김규석
강지원
김기준
김형태
안민기
윤석현
이길봄
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 US16/499,740 priority Critical patent/US11057177B2/en
Priority to EP18776854.4A priority patent/EP3605927B1/en
Priority to CN201880035259.6A priority patent/CN110679111B/zh
Priority to JP2019553821A priority patent/JP6888116B2/ja
Priority to ES18776854T priority patent/ES2933258T3/es
Priority to KR1020197029167A priority patent/KR102327640B1/ko
Publication of WO2018182358A1 publication Critical patent/WO2018182358A1/ko
Priority to US17/343,247 priority patent/US11677526B2/en

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    • H04L5/0091—Signalling for the administration of the divided path, e.g. signalling of configuration information
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for generating and transmitting and receiving a demodulation reference signal (DMRS) for decoding data in a wireless communication system.
  • DMRS demodulation reference signal
  • 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.
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating and transmitting / receiving a DMRS for estimating a Common Phase Error (CPE) / Carrier Frequency Offset (CFO) value due to a Doppler Effect.
  • CPE Common Phase Error
  • CFO Carrier Frequency Offset
  • Another object of the present invention is to provide a method of mapping a reference signal using a code division multiplexing scheme on a frequency axis and a time axis.
  • Another object of the present invention is to provide a multiplexing method for extending the number of ports for transmitting a demodulation reference signal and a method of repeating the same.
  • CDM code division multiplexing
  • the demodulation reference signal is located on the one or two time axis symbols based on at least one of the number of transport layers, the port index, the rank, or the maximum number of transport ports.
  • the demodulation reference signal when the demodulation reference signal is located on one time axis symbol, the demodulation reference signal is mapped using the first CDM.
  • the demodulation reference signal when the demodulation reference signal is located on two time axis symbols, the demodulation reference signal is mapped using the second CDM.
  • the present invention may further include receiving a signal indicating whether the second CDM is applied from the base station, wherein if the signal indicates the application of the second CDM, the demodulation reference signal is the first CDM. And the second CDM.
  • the present invention further includes receiving a signal indicating the at least one type from the base station.
  • the radio unit for transmitting and receiving a radio signal with the outside;
  • a processor operatively coupled to the wireless unit, wherein the processor receives a demodulation reference signal (DMRS) set according to a specific pattern from a base station through a DMRS symbol from the base station, wherein the demodulation reference signal Is located on one or two time axis symbols that are transmitted on a particular antenna port and are identical to at least one other demodulation reference signal transmitted on another antenna port, wherein the demodulation reference signal is a frequency axis in the one or two time axis symbols.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the signal is on the frequency axis in the one or two time axis symbols
  • a terminal is mapped using at least one of a first code division multiplexing (CDM) or a second CDM on a time axis, and decodes the data using the demodulation reference signal.
  • data can be decoded by estimating Common Phase Error (CPE) and Carrier Frequency Offset (CFO) values due to Doppler Effect through DMRS.
  • CPE Common Phase Error
  • CFO Carrier Frequency Offset
  • the present invention has an effect of estimating a channel through additional DMRS in a high doppler environment.
  • the present invention has the effect of changing the pattern of the DMRS according to the situation of the terminal by mapping the demodulation reference signal in consideration of the trade-off between overhead and channel estimation performance due to the transmission of the reference signal. .
  • the present invention has an effect of extending the number of ports for transmitting a demodulation reference by using a code division multiplexing scheme not only on the frequency axis but also on the time axis.
  • the present invention has the effect of extending the number of ports for transmitting a demodulated reference signal by mapping the reference signal using multiplexing and repetition.
  • 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.
  • FIG. 5 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. 6 shows an example of a resource area structure used in a communication system using mmWave to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 and 8 illustrate an example of a pattern of a demodulation reference signal proposed in the present specification.
  • 9 to 13 are diagrams illustrating an example of a method of mapping DMRSs using a repeating pattern proposed herein.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a method for generating and transmitting a demodulation reference signal proposed in the present specification.
  • 15 is a flowchart illustrating an example of a method of decoding data by receiving a demodulation reference signal proposed in the present specification.
  • 16 is a diagram illustrating an example of an internal block diagram of a wireless device to which the present invention can be applied.
  • 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) is to 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 a transmitting end. Can be.
  • 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, Receiver, 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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 terminal, the distortion of the received signal should 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 are RSs for channel information acquisition and RSs used for data demodulation. Since the former has a purpose for the UE to acquire channel 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 measurements such as handover.
  • 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.
  • CRS common reference signal
  • DRS 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.
  • 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. 5 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.
  • 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.
  • 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.
  • mapping CRSs to resource blocks are defined as follows.
  • Equation 1 k and l represent a subcarrier index and a symbol index, respectively, and p represents an antenna port.
  • n s represents the slot index, Represents a cell ID. mod stands for modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the v shift value in the frequency domain. Since v shift is dependent on the cell ID, the position of the reference signal has various frequency shift values according to the cell.
  • Frequency error is the measure of the difference between the actual BS transmit frequency and the assigned frequency.
  • the maximum difference of the oscillator between the base station and the terminal is ⁇ 0.1ppm, and when an error occurs in one direction, a maximum offset value of 0.2 ppm may occur.
  • This offset value is multiplied by the center frequency and converted into Hz units for each center frequency.
  • the CFO value appears differently according to the frequency tone interval, and in general, even if the large CFO value has a relatively small effect on the OFDM system with a sufficiently large frequency tone interval. Therefore, the actual CFO value (absolute value) needs to be expressed as a relative value affecting the OFDM system, which is called a normalized CFO.
  • the normalized CFO is expressed as the CFO value divided by the frequency tone interval. Table 4 below shows the CFO and normalized CFO for each center frequency and oscillator error value.
  • the frequency tone interval (15 kHz) is assumed for the center frequency of 2 GHz (for example, LTE Rel-8 / 9/10), and the frequency tone interval is 104.25 kHz for the center frequency of 30 GHz and 60 GHz. This prevents performance degradation considering the Doppler effect for each center frequency.
  • Table 2 above is a simple example and it is obvious that other frequency tone spacings may be used for the center frequency.
  • the coherence time is in inverse proportion to the Doppler variance. If the coherence time is defined as a time interval in which the correlation value of the channel response in the time domain is 50% or more, It is expressed as In the wireless communication system, Equation 4 below, which represents a geometric mean between the equation for Doppler variance and the equation for coherence time, is mainly used.
  • FIG. 6 shows an example of a resource area structure used in a communication system using mmWave to which the present invention can be applied.
  • a communication system using an ultra high frequency band such as mmWave uses a frequency band different in physical properties from the conventional LTE / LTE-A communication system. Accordingly, in a communication system using an ultra high frequency band, a resource structure of a form different from that of the resource region used in the conventional communication system is being discussed. 6 shows an example of a downlink resource structure of a new communication system.
  • the first two (or three) OFDM symbols 1310 Is assigned to a control channel (for example, a physical downlink control channel (PDCCH)), and the next one to two OFDM symbols 620 are assigned a DeModulation Reference Signal (DMRS), and the remaining OFDM symbols ( The 630 may be allocated a data channel (eg, a physical downlink shared channel (PDSCH)).
  • a control channel for example, a physical downlink control channel (PDCCH)
  • DMRS DeModulation Reference Signal
  • the 630 may be allocated a data channel (eg, a physical downlink shared channel (PDSCH)).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the present invention proposes a method of transmitting DMRS for channel estimation in downlink or uplink.
  • a demodulation reference signal for estimating a channel may be mapped to one symbol or two symbols according to the maximum number of antenna ports.
  • the reference signal sequence r (m) is generated by Equation 6 below.
  • an example of a case where transform precoding for a PUSCH is allowed may be a case where a transmission signal of a DFT-S-OFDM scheme is generated.
  • the DMRS of the generated PUSCH is mapped to a physical resource according to Type 1 or Type 2 given by higher layer parameters as shown in FIGS. 8 and 9.
  • the DMRS may be mapped to a single symbol or a double symbol according to the number of antenna ports.
  • Equation 7 l is defined relative to the start of the PUSCH transmission.
  • ⁇ are given by Tables 5 and 6 below.
  • Table 5 below shows an example of parameters for DMRS of the PUSCH for Type 1.
  • Table 6 below shows an example of parameters for DMRS of a PUSCH for type 2.
  • Table 7 below shows an example of the time domain index l 'and the supported antenna port p according to the higher layer parameter UL_DMRS_dur.
  • a reference signal sequence r (m) for generating downlink DMRS is generated by Equation 8 below.
  • c (i) means the pseudo-random sequence.
  • the DMRS of the generated PDSCH is mapped to a physical resource according to the type 1 or type 2 given by higher layer parameters as shown in FIGS. 8 and 9.
  • the reference signal sequence r (m) may be mapped to a physical resource by Equation 9 below.
  • 'and supporting antenna ports p depend on the higher layer parameter DL_DMRS_dur according to Table 12 below. The value depends on the upper layer parameter DL_DMRS_add_pos given in Table 13, depending on the mapping type.
  • PDSCH mapping type B l 0 is mapped to the first OFDM symbol in the PDSCH resource for which DMRS is scheduled.
  • Table 9 shows an example of parameters for DMRS configuration type 1 of the PDSCH.
  • Table 10 below shows an example of parameters for DMRS configuration type 2 of the PDSCH.
  • Table 11 below shows an example of l ′, which is a duration of PDSCH DMRS.
  • Table 12 below shows the starting position of DMRS of PDSCH. An example is shown.
  • DMRS is defined in units of OFDM symbols.
  • the DMRS is placed in the front symbol of the slot.
  • the DMRS located in the front symbol of the slot is called a first DMRS or a front-loaded DMRS for fast decoding.
  • a first DMRS or a front-loaded DMRS for fast decoding.
  • additional DMRSs can be set.
  • DMRSs are referred to as second DMRSs or additional DMRSs.
  • 9 and 10 show examples of DMRS mapping patterns for supporting up to 8 DMRS ports.
  • 9 (a) to 9 (c) show an example of a mapping pattern for mapping DMRSs using one OFDM symbol
  • FIGS. 10 (a) to 10 (c) show DMRSs using two OFDM symbols. An example of a mapping pattern to map is shown.
  • Figure 9 (c) shows an example of supporting the 8 DMRS port using the FDM using four different resources and the CDM of the frequency domain corresponding to the length 2.
  • 10C illustrates an example of mapping DMRSs using a repeating pattern of repeating the same pattern.
  • the DMRS mapping pattern is composed of two OFDM symbols, but in fact, eight DMRS ports are configured in one OFDM symbol and have a repetitive structure using the same.
  • the pattern 9 uses TDM because the energy of the reference signal is smaller than that of other patterns using two OFDM symbols.
  • the CDM of the time domain is used.
  • performance may be degraded in the case of a pattern using a CDM in a time domain that assumes the same channel between adjacent OFDM symbols as shown in pattern 8.
  • mapping pattern configured to support up to 12 DMRS ports in one OFDM symbol may be defined to be repeated in an adjacent OFDM symbol.
  • whether the CDM is applied in the time domain or the DMRS mapping pattern may vary according to the CDM length in the frequency domain.
  • the base station may set the DMRS mapping pattern and whether the CDM is applied to the time domain based on the CDM length of the frequency domain.
  • the OCC code of length 2 used in the time domain is [ +1, +1], [+1, -1].
  • the base station explicitly sets the restriction on whether CDM is applied in the time domain or the type of OCC code applied to the CDM through at least one of higher layer signaling (eg, RRC, MAC CE, etc.) or DCI. You can let them know.
  • higher layer signaling e.g, RRC, MAC CE, etc.
  • the base station may inform the CDM length of the frequency domain through at least one of higher layer signaling or DCI, and the terminal may apply the CDM to the time domain based on the CDM length transmitted from the base station or the OCC code applied to the CDM. Restrictions can be recognized.
  • the base station can inform the terminal of the OCC length in the time domain through the phy layer or DCI directly.
  • the UE can estimate the CPE and the CFO and then receive the DMRS that compensates for the estimated value.
  • the base station does not explicitly inform the UE of the type of OCC code applied to the CDM in the time domain or whether the CDM is on or off in the time domain, the UE is for estimating the phase error due to transmission frequency and phase noise. It may be assumed that MU pairing with other UEs having different OCC codes in the time domain is based on PTRS transmission, MCS, or number of layers.
  • the UE may perform a reception operation of compensating a phase difference between DMRS symbols due to CPEs appearing in each DMRS and then performing combining of contiguous DMRS symbols.
  • the base station may schedule to use only the same OCC code in the time domain by using other information delivered to the terminal.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a method for generating and transmitting a demodulation reference signal proposed in the present specification.
  • the base station generates a reference signal sequence based on a pseudo random sequence (S14010).
  • the demodulation reference signal may be the front-loaded DMRS described above.
  • the base station maps the generated reference signal sequence to one or two time axis symbols according to a specific pattern (S14020).
  • the base station may map a reference signal sequence generated according to a specific pattern to one or two time axis symbols, and the specific pattern may be one of the patterns described with reference to FIGS. 7 to 13.
  • the specific pattern may be determined according to the characteristics of the frequency band in which the demodulation reference signal is transmitted.
  • the CDM applied on the time axis is called the first CDM
  • the CDM applied on the frequency axis is called the second CDM.
  • the base station generates a demodulation reference signal based on the mapping of one or two time axis symbols, and transmits the generated demodulation reference signal to the terminal using different antenna ports (S14030 and S14040).
  • 15 is a flowchart illustrating an example of a method of decoding data by receiving a demodulation reference signal proposed in the present specification.
  • a terminal receives a demodulation reference signal (DMRS) set according to a specific pattern from a base station from a base station through a DMRS symbol (S15010).
  • DMRS demodulation reference signal
  • the demodulation reference signal may be multiplexed and mapped to one or two time axis symbols through a CDM on a frequency axis and / or a time axis as described with reference to FIGS. 7 to 13.
  • the CDM applied on the time axis is called the first CDM
  • the CDM applied on the frequency axis is called the second CDM.
  • 16 is a diagram illustrating an example of an internal block diagram of a wireless device to which the present invention can be applied.
  • the base station 1610 and the UE 1620 include a communication unit (transmitter and receiver, RF unit, 1613 and 1623), a processor 1611 and 1621, and a memory 1612 and 1622.
  • the communication units 1613 and 1623, the processors 1611 and 1621, the input unit, the output unit, and the memory 1612 and 1622 are functionally connected to perform the method proposed herein.
  • the communication unit transmitter / receiver unit or RF unit, 1613, 1623
  • the communication unit receives information generated from the PHY protocol (Physical Layer Protocol)
  • the received information is transferred to the RF-Radio-Frequency Spectrum, filtered, and amplified.
  • the communication unit functions to move an RF signal (Radio Frequency Signal) received from the antenna to a band that can be processed by the PHY protocol and perform filtering.
  • the communication unit may also include a switch function for switching the transmission and reception functions.
  • the processor may be represented by a controller, a controller, a control unit, a computer, or the like.
  • the memories 1612 and 1622 are connected to a processor and store protocols or parameters for performing an uplink resource allocation method.
  • Processors 1611 and 1621 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the communication unit may include a baseband circuit for processing a wireless signal.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the output unit (display unit or display unit) is controlled by a processor and outputs information output from the processor together with a key input signal generated at the key input unit and various information signals from the processor.
  • the method for transmitting and receiving the reference signal according to the present specification is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each embodiment so that various modifications can be made May be optionally combined.

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Abstract

무선 통신 시스템에서 단말이 디코딩(Decoding)을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기지국으로부터 특정 패턴에 따라 설정된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)를 DMRS 심볼을 통해 기지국으로부터 수신하되, 상기 복조 참조 신호는 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하고, 상기 특정 패턴은 상기 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정되며, 상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 상으로 제 1 CDM(Code Division multiplexing) 또는 시간 축 상으로 제 2 CDM 중 적어도 하나를 이용하여 매핑되고, 상기 복조 참조 신호를 이용하여 상기 데이터를 디코딩하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 참조 신호를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게 무선 통신 시스템에서 데이터의 디코딩을 위한 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)의 생성 및 이를 송수신하기 위한 방법 및 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), 고 에너지 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), 초 광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명은 데이터의 디코딩을 위한 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)의 생성 및 송수신을 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 Doppler Effect로 인한 CPE(Common Phase Error)/CFO(Carrier Frequency Offset) 값을 추정하기 위한 DMRS의 생성 및 송수신을 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 참조 신호의 전송으로 인한 오버헤드와 채널 추정 성능 사이의 trade-off를 고려한 복조 참조 신호의 매핑 패턴을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복조 참조 신호를 전송하기 위한 포트의 개수를 확장하기 위한 다중화 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 주파수 축 및 시간 축 상으로 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing) 방식을 이용하여 참조 신호를 매핑하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복조 참조 신호를 전송하기 위한 포트의 수를 확장하기 위한 다중화 및 이를 반복하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 명세서에서 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.
구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 디코딩(Decoding) 방법은, 기지국으로부터 특정 패턴에 따라 설정된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)를 DMRS 심볼을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 복조 참조 신호는 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하고, 상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 상으로 제 1 CDM(Code Division multiplexing) 또는 시간 축 상으로 제 2 CDM 중 적어도 하나를 이용하여 매핑되며, 상기 특정 패턴은 상기 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정되고; 및 상기 복조 참조 신호를 이용하여 상기 데이터를 디코딩하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 복조 참조 신호는 전송 계층의 수, 포트 인덱스, 랭크 또는 최대 전송 포트 수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치한다.
또한, 본 발명에서, 상기 복조 참조 신호가 하나의 시간 축 심볼 상에 위치하는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 1 CDM을 이용하여 매핑된다.
또한, 본 발명에서, 상기 복조 참조 신호가 두개의 시간 축 심볼 상에 위치하는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 2 CDM을 이용하여 매핑된다.
또한, 본 발명은, 상기 기지국으로부터 상기 제 2 CDM의 적용 여부를 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 신호가 상기 제 2 CDM의 적용을 나타내는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 1 CDM 및 상기 제 2 CDM를 이용하여 매핑된다.
또한, 본 발명은, 상기 제 1 CDM이 적용되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 제 1 CDM의 길이를 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 CDM의 적용 여부는 상기 제 1 CDM의 상기 길이에 따라 결정된다.
또한, 본 발명에서, 상기 복조 참조 신호가 상기 제 1 CDM 및 제 2 CDM을 이용하여 매핑되는 경우, 상기 제 2 CDM에 적용되는 직교 커버 코드(Orthogonal Cover Code: OCC)의 타입은 상기 기지국에 의해서 적어도 하나의 타입으로 한정된다.
또한, 본 발명은, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 타입을 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 외부와 무선 신호를 송신 및 수신하는 무선 유닛(Radio Frequency Unit); 및 상기 무선 유닛과 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 기지국으로부터 특정 패턴에 따라 설정된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)를 DMRS 심볼을 통해 기지국으로부터 수신하되, 상기 복조 참조 신호는 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하고, 상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 상으로 제 1 CDM(Code Division multiplexing) 또는 시간 축 상으로 제 2 CDM 중 적어도 하나를 이용하여 매핑되며, 상기 특정 패턴은 상기 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정되고, 상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 상으로 제 1 CDM(Code Division multiplexing) 또는 시간 축 상으로 제 2 CDM 중 적어도 하나를 이용하여 매핑되고, 상기 복조 참조 신호를 이용하여 상기 데이터를 디코딩하는 단말을 제공한다.
본 발명은 DMRS를 통해 Doppler Effect로 인한 CPE(Common Phase Error) 및 CFO(Carrier Frequency Offset) 값을 추정하여 데이터를 디코딩할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 High Doppler 환경에서, 추가적인 DMRS를 통해 채널을 추정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 본 발명은 참조 신호의 전송으로 인한 오버헤드와 채널 추정 성능 사이의 trade-off를 고려하여 복조 참조 신호를 매핑함으로써, 단말의 상황에 따라 DMRS의 패턴을 변경할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 주파수 축 뿐만 아니라 시간 축 상으로도 코드 분할 다중화 방식을 이용함으로써 복조참조를 전송하기 위한 포트의 개수를 확장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다중화 및 반복을 이용하여 참조 신호를 매핑함으로써 복조 참조 신호를 전송하기 위한 포트의 개수를 확장할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 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 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 6 은 본 발명이 적용될 수 있는 mmWave를 사용하는 통신 시스템에서 이용되는 자원 영역 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7 및 도 8은 본 명세서에서 제안하는 복조 참조 신호의 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 9 내지 도 13은 본 명세서에서 제안하는 반복 패턴을 이용하여 DMRS를 매핑하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 복조 참조 신호를 생성하여 전송하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 15은 본 명세서에서 제안하는 복조 참조 신호를 전송 받아 데이터를 디코딩하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
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), 송신단 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, 수신단 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 PCTKR2018003775-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 PCTKR2018003775-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.
참조 신호( RS : Reference Signal)
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 단말에서 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 정보 획득을 위한 목적의 RS와 데이터 복조를 위해 사용되는 RS가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 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 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(DRS: 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 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 5를 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 5(a)의 경우), 확장 순환 전치(extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다(도 5(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.
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.
자원 블록에 CRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000001
수학식 1에서, k 및 l 은 각각 부 반송파 인덱스 및 심볼 인덱스를 나타내고, p 는 안테나 포트를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-I000001
은 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 수를 나타내고,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000002
은 하향링크에 할당된 무선 자원의 수를 나타낸다. ns는 슬롯 인덱스를 나타내고,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000003
은 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 vshift 값에 따라 달라진다. vshift는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한 주파수 편이(frequency shift) 값을 가진다.
보다 구체적으로, CRS를 통해 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 CRS의 위치는 셀에 따라 주파수 영역에서 편이될 수 있다. 예를 들어, 참조 신호가 3개의 부 반송파의 간격으로 위치하는 경우, 하나의 셀에서의 참조 신호들은 3k 번째 부반송파에 할당되고, 다른 셀에서의 참조 신호는 3k+1 번째 부반송파에 할당된다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조 신호들은 주파수 영역에서 6개의 자원 요소 간격으로 배열되고, 또 다른 안테나 포트에 할당된 참조 신호와는 3개의 자원 요소 간격으로 분리된다.
시간 영역에서 참조 신호는 각 슬롯의 심볼 인덱스 0 에서부터 시작하여 동일 간격(constant interval)으로 배열된다. 시간 간격은 순환 전치 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4에 위치하고, 확장 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 3에 위치한다. 2개의 안테나 포트 중 최대값을 가지는 안테나 포트를 위한 참조 신호는 하나의 OFDM 심볼 내에 정의된다. 따라서, 4개의 송신 안테나 전송의 경우, 참조 신호 안테나 포트 0 과 1을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4 (확장 순환 전치의 경우 심볼 인덱스 0 과 3)에 위치하고, 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 1에 위치한다. 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호의 주파수 영역에서의 위치는 2번째 슬롯에서 서로 맞바꿔진다.
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.
자원 블록에 DRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다. 수학식 2는 일반 순환 전치인 경우를 나타내고, 수학식 3은 확장 순환 전치인 경우를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000002
Figure PCTKR2018003775-appb-M000003
수학식 2 및 3에서, k 및 l 은 각각 부반송파 인덱스 및 심볼 인덱스를 나타내고, p 는 안테나 포트를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-I000004
은 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내고, 부반송파의 수로써 표현된다. nPRB은 물리 자원 블록의 수를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-I000005
은 PDSCH 전송을 위한 자원 블록의 주파수 대역을 나타낸다. ns는 슬롯 인덱스를 나타내고,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000006
는 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 vshift 값에 따라 달라진다. vshift는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한 주파수 편이(frequency shift) 값을 가진다.
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 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 DMRS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송되는 것이다.
LTE-A 시스템에서 eNB는 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 매 서브 프레임마다 전송하는 것은 오버헤드가 너무 큰 단점이 있으므로, CSI-RS는 매 서브 프레임마다 전송되지 않고 시간 축에서 간헐적으로 전송되어야 그 오버헤드를 줄일 수 있다. 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.
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.
초 고주파 대역을 이용한 통신 시스템
LTE(Long Term Evolution)/LTE-A(LTE Advanced) 시스템에서는 단말과 기지국의 오실레이터의 오차값을 요구사항(requirement)로 규정하며, 아래와 같이 기술한다.
- UE side frequency error (in TS 36.101)
The UE modulated carrier frequency shall be accurate to within ±0.1 PPM observed over a period of one time slot (0.5 ms) compared to the carrier frequency received from the E-UTRA Node B
- eNB side frequency error (in TS 36.104)
Frequency error is the measure of the difference between the actual BS transmit frequency and the assigned frequency.
한편, 기지국의 종류에 따른 오실레이터 정확도는 아래의 표 3과 같다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000003
따라서, 기지국과 단말 간의 오실레이터의 최대 차이는 ±0.1ppm 으로, 한쪽 한쪽 방향으로 오차가 발생하였을 경우 최대 0.2ppm의 오프셋 값이 발생할 수 있다. 이러한 오프셋 값은 중심 주파수와 곱해짐으로써 각 중심 주파수에 맞는 Hz 단위로 변환된다.
한편, OFDM 시스템에서는 CFO 값이 주파수 톤 간격에 의해 다르게 나타나며, 일반적으로 큰 CFO 값이라 하더라도 주파수 톤 간격이 충분히 큰 OFDM 시스템에서 미치는 영향은 상대적으로 작다. 따라서, 실제 CFO 값(절대값)은 OFDM 시스템에 영향을 주는 상대적인 값으로 표현될 필요가 있으며, 이를 정규화된 CFO(normalized CFO)라 한다. 정규화된 CFO는 CFO 값을 주파수 톤 간격으로 나눈 값으로 표현되며, 아래의 표 4는 각 중심 주파수와 오실레이터의 오차 값에 대한 CFO와 정규화된 CFO를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000004
표 4에서 중심 주파수가 2GHz인 경우(예를 들어, LTE Rel-8/9/10)에는 주파수 톤 간격(15kHz)를 가정하였으며, 중심 주파수가 30GHz, 60GHz인 경우에는 주파수 톤 간격을 104.25kHz를 사용함으로써 각 중심 주파수에 대해 도플러 영향을 고려한 성능 열화를 방지하였다. 위의 표 2는 단순한 예시이며, 중심 주파수에 대해 다른 주파수 톤 간격이 사용될 수 있음은 자명하다.
한편, 단말이 고속으로 이동하는 상황이나 고주파수 대역에서 이동하는 상황에서는 도플러 분산(Doppler spread) 현상이 크게 발생한다. 도플러 분산은 주파수 영역에서의 분산을 유발하며, 결과적으로 수신기 입장에서 수신 신호의 왜곡을 발생시킨다. 도플러 분산은
Figure PCTKR2018003775-appb-I000007
로 표현될 수 있다. 이때, v는 단말의 이동 속도이며, λ는 전송되는 전파의 중심 주파수의 파장을 의미한다. θ는 수신되는 전파와 단말의 이동 방향 사이의 각도를 의미한다. 이하에서는 θ가 0인 경우를 전제로 하여 설명한다.
이때, 코히어런스 타임(coherence time)은 도플러 분산과 반비례하는 관계에 있다. 만약, 코히어런스 타임을 시간 영역에서 채널 응답의 상관관계(correlation) 값이 50% 이상인 시간 간격으로 정의하는 경우,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000008
로 표현된다. 무선 통신 시스템에서는 도플러 분산에 대한 수식과 코히어런스 타임에 대한 수식 간의 기하 평균(geometric mean)을 나타내는 아래의 수학식 4가 주로 이용된다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000004
도 6 은 본 발명이 적용될 수 있는 mmWave를 사용하는 통신 시스템에서 이용되는 자원 영역 구조의 일 예를 나타낸다.
mmWave와 같은 초고주파 대역을 이용하는 통신 시스템은 종래의 LTE/LTE-A 통신 시스템과는 물리적 성질이 다른 주파수 대역을 사용한다. 이에 따라, 초고주파 대역을 이용하는 통신 시스템에서는 종래 통신 시스템에서 이용되는 자원 영역의 구조와 다른 형태의 자원 구조가 논의되고 있다. 도 6은 새로운 통신 시스템의 하향링크 자원 구조의 예를 도시한다.
가로축으로 14개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼과 세로축으로 12개의 주파수 톤으로 구성되는 RB(Resource block) 쌍(RB pair)을 고려할 때, 첫 2개(또는 3개)의 OFDM 심볼(1310)은 종래와 유사하게 제어채널(예를 들어, PDCCH(Physical Downlink Control Channel))에 할당되고, 다음 1개에서 2개의 OFDM 심볼(620)은 DMRS(DeModulation Reference Signal)이 할당되고, 나머지 OFDM 심볼(630)은 데이터채널(예를 들어, PDSCH(Physical Downlink Shared Channel))이 할당될 수 있다.
한편, 도 6과 같은 자원 영역 구조에서 앞서 설명한 CPE(또는, CFO) 추정을 위한 PCRS 또는 PNRS 또는 PTRS는 데이터채널이 할당되는 영역 630의 일부 RE(Resource Element)에 실려 단말로 전송될 수 있다. 이러한 신호는 위상 잡음을 추정 하기 위한 신호이며, 앞서 설명했듯이 파일럿 신호가 될 수도 있고 데이터 신호가 변경되거나 복제된 신호일 수도 있다.
본 발명은, 하향링크 또는 상향링크에 있어서 채널 추정을 위한 DMRS를 전송하는 방법을 제안한다.
도 7 및 도 8은 본 명세서에서 제안하는 복조 참조 신호의 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 채널을 추정하기 위한 복조 참조 신호는 최대 안테나 포트의 수에 따라 한 개의 심볼 또는 두 개의 심볼에 매핑될 수 있다.
구체적으로, 상향링크 DMRS 및 하향링크 DMRS는 아래의 방법으로 생성되어 자원영역에 매핑될 수 있다. 도 7은 타입 1에 따라 물리 자원에 매핑된 상향링크 또는 하향링크 DMRS의 일 예를 도시하고, 도 8은 타입 2에 따라 물리 자원에 매핑된 상향링크 또는 하향링크 DMRS의 일 예를 도시한다.
Demodulation reference signal for PUSCH
하향링크 DMRS의 생성을 위한 참조 신호 시퀀스 r(m)은 PUSCH에 대한 변환 프리코딩(transform precoding)이 허용되지 않는 경우, 아래 수학식 5에 의해서 생성된다.
이때, PUSCH에 대한 변환 프리코딩(transform precoding)이 허용되지 않는 경우의 일 예로 CP-OFDM 방식의 송신신호를 생성하는 경우가 있을 수 있다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000005
여기서 c(i)는 의사 랜덤 시퀀스(the pseudo-random sequence)를 의미한다.
만약, PUSCH에 대한 변환 프리코딩(transform precoding)이 허용되는 경우, 참조 신호 시퀀스 r(m)은 아래 수학식 6에 의해서 생성된다.
이때, PUSCH에 대한 변환 프리코딩(transform precoding)이 허용되는 경우의 일 예로 DFT-S-OFDM 방식의 송신신호를 생성하는 경우가 있을 수 있다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000006
생성된 PUSCH의 DMRS는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 상위 계층 파라미터에 의해서 주어진 타입 1 또는 타입 2에 따라 물리 자원에 매핑된다.
이때, DMRS는 안테나 포트의 개수에 따라 단일 심볼(single symbol) 또는 이중 심볼(double symbol)에 매핑될 수 있다.
만약, 변환 프리코딩이 허용되지 않는 경우, 참조 신호 시퀀스 r(m)은 아래 수학식 7에 의해서 물리 자원에 매핑될 수 있다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000007
상기 수학식 7에서 l은 PUSCH 전송의 시작에 상대적으로 정의되며,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000009
,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000010
, 및 △는 아래 표 5 및 표 6에 의해서 주어진다.
아래 표 5는 타입 1에 대한 PUSCH의 DMRS를 위한 파라미터들의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000005
아래 표 6은 타입 2에 대한 PUSCH의 DMRS를 위한 파라미터들의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000006
아래 표 7은 상위 계층 파라미터 UL_DMRS_dur에 따른 시간 영역 인덱스 l'와 지원되는 안테나 포트 p의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000007
아래 표 8은 PUSCH의 DMRS의 시작 위치
Figure PCTKR2018003775-appb-I000011
의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000008
Demodulation reference signals for PDSCH
하향링크 DMRS의 생성을 위한 참조 신호 시퀀스 r(m)은 아래 수학식 8에 의해서 생성된다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000008
여기서 c(i)는 의사 랜덤 시퀀스(the pseudo-random sequence)를 의미한다.
생성된 PDSCH의 DMRS는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 상위 계층 파라미터에 의해서 주어진 타입 1 또는 타입 2에 따라 물리 자원에 매핑된다.
이때, 참조 신호 시퀀스 r(m)은 아래 수학식 9에 의해서 물리 자원에 매핑될 수 있다.
Figure PCTKR2018003775-appb-M000009
상기 수학식 9에서 l은 슬롯의 시작에 상대적으로 정의되며,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000012
,
Figure PCTKR2018003775-appb-I000013
, 및 △는 아래 표 11 및 표 12에 의해서 주어진다.
시간 축 인덱스 ㅣ' 및 지원하는 안테나 포트들 p는 아래 표 12에 따라 상위 계층 파라미터인 DL_DMRS_dur 에 따라 다르다.
Figure PCTKR2018003775-appb-I000014
값은 매핑 유형에 따라 표 13에서 주어진 상위 계층 매개 변수 DL_DMRS_add_pos에 따라 달라진다.
- PDSCH 매핑 유형 A에 대해: 상위 계층 파라미터 DL_DMRS_typeA_pos가 3과 같은 경우, l0=3이고, 그렇지 않으면 l0=2이다.
- PDSCH 매핑 유형 B에 대해: l0는 DMRS가 스케줄링된 PDSCH 자원 내의 첫 번째 OFDM 심볼에 매핑된다.
아래 표 9는 PDSCH의 DMRS 구성 타입 1에 대한 파라미터들의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000009
아래 표 10은 PDSCH의 DMRS 구성 타입 2에 대한 파라미터들의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000010
아래 표 11은 PDSCH DMRS의 Duration인 l’의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000011
아래 표 12는 PDSCH의 DMRS의 시작 위치
Figure PCTKR2018003775-appb-I000015
의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2018003775-appb-T000012
NR 시스템에서는 앞에서 설명한 것과 같이 OFDM 심볼 단위로 DMRS를 정의하고 있다. 그리고 빠른 디코딩 속도를 지원하기 위해서 슬롯의 앞쪽 심볼에 DMRS를 위치시킨다.
이렇게 슬롯의 앞쪽 심볼에 위치하는 DMRS는 front-loaded DMRS라고 호칭될 수 있다.
본 발명에서는 이처럼 빠른 디코딩을 위해 슬롯의 앞쪽 심볼에 위치하는 DMRS를 제 1 DMRS 또는 front-loaded DMRS라 호칭한다. 하지만, High Doppler 환경의 경우, 하나의 슬롯(또는, 서브 프레임) 내에서 채널 변화량이 크기 때문에 앞쪽 심볼에 설정된 DMRS만을 이용하여 적절한 채널 보상을 하기 어렵다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 추가적인 DMRS를 설정할 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 DMRS를 제 2 DMRS 또는 additional DMRS라 호칭한다.
도 9 내지 도 13은 본 명세서에서 제안하는 반복 패턴을 이용하여 DMRS를 매핑하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 13을 참조하면, DMRS를 전송하기 위해서 사용되는 안테나 포트의 개수가 일정 개수 이상인 경우, 기지국은 동일한 매핑 패턴을 반복하여 DMRS를 자원에 매핑할 수 있다.
도 9 및 도 10은 최대 8 DMRS 포트를 지원하기 위한 DMRS 매핑 패턴의 예를 보여준다. 도 9의 (a) 내지 (c)는 1개의 OFDM 심볼을 이용하여 DMRS를 매핑하는 매핑 패턴의 일 예를 나타내고, 도 10의 (a) 내지 (c)는 2개의 OFDM 심볼을 이용하여 DMRS를 매핑하는 매핑 패턴의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 9의 (a) 내지 (b) 는 길이 4에 해당하는 주파수 영역의 CDM과 서로 다른 두 자원을 이용하는 FDM을 이용하여 8개의 DMRS 포트를 지원하는 경우의 예를 나타낸다.
반면, 도 9의 (c)는 길이 2에 해당하는 주파수 영역의 CDM과 서로 다른 네 자원을 이용하는 FDM을 이용하여 8 DMRS 포트를 지원하는 경우의 예를 나타낸다.
도 10의 (a)는 길이 2에 해당하는 시간 영역의 CDM과 서로 다른 네 자원을 이용하는 FDM을 이용하여 8 DMRS 포트를 지원하는 경우의 예를 나타낸다. 반면, 도 10의 (b)는 길이 2에 해당하는 주파수 영역의 CDM과 서로 다른 두 자원을 이용하는 FDM과 TDM을 이용하여 8개의 DMRS 포트를 지원하는 예를 보여준다.
도 10의 (c)는 동일한 패턴을 반복하는 반복 패턴을 이용하여 DMRS를 매핑하는 예를 나타낸다.
도 10의 (c)에서 DMRS 매핑 패턴은 2개의 OFDM 심볼로 구성되어 있지만, 실제 8개의 DMRS 포트는 1개의 OFDM 심볼 내에서 구성되며 이를 이용한 반복 구조로 구성된다.
구체적으로, 길이 4에 해당하는 주파수 영역의 CDM과 서로 다른 두 자원을 이용하는 FDM으로 8개의 DMRS 포트가 지원될 수 있다.
이하, 도 9의 (a)를 패턴 5, (b)를 패턴 6, (c)를 패턴 7, 도 10의 (a)를 패턴 8, (b)를 패턴9, (c)를 패턴 10이라 호칭한다.
도 11은 도 9및 도 10의 각 매핑 패턴에 대한 spectral efficiency 성능의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 8개의 DMRS 포트를 지원하는 경우에는 2개의 OFDM 심볼을 이용하여 매핑 패턴을 구성하는 패턴 8과 패턴 10이 1개의 OFDM 심볼로 구성된 매핑 패턴과 비교하여 더 좋은 SE 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이때, 2개의 OFDM 심볼을 이용하는 패턴 9의 경우에는 1개의 OFDM 심볼로 구성된 패턴과 유사하게 성능이 열화되어 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이는, 패턴 9는 TDM을 이용하기 때문에 2개의 OFDM 심볼을 이용하는 다른 패턴들에 비해 reference signal의 에너지가 작기 때문인 것으로 유추할 수 있다.
즉, 패턴 8과 패턴 10의 경우, 8개의 포트에 대하여 2개의 OFDM 심볼을 이용하여 DMRS를 매핑하기 때문에 RS 에너지를 높일 수 있어 채널 계수 추정에 이득이 있다.
또한, 채널 계수 추정의 이득으로 인하여 계층간 간섭이 줄어들어 결과적으로 RS 오버헤드가 증가함에도 불구하고 SE 관점에서 성능이 향상될 수 있다.
이때, 2개의 OFDM 심볼을 이용하는 패턴 8과 패턴 10 중에서도 패턴 10은 위상 잡음의 영향이 큰 high carrier frequency (mmWave) 대역에 더 적합한 매핑 패턴이 될 수 있다.
구체적으로, 패턴 8의 경우에 시간 영역의 CDM을 이용한다. 하지만, 위상 잡음의 영향으로 인접한 OFDM 심볼간에 위상 차이가 발생하게 되면 패턴 8과 같이 인접한 OFDM 심볼간 동일한 채널을 가정하는 시간 영역의 CDM을 이용하는 패턴의 경우에 성능이 열화 될 수 있다.
반면, 패턴 10의 경우에는 인접한 OFDM 심볼간에 동일한 패턴을 이용하는 반복 구조이기 때문에 위상 잡음으로 인한 에러를 추정하고 보상해줄 수 있다. 구체적으로, 인접한 OFDM 심볼간 위상 차이를 추정하고, 추정한 위상 차이를 보상하여 채널을 추정함으로써 채널 추정 성능에 열화를 유발할 수 있는 에러를 사전에 보상해줄 수 있다.
따라서, DMRS를 전송하기 위한 안테나 포트의 수가 특정 개를 초과하는 경우, DMRS는 반복 패턴을 이용하여 자원에 매핑될 수 있다.
구체적으로, DMRS의 전송을 위한 안테나 포트의 수가 특정 개수 이상인 경우, 기지국은 주파수 영역으로 CDM 길이를 증가시키고, 시간 영역에서 동일한 패턴을 반복해서 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로, 전송 주파수에 따라 DMRS의 매핑 패턴을 결정할 수 있다.
구체적으로, 고주파 대역에서는 위상 잡음의 영향으로 시간 영역으로의 CDM 성능의 열화가 발생할 수 있다. 따라서, 고주파 대역에서 위상 잡음으로 인한 CPE를 추정 및 보상할 수 있고, 충분한 RS 에너지를 제공하여 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있는 반복 패턴이 우선시될 수 있다.
예를 들면, 최대 안테나 포트의 개수가 12개인 경우, DMRS는 도 12 에 도시된 바와 같이 매핑될 수 있다.
즉, 1개의 OFDM 심볼에서 최대 12개의 DMRS 포트를 지원할 수 있도록 구성된 매핑 패턴이 인접 OFDM 심볼에서 반복되도록 정의할 수 있다.
상기의 예에서 1개의 OFDM 심볼에서 다수의 DMRS 포트 수를 지원하기 위해 주파수 영역에서의 CDM 길이가 증가하였다. 이는 delay spread가 긴 채널의 경우에 frequency selectivity 가 큰 채널로 인해 채널 추정 성능이 열화 될 수 있다.
하지만, 고주파 대역의 경우에 큰 경로 감쇄, 강한 직진성, 작은 투과율 등 전파 특성이 좋지 않다. 또한, 큰 경로 감쇄를 보완하기 위해 빔형성 기술과 함께 쓰이기 때문에 고주파 대역의 채널은 delay spread가 작다. 따라서, 반복 구조의 DMRS 패턴은 고주파 대역에 적합한 매핑 패턴이라 할 수 있다.
따라서, 전송 주파수 대역과 해당 주파수 대역에서 선호될 수 있는 DMRS 패턴을 연관지어 결정하여 주파수 대역에 따라 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로 주파수 영역의 CDM 길이에 따라 시간 영역의 CDM의 적용여부를 결정하거나, 시간 영역의 CDM에 적용되는 OCC code의 종류를 제한할 수 있다.
예를 들어, 도 10의 (a) 예와 같이 길이 2에 해당하는 시간 영역의 CDM과 서로 다른 네 자원을 이용하는 FDM을 이용하여 8개의 DMRS 포트를 지원할 수 있다. 반면, 동일한 8개의 DMRS 포트를 지원하기 위해 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 길이 4에 해당하는 주파수 영역의 CDM과 서로 다른 두 자원을 이용하는 FDM으로 구성된 반복 패턴을 이용할 수 있다.
고주파 영역의 경우에는 위상 잡음의 영향으로 시간 영역의 CDM은 채널 추정 성능에 열화를 유발한다. 따라서, 고주파 영역의 경우에는 위에서 설명한 8 개의 DMRS 포트를 지원하는 두 가지 매핑 패턴 중에서 주파수 영역의 CDM 길이가 길고 이를 반복 시키는 패턴, 즉 도 10의 (c)에 도시된 패턴을 이용하여 위상 잡음의 영향을 추정하고 채널 추정 시에 이를 보상할 수 있다.
위의 예처럼 주파수 영역의 CDM 길이에 따라 시간 영역의 CDM 적용 여부가 달라지고 DMRS 매핑 패턴이 달라질 수 있다. 이처럼 주파수 영역의 CDM 길이를 기준으로 DMRS 매핑 패턴 및 시간 영역의 CDM 적용 여부를 기지국이 단말에게 설정할 수 있다.
반복 패턴을 이용하여 DMRS를 매핑하는 경우, 패턴의 반복 여부는 시간 영역의 CDM 온/오프로 나타내거나 CDM에 적용되는 OCC 코드의 제한으로 나타낼 수 있다.
예를 들면, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 주파수 영역으로 길이 3의 CDM이 적용되고, 시간 영역으로 길이 2의 CDM이 적용되는 경우, 시간 영역에서 사용되는 길이 2의 OCC 코드는 [+1, +1], [+1, -1]과 같을 수 있다.
이 경우, DMRS 패턴에서 다중화되는 포트의 수는 총 12포트가 될 수 있지만, 시간 영역의 OCC 코드를 하나만 사용하는 경우, 총 6 포트에 대한 다중화가 가능하다.
이때, OCC 코드 [+1, +1]만 사용하도록 제한을 하는 경우, 반복패턴을 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 주파수 영역에서 CDM 길이가 3인 경우, 시간 영역에서 길이 2의 OCC code를 이용하여 총 12 포트를 다중화할 수 있다.
이때, 도 13의 (b) 및 (c)와 같이 주파수 영역의 CDM 길이가 4이상인 경우, 시간 영역의 CDM을 오프하거나 OCC 코드의 종류를 한가지로 제한하여 반복 패턴을 사용하는 것과 동일한 효과를 발생시킬 수 있다.
이 경우, 기지국은 시간 영역에서의 CDM 적용여부 또는 CDM에 적용되는 OCC code의 종류에 대한 제한을 상위 계층 signaling(예를 들면, RRC, MAC CE 등) 또는 DCI 중 적어도 하나를 통해서 명시적으로 단말에게 알려줄 수 있다.
또는, 기지국은 주파수 영역의 CDM 길이를 상위 계층 signaling 또는 DCI 중 적어도 하나를 통해서 알려줄 수 있으며, 단말은 기지국으로부터 전송된 CDM 길이에 기초하여 시간 영역으로 CDM의 적용 여부 또는 CDM에 적용되는 OCC code의 제한을 인식할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로 기지국은 상위계층 signaling 또는 DCI를 통해서 시간 영역에서의 CDM 온/오프 여부 또는 시간영역에서 CDM에 적용되는 OCC 코드의 종류를 단말에게 알려줄 수 있다.
예를 들면, 기지국은 단말에게 직접적으로 phy 계층이나 DCI를 통해서 시간 영역에서의 OCC 길이를 알려줄 수 있다.
이 경우, 시간 영역 OCC code에 대한 제한이 없는 경우, 총 12포트를 지원해야 하지만, 제한이 있는 경우 총 6포트만 지원하게 되므로 나타낼 정보의 양이 줄어들 수 있다.
DCI로 이러한 정보를 알려주는 경우, 단말은 DMRS 패턴의 OCC 코드의 제한 여부를 인식할 수 있기 때문에 CPE 및 CFO를 추정한 뒤, 추정된 값을 보상한 DMRS를 수신할 수 있다.
만약, 기지국이 시간 영역에서의 CDM 온/오프 여부 또는 시간영역에서 CDM에 적용되는 OCC 코드의 종류를 단말에게 명시적으로 알려주지 않는 경우, 단말은 전송 주파수, 위상 잡음으로 인한 위상 오차의 추정을 위한 PTRS 전송 여부, MCS, 또는 계층의 수에 기초하여 시간 영역으로 다른 OCC 코드를 갖는 다른 단말과의 MU pairing 되지 않았다고 가정할 수 있다.
단말이 상기 제안된 가정을 만족하는 경우에 각각의 DMRS에 나타나는 CPE로 인한 DMRS 심볼간의 위상 차이를 보상한 후 연접하는 DMRS 심볼의 컴바이닝(combining)을 수행하는 수신 동작을 수행할 수 있다.
예를 들면, 단말이 mmWave 대역의 전송 주파수를 사용하고, MCS가 256QAM을 사용하는 경우, 연접하는 DMRS 심볼간 위상 차이를 보상 후에 연접하는 DMRS를 컴바이닝하는 과정을 수행할 수 있다.
상기 제안의 예와 같이 명시적인 시그널링 없는 경우에도 단말로 전달되는 다른 정보를 이용하여 기지국은 시간 영역으로 동일한 OCC 코드만을 사용하도록 스케줄링할 수 있다.
이 경우, 특정 환경에서 단말이 MU pairing되지 않는 상황도 가정하여 DMRS를 수신할 수 있도록 하여 위상 잡음으로 인한 열화를 방지하고 채널 추정을 수행할 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 복조 참조 신호를 생성하여 전송하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 14를 참조하면, 기지국은 의사 랜덤 시퀀스에 기초하여 참조 신호 시퀀스를 생성한다(S14010). 이때, 복조 참조 신호는 앞에서 살펴본 front-loaded DMRS일 수 있다.
이후, 기지국은 생성된 참조 신호 시퀀스를 특정 패턴에 따라 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 매핑한다(S14020). 이때, 기지국은 특정 패턴에 따라 생성된 참조 신호 시퀀스를 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 매핑할 수 있으며, 특정 패턴은 도 7 내지 도 13에서 설명한 패턴 중 하나일 수 있다.
특정 패턴은 상기 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정될 수 있다.
복조 참조 신호는 도 7 내지 도 13에서 살펴본 바와 같이 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 및/또는 시간 축으로 CDM을 통해서 다중화되어 매핑될 수 있다.
이때, 시간 축 상으로 적용되는 CDM을 제 1 CDM이라 하고, 주파수 축 상으로 적용되는 CDM을 제 2 CDM이라 한다.
이후, 기지국은 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼의 매핑에 기초하여 복조 참조 신호를 생성하고, 생성된 복조 참조 신호를 서로 다른 안테나 포트를 이용하여 단말로 전송한다(S14030, S14040).
이때, 복조 참조 신호 시퀀스는 동일한 시간 축 심볼 상에 매핑되어 각각 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 복조 참조 신호는 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 시간 축 심볼 상에 위치할 수 있다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 복조 참조 신호를 전송 받아 데이터를 디코딩하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 15를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 특정 패턴에 따라 설정된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)를 DMRS 심볼을 통해 기지국으로부터 수신한다(S15010).
상기 복조 참조 신호는 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 복조 참조 신호는 도 7 내지 도 13에서 살펴본 바와 같이 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 및/또는 시간 축으로 CDM을 통해서 다중화되어 매핑될 수 있다.
이때, 시간 축 상으로 적용되는 CDM을 제 1 CDM이라 하고, 주파수 축 상으로 적용되는 CDM을 제 2 CDM이라 한다.
특정 패턴은 도 7 내지 도 13에서 살펴본 패턴 중 하나일 수 있으며, 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정될 수 있다.
이후, 단말은 수신된 복조 참조 신호를 이용하여 데이터를 디코딩할 수 있다(S15020).
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
여기서, 상기 무선 장치는 기지국 및 단말일 수 있으며, 기지국은 매크로 기지국 및 스몰 기지국을 모두 포함한다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이, 기지국(1610) 및 UE(1620)는 통신부(송수신부, RF 유닛, 1613, 1623), 프로세서(1611, 1621) 및 메모리(1612, 1622)를 포함한다.
이외에도 상기 기지국 및 UE는 입력부 및 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 통신부(1613, 1623), 프로세서(1611, 1621), 입력부, 출력부 및 메모리(1612, 1622)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
통신부(송수신부 또는 RF유닛, 1613,1623)는 PHY 프로토콜(Physical Layer Protocol)로부터 만들어진 정보를 수신하면, 수신한 정보를 RF 스펙트럼(Radio-Frequency Spectrum)으로 옮기고, 필터링(Filtering), 증폭(Amplification) 등을 수행하여 안테나로 송신한다. 또한, 통신부는 안테나에서 수신되는 RF 신호(Radio Frequency Signal)을 PHY 프로토콜에서 처리 가능한 대역으로 옮기고, 필터링을 수행하는 기능을 한다.
그리고, 통신부는 이러한 송신과 수신 기능을 전환하기 위한 스위치(Switch) 기능도 포함할 수 있다.
프로세서(1611,1621)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다.
상기 프로세서는 제어부, controller, 제어 유닛, 컴퓨터 등으로 표현될 수도 있다.
메모리(1612,1622)는 프로세서와 연결되어, 상향링크 자원 할당 방법을 수행하기 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다.
프로세서(1611,1621)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 통신부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다.
모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
출력부(디스플레이부 또는 표시부)는 프로세서에 의해 제어되며, 키 입력부에서 발생되는 키 입력 신호 및 프로세서로부터의 각종 정보 신호와 함께, 상기 프로세서에서 출력되는 정보들을 출력한다.
나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 당업자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
본 명세서에 따른 참조 신호를 송수신하기 위한 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 명세서의 참조 신호를 송수신하기 위한 방법은 네트워크 디바이스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수가 있다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 RRC 연결 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 데이터를 디코딩(Decoding)을 수행하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 특정 패턴에 따라 설정된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)를 DMRS 심볼을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계,
    상기 복조 참조 신호는 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하고,
    상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 상으로 제 1 CDM(Code Division multiplexing) 또는 시간 축 상으로 제 2 CDM 중 적어도 하나를 이용하여 매핑되며,
    상기 특정 패턴은 상기 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정되고; 및
    상기 복조 참조 신호를 이용하여 상기 데이터를 디코딩하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호는 전송 계층의 수, 포트 인덱스, 랭크 또는 최대 전송 포트 수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호가 하나의 시간 축 심볼 상에 위치하는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 1 CDM을 이용하여 매핑되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호가 두개의 시간 축 심볼 상에 위치하는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 2 CDM을 이용하여 매핑되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 제 2 CDM의 적용 여부를 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 신호가 상기 제 2 CDM의 적용을 나타내는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 1 CDM 및 상기 제 2 CDM를 이용하여 매핑되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 CDM이 적용되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 제 1 CDM의 길이를 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 CDM의 적용 여부는 상기 제 1 CDM의 상기 길이에 따라 결정되는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호가 상기 제 1 CDM 및 제 2 CDM을 이용하여 매핑되는 경우, 상기 제 2 CDM에 적용되는 직교 커버 코드(Orthogonal Cover Code: OCC)의 타입은 상기 기지국에 의해서 적어도 하나의 타입으로 한정되는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    위상 추정을 위한 참조 신호(Phase Tacking Reference Signal:PTRS)가 전송되는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 상기 제 1 CDM(Code Division multiplexing)을 통해서 매핑되는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 데이터를 디코딩(Decoding)을 수행하는 단말에 있어서,
    외부와 무선 신호를 송신 및 수신하는 무선 유닛(Radio Frequency Unit); 및
    상기 무선 유닛과 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    기지국으로부터 특정 패턴에 따라 설정된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal: DMRS)를 DMRS 심볼을 통해 기지국으로부터 수신하되,
    상기 복조 참조 신호는 특정 안테나 포트 상에서 전송되며, 다른 안테나 포트 상에서 전송되는 적어도 하나의 다른 복조 참조 신호와 동일한 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하고,
    상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 주파수 축 상으로 제 1 CDM(Code Division multiplexing) 또는 시간 축 상으로 제 2 CDM 중 적어도 하나를 이용하여 매핑되며,
    상기 특정 패턴은 상기 복조 참조 신호가 전송되는 주파수 대역의 특성에 따라 결정되고,
    상기 복조 참조 신호를 이용하여 상기 데이터를 디코딩하는 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호는 전송 계층의 수, 포트 인덱스, 랭크 또는 최대 전송 포트 수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼 상에 위치하는 단말.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호가 하나의 시간 축 심볼 상에 위치하는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 1 CDM을 이용하여 매핑되는 단말.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호가 두개의 시간 축 심볼 상에 위치하는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 2 CDM을 이용하여 매핑되는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 기지국으로부터 상기 제 2 CDM의 적용 여부를 나타내는 신호를 수신하되,
    상기 신호가 상기 제 2 CDM의 적용을 나타내는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 제 1 CDM 및 상기 제 2 CDM를 이용하여 매핑되는 단말.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 CDM이 적용되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 제 1 CDM의 길이를 나타내는 신호를 수신하되,
    상기 제 2 CDM의 적용 여부는 상기 제 1 CDM의 상기 길이에 따라 결정되는 단말.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조 참조 신호가 상기 제 1 CDM 및 제 2 CDM을 이용하여 매핑되는 경우, 상기 제 2 CDM에 적용되는 직교 커버 코드(Orthogonal Cover Code: OCC)의 타입은 상기 기지국에 의해서 적어도 하나의 타입으로 한정되는 단말.
  16. 제 9 항에 있어서,
    위상 추정을 위한 참조 신호(Phase Tacking Reference Signal:PTRS)가 전송되는 경우, 상기 복조 참조 신호는 상기 하나 또는 두 개의 시간 축 심볼에 상기 제 1 CDM(Code Division multiplexing)을 통해서 매핑되는 방법.
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