KR102285852B1 - 전차원 다중입력 다중출력 이동통신 시스템에서 통신방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서의 실시 예에 따른 복수개의 안테나를 포함하는 단말에서 채널 상태 정보 송수신 방법은 기지국으로부터 제1차원에 대응하는 기준 신호를 수신하는 단계; 상기 제1차원에 대응하는 기준 신호를 기반으로 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하는 단계; 기 설정된 프리코딩 조합 정보를 기반으로 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하는 단계; 및 상기 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보 및 상기 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 기반으로 결정된 채널 상태 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다. 본 명세서의 실시 예에 따르면 복수개의 안테나를 포함하는 기지국 및 단말에서 프리코딩 정보와 채널 상태 정보를 정확히 송수신하며, 송수신시 발생하는 오버헤드를 줄일 수 있다.

Description

전차원 다중입력 다중출력 이동통신 시스템에서 통신방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATION IN FULL DIMENSION MIMO MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 명세서의 실시 예는 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access 등과 같은 다중 반송파(multi-carrier)를 이용하는 다중 접속 방식(multiple access scheme)을 적용한 무선 이동 통신 시스템에서 단말이 Hybrid MIMO 시스템으로 동작하기 위해서 channel quality (무선채널 상태)를 측정하고 기지국에게 통보하는 PMI 및 채널상태 정보의 송수신 방법에 대한 것이다.

현재의 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 이를 위해 3GPP, 3GPP2, 그리고 IEEE 등의 여러 표준화 단체에서 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 적용한 3세대 진화 이동통신 시스템 표준을 진행하고 있다. 최근 3GPP의Long Term Evolution (LTE), 3GPP2의 Ultra Mobile Broadband (UMB), 그리고 IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 바탕으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

LTE, UMB, 802.16m 등의 현존하는 3세대 진화 이동통신 시스템은 multi-carrier multiple access 방식을 기반으로 하고 있으며, 전송 효율을 개선하기 위해 Multiple Input Multiple Output (MIMO, 다중 안테나)를 적용하고 beam-forming (빔포밍), Adaptive Modulation and Coding (AMC, 적응 변조 및 부호) 방법과 channel sensitive scheduling(채널 감응 스케줄링) 방법 등의 다양한 기술을 이용하는 특징을 갖고 있다. 상기의 여러 가지 기술들은 channel quality 등에 따라 여러 안테나로부터 송신하는 전송 전력을 집중하거나 전송하는 데이터 양을 조절하고, channel quality가 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방법을 통해 전송 효율을 개선하여 시스템 용량 성능을 개선시킨다. 이러한 기법들은 대부분이 기지국(eNB: evolved Node B, BS: Base Station)과 단말(UE: User Equipment, MS: Mobile Station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, eNB 또는 UE은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이때 이용될 수 것이 Channel Status Indication reference signal (CSI-RS)다. 앞서 언급한 eNB는 일정한 장소에 위치한 하향링크(downlink) 송신 및 상향링크(uplink) 수신 장치를 의미하며 한 개의 eNB는 복수개의 cell에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 한 개의 이동통신 시스템에서 복수개의 eNB들이 지리적으로 분산되어 위치할 수 있으며 각각의 eNB는 복수개의 cell에 대한 송수신을 수행한다.

LTE/LTE-A 등 현존하는 3세대 및 4세대 이동통신 시스템은 데이터 전송률 및 시스템 용량의 확대를 위하여 복수개의 송수신 안테나를 이용하여 전송하는 MIMO 기술을 활용한다. 상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로써 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송할 수 있다. 이와 같이 복수개의 information stream을 공간적으로 분리하여 전송하는 것을 공간 다중화(spatial multiplexing) 라 한다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라진다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지를 해당 전송의 rank라 한다. LTE/LTE-A Release 11까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송수신 안테나가 각각 8개 있는 경우에 대한 spatial multiplexing을 지원하며 rank가 최대 8까지 지원된다. 반면 FD-MIMO 시스템은 기존 LTE/LTE-A MIMO 기술이 진화되어 8개 보다 많은 32개 또는 그 이상의 송신안테나가 이용되는 경우를 포함할 수 있다. 이와 같은 FD-MIMO 시스템에서 채널 상태를 전달하기 위한 방법 및 장치가 요구된다.

본 명세서의 실시 예의 목적은 FD-MIMO 송수신에서 개루프 MIMO와 폐루프 MIMO의 장점을 모두 보유하는 새로운 개념의 Hybrid MIMO를 위한 단말에서의 기준신호를 측정, 채널상태 정보 생성, 채널상태 정보의 송신하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 또한 기지국에서 단말로 기준신호를 전송하고 단말이 전송한 채널상태 정보를 수신하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 포함할 수 있다. .

본 명세서의 실시 예에 따른 복수개의 안테나를 포함하는 단말에서 채널 상태 정보 송수신 방법은 기지국으로부터 제1차원에 대응하는 기준 신호를 수신하는 단계; 상기 제1차원에 대응하는 기준 신호를 기반으로 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하는 단계; 기 설정된 프리코딩 조합 정보를 기반으로 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하는 단계; 및 상기 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보 및 상기 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 기반으로 결정된 채널 상태 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 다른 실시 예에 따른 복수개의 안테나를 포함하는 기지국에서 채널 상태 정보 송수신 방법은 단말로 제1차원에 대응하는 기준 신호를 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터 상기 제1차원에 대응하는 기준신호를 기반으로 결정된 채널 상태 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 단말은 상기 제1차원에 대응하는 기준 신호를 기반으로 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하고, 기 설정된 프리코딩 조합 정보를 기반으로 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하고, 상기 채널 상태 정보를 상기 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보 및 상기 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 기반으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 단말은 복수개의 안테나를 포함하고, 기지국과 신호를 송수신 하는 송수신부; 및 상기 송수신부를 제어하고, 기지국으로부터 제1차원에 대응하는 기준 신호를 수신하고, 상기 제1차원에 대응하는 기준 신호를 기반으로 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하고, 기 설정된 프리코딩 조합 정보를 기반으로 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하고, 상기 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보 및 상기 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 기반으로 결정된 채널 상태 정보를 상기 기지국에 전송하는 제어부를 포함한다.

본 명세서의 또 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국은 복수개의 안테나를 포함하고, 단말과 신호를 송수신 하는 송수신부;

상기 송수신부를 제어하고, 단말로 제1차원에 대응하는 기준 신호를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 제1차원에 대응하는 기준신호를 기반으로 결정된 채널 상태 정보를 수신하는 제어부를 포함하고, 상기 단말은 상기 제1차원에 대응하는 기준 신호를 기반으로 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하고, 기 설정된 프리코딩 조합 정보를 기반으로 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 결정하고, 상기 채널 상태 정보를 상기 제1차원에 대응하는 프리코딩 정보 및 상기 제2차원에 대응하는 프리코딩 정보를 기반으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 실시 예에 따르면 복수개의 안테나를 포함하는 기지국 및 단말에서 프리코딩 정보와 채널 상태 정보를 정확히 송수신하며, 송수신시 발생하는 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 1은 명세서의 실시 예에 따른 FD-MIMO 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 1 subframe 및 1 Resource Block(RB)의 무선자원을 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 실시 예에 따른 CSI-RS의 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 실시 예에 따른 단말이 2D-CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 것을 도시한 것이다.
도 5는 실시 예에 따른 단말이 복수개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 것을 도시한 것이다.
도 6은 실시 예에 따른 PMI_H에 해당하는 precoding을 개루프 MIMO로 할당하여 시간 및 주파수 자원에 따라 정의하는 것을 도시한 것이다.
도 7은 실시 예에 따른 PMI_V에 해당하는 precoding을 개루프 MIMO로 할당하여 시간 및 주파수 자원에 따라 정의하는 것을 도시한 것이다.
도 8은 실시 예에 따른 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1에 따라 단말이 RI_V, PMI_V 를 기지국에 전달 하는 것을 도시한 것이다
도 9는 실시 예에 따른 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2를 이용하여 단말이 RI_V, PMI_V 를 기지국에 전달 하는 것을 도시한 것이다.
도 10은 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 1을 가정한 예시를 도시한 것이다.
도 11은 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 2를 가정한 예시를 도시한 것이다.
도 12는 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 predcoding 정의 방법 3을 가정한 예시를 도시한 것이다.
도 13은 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 4를 가정한 예시를 도시한 것이다.
도 14는 실시 예에 따른 기지국과 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 5를 이용하여 복수개의 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 정의하기 위한 시간 및 주파수 자원을 사전에 정의하는 것의 예시를 도시한 것이다.
도 15는 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 1에 따라 시간 및 주파수 자원별로 PMI_H를 사전에 정의 하는 방법을 도시한 것이다.
도 16은 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 2에 따라 시간 및 주파수 자원별로 PMI_V를 사전에 정의 하는 방법을 도시한 것이다.
도 17은 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 3에 따라 각각의 단말 별로 각각 PMI_H, PMI_V를 사전에 정의하는 방법을 도시한 것이다.
도 18은 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 4에 따라 각각의 단말 별로 각각 PMI_V, PMI_H를 사전에 정의하는 방법을 도시한 것이다.
도 19는 실시 예에 따른 wideband 별 precoding 정의 방법 5를 이용하여 복수개의 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 정의하기 위한 시간 및 주파수 자원을 사전에 정의하는 것의 예시를 도시한 것이다.
도 20은 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 기지국이 동작을 도시한 것이다.
도 21은 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 22는 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 23은 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 24는 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 25는 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 26은 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 27은 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.
도 28은 본 명세서의 실시 예에 따라 FD-MIMO 시스템에서 기지국의 장치도를 도시한 것이다.
도 29는 본 명세서의 실시 예에 따라 FD-MIMO 시스템에서 단말의 장치도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이하 본 명세서의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 명세서의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 명세서의 실시 예의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 명세서의 실시 예의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

기준 신호(Reference signal)는 무선 이동 통신 시스템에서 채널의 세기나 왜곡, 간섭의 세기, 가우시안 잡음(Gaussian noise)과 같은 기지국과 사용자들 간의 채널의 상태를 측정하여 수신한 데이터 심볼(data symbol)의 복조(demodulation) 및 디코딩(decoding)을 돕기 위해 이용되는 신호다. 상기 기준 신호의 또 하나의 용도는 무선 채널상태의 측정이다. 수신기는 송신기가 약속된 전송전력으로 송신하는 기준 신호가 무선 채널을 거쳐 수신되는 수신세기를 측정함으로써 자신과 송신기 사이의 무선채널의 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이 판단된 무선채널의 상태는 수신기가 송신기에게 어떤 data rate을 요청할지 판단하는데 이용될 수 있다.

3GPP LTE/LTE-A 또는 IEEE 802.16m 등과 같은 최근의 3세대 진화 무선 이동 통신 시스템 표준에서는 multiple access 기법으로 OFDM(A) (orthogonal frequency division multiplexing (multiple access) )와 같은 다중 부반송파(subcarrier)를 이용한 다중 접속(multiple access) 기법을 주로 채택하고 있다. 상기 다중 subcarrier를 이용한 multiple access 기법을 적용한 무선 이동 통신 시스템의 경우, 기준 신호를 시간 및 주파수상에서 몇 개의 시간 심볼(symbol) 및 subcarrier에 위치하게 할 것인가에 따라 채널 추정(channel estimation) 및 측정(measurement) 성능에서 차이가 발생하게 된다. 뿐만 아니라, channel estimation 및 measurement 성능은 기준 신호에 얼마만큼의 전력이 할당되었는가에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 따라서, 더 많은 시간, 주파수 및 전력 등의 무선자원을 기준 신호에 할당하게 되면 channel estimation 및 measurement 성능이 향상되어 수신 data symbol의 demodulation 및 decoding 성능도 향상되며 채널 상태 측정의 정확도 역시 높아지게 된다.

그러나, 일반적인 이동통신 시스템의 경우 신호를 전송할 수 있는 시간, 주파수 및 송신전력 등 무선자원이 한정되어 있기 때문에 기준 신호에 많은 무선자원을 할당할 경우 데이터 신호(data signal)에 할당할 수 있는 무선자원이 상대적으로 감소한다. 이와 같은 이유로 기준 신호에 할당되는 무선자원은 시스템 용량(system throughput)을 고려하여 적절하게 결정되어야 한다. 특히 복수개의 안테나를 사용하여 송수신을 수행하는 MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 적용할 경우 기준 신호를 할당하고 이를 측정하는 것이 매우 중요한 기술적 사항이다.

이러한 MIMO 시스템은 송신 빔 패턴 형성 시 기준 신호를 통해 얻은 수신기 측의 채널 정보를 이용하여 시스템의 성능을 최적화하는 프리코딩(precoding)을 지정하는 PMI (Precoder Matrix Indicator) 를 송신할 수 있다. 수신기측이 이러한 PMI 정보를 송신하는지 여부에 따라 MIMO 시스템을 폐루프(Closed-Loop) MIMO 시스템 또는 개루프(Open-Loop) MIMO 시스템으로 나눌 수 있다.

폐루프(Closed-Loop) MIMO 시스템의 경우 단말은 기준 신호를 이용하여 채널의 정보를 파악하고 이를 통해 해당 채널의 특성을 파악한다. 이러한 채널 특성을 이용하여 현재 무선 채널에서 지원하는 precoder set 중에서 최적의 precoding을 골라 최적의 precoding을 구하고 PMI를 통해 기지국에 전송한다. 또한, 도출 된 precoding을 사용하였다는 가정 하에 현재 무선 채널을 가정하여 최대 데이터 전송률을 구하고 이를 CQI (Channel Quality Indicator)를 통해 기지국에 피드백 한다. 이러한 피드백을 받은 기지국은 해당 정보를 바탕으로 하여 단말에게 적절한 송수신 precoding을 이용하여 통신할 수 있다.

개루프(Open-Loop) MIMO 시스템의 경우 폐루프 MIMO 시스템과는 달리 수신기측이 PMI 정보를 송신기 측으로 전달하지 않는 대신에, 송신기와 수신기는 시간 및 주파수 자원에 따라 사용하는 precoding을 미리 결정하여 사용할 수 있다. 이 경우 수신기는 해당하는 precoding을 통하여 기준 신호를 수신하고, 이 결과를 이용하여 무선 채널의 질을 폐루프 MIMO 시스템과 마찬가지로 CQI를 통해 송신기 측에 전달하게 된다. CQI를 받은 기지국은 해당 정보를 바탕으로 하여 단말이 어떠한 방식으로 통신을 하여야 할 지를 결정한다.

일반적으로 폐루프 MIMO가 채널의 정보를 적응적으로 활용할 수 있어 개루프 MIMO에 비해 더 큰 시스템 성능을 보이는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이를 위해서는 PMI 와 같은 추가적인 overhead가 필요하며, 단말의 이동 속도가 매우 빠르거나 채널이 급변하는 상황에서는 간섭 신호의 빔 패턴이 시간에 따라 급변하는 dynamic interference에 의한 성능 손실도 발생할 수 있다.

반면, 개루프 MIMO 시스템의 경우 시스템 자체의 성능 효율성 자체는 폐루프 MIMO 시스템에 비하여 떨어지지만, dynamic interference의 영향이 적고 PMI 등을 위한 피드백 overhead가 적은 등의 장점이 있다.

앞에서 언급한 바와 같이 폐루프 MIMO와 개루프 MIMO 모두 각각의 장점이 있기 때문에, 3GPP LTE(-A) 또는 IEEE 802.16m 등과 같은 최근의 3세대 진화 무선 이동 통신 시스템 표준에서는 이를 선택적으로 이용할 수 있도록 지원하고 있다. 하지만, 다수의 송신안테나를 갖고 복수개의 기준 신호를 운용하는 FD-MIMO (Full Dimension-MIMO)와 같은 시스템에서 각각의 기준 신호들은 각각 폐루프 MIMO 혹은 개루프 MIMO 시스템을 선택적으로 운용 가능하다. 본 명세서의 실시 예에서 제안하는 Hybrid MIMO 시스템을 사용하는 기술 및 장치에서는 무선채널상태 정보를 단말이 효과적으로 측정하도록 복수개의 기준 신호를 이용한 채널상태 측정 방법이 이루어 질 때, 복수개의 기준 신호 중 일부는 개루프 MIMO 시스템으로 운용하기 위해서 미리 정의 된 PMI를 이용하여 운용하고 나머지 기준 신호 에서는 폐루프 MIMO 시스템으로 운용하기 위해서 최적의 PMI를 찾아 기지국에 상향 링크 제어 채널을 통하여 전달할 수 있다. 그리고, 개루프 MIMO 시스템에 해당하는 미리 정해진 PMI와 최적의 PMI를 조합하여 수평 및 수직방향의 precoding이 동시 적용되었다는 가정하에 생성된 단말 지원가능 데이터 전송률을 나타내는 CQI 정보 또한 기지국에 상향 링크 제어 채널을 통하여 전달하게 된다.

FD-MIMO 시스템은 수십 개 또는 그 이상의 송신 안테나를 활용하여 데이터를 송신하는 무선통신 시스템을 일컫는다.

도 1은 명세서의 실시 예에 따른 FD-MIMO 시스템을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 기지국(100) 송신 장비는 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나를 포함할 수 있으며, 상기 송신 안테나 중 하나 이상으로 무선 신호를 전송할 수 있다. 복수개의 송신안테나들은 식별 번호 110의 경우와 같이 서로 최소거리를 유지하도록 배치된다. 상기 최소거리의 한 예로는 송신되는 무선신호의 파장길이의 절반이다. 일반적으로 송신안테나 사이에 무선신호의 파장길이의 절반이 되는 거리가 유지되는 경우 각 송신안테나에서 전송되는 신호는 서로 상관도가 낮은 무선채널의 영향을 받게 된다. 일 예로 전송하는 무선신호의 대역이 2GHz일 경우 이 거리는 7.5cm가 되며 대역이 2GHz보다 높아지면 이 거리는 더 짧아질 수 있다.

상기 도 1에서 기지국(100)에 배치된 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나들은 한 개 또는 복수개의 단말에 식별번호 120 및 130 중 적어도 하나와 같이 신호를 전송하는데 활용된다. 실시 예에서 복수의 송신안테나에는 적절한 precoding이 적용되어 복수의 단말들에게로 동시에 송신할 수 있다. 이때 한 개의 단말은 1개 또는 그 이상의 information stream을 수신할 수 있다. 일반적으로 한 개의 단말이 수신할 수 있는 information stream의 개수는 단말이 보유하고 있는 수신안테나 수와 채널상황에 따라 결정된다.

상기 FD-MIMO system을 효과적으로 구현하기 위해서는 단말이 채널상황 및 간섭의 크기를 정확하게 측정하고 이를 이용하여 효과적인 채널상태 정보를 기지국으로 전송하여야 한다. 상기 채널상태 정보를 수신한 기지국은 이를 이용하여 하향링크의 송신과 관련하여 어떤 단말들에게 송신을 수행할지, 어떤 데이터 전송속도로 송신을 수행할지, 어떤 precoding을 적용할지 등을 결정할 수 있다. FD- MIMO 시스템의 경우 송신안테나 개수가 많은 관계로 종래의 LTE/LTE-A 시스템의 채널 상태 정보의 송수신 방법을 적용할 경우 상향링크로 많은 제어정보를 송신해야 하는 상향링크 오버헤드 문제가 발생할 수 있다.

이동통신 시스템에서 시간, 주파수, 그리고 전력 자원은 한정되어 있다. 그러므로 기준 신호에 더 많은 자원을 할당하게 되면 traffic channel (데이터 트래픽 채널) 전송에 할당할 수 있는 자원이 줄어들게 되어 전송되는 데이터의 절대적인 양이 줄어들 수 있다. 이와 같이 기준신호에 더 많은 자원을 할당할 경우 channel measurement 및 estimation의 성능은 개선되겠지만 전송될 수 있는 데이터의 절대량이 감소하므로 전체 시스템 용량 성능은 오히려 저하될 수 있다. 따라서, 전체 시스템 용량 측면에서 최적의 성능을 이끌어 낼 수 있도록 기준 신호를 위한 자원과 traffic channel 전송을 위한 신호의 자원 사이에 적절한 배분이 필요하다.

도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 1 subframe 및 1 Resource Block(RB)의 무선자원을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 도시된 무선자원은 시간축상에서 한 개의 subframe으로 이루어지며 주파수축상에서 한 개의 RB로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 subcarrier로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치 갖도록 한다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 2의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 RE (resource element)라 한다.

상기 도 2에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1. CRS (Cell Specific RS): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.

2. DMRS (Demodulation Reference Signal): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지 DMRS port에 해당하며 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다.

3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송됨

4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호를 채널상태를 측정하는데 이용됨. 한 개의 cell에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있음.

5. 기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송

상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국의 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 muting을 설정할 수 있다. 상기 muting은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 zero-power CSI-RS라고 불리기도 한다. Muting의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.

상기 도 2에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 전송하는 안테나포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE로 전송될 수 있다. 안테나포트수가 2개일 경우 상기 도 2에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면 muting의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, muting은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 muting의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.

두 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 CSI-RS는 시간축에서 연결된 두 개의 RE에서 각 안테나포트의 신호를 전송하며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분된다. 또한 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 추가로 두개의 안테나포트에 대한 신호를 전송한다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 마찬가지이다.

셀룰러 시스템에서 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준신호 (reference signal)을 전송해야 한다. 3GPP의 LTE-A (Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우 기지국이 전송하는 CRS 또는 CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal)를 이용하여 단말은 기지국과 자신 사이의 채널 상태를 측정한다. 실시 예에서 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함될 수 있다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭신호 및 열 잡음 등이 포함되며 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 한 예로 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개의 단말로 전송할 경우 단말은 기지국에서 수신된 기준신호에서 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지와 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하여 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되어 기지국으로 CQI의 형태로 통보되어 기지국이 하향링크로 단말에게 어떤 데이터 전송속도로 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.

LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백하는 것이다. LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보로는 크게 다음의 세가지 정보가 있다.

l RI (Rank Indicator): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 spatial layer의 개수

l PMI (Precoder Matrix Indicator): 단말이 현재의 채널상태에서 선호하는 precoding matrix에 대한 지시자

l CQI (Channel Quality Indicator): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate). CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 SINR, 최대의 오류정정 부호화율 (code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 있음.

상기 RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 한 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 precoding matrix는 rank별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값 X와 RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값 X는 다르게 해석이 된다. 또한 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 PMI와 X가 기지국에서 적용되었다는 가정을 한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 것은 rank를 RI_X로 하고 precoding을 PMI_Y로 할 때 CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 수신할 수 있다고 통보하는 것과 같다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식을 수행할 지를 가정하여 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.

일반적으로 FD-MIMO과 같이 송신 안테나의 개수가 많은 경우 이에 비례하는 CSI-RS를 전송해야 한다. 일례로 LTE/LTE-A에서 8개의 송신 안테나를 이용할 경우 기지국은 8-port에 해당하는 CSI-RS를 단말에게 전송하여 하향링크의 채널상태를 측정하도록 한다. 이때 기지국에서 8-port에 해당하는 CSI-RS를 전송하는데 한 개의 RB내에서 상기 도 2의 A, B와 같이 8개의 RE로 구성되는 무선자원을 이용해야 한다. 이와 같은 LTE/LTE-A 방식의 CSI-RS 전송을 FD-MIMO에 적용하는 경우 송신안테나 수에 비례하는 무선자원이 CSI-RS에 할당되어야 한다. 즉, 기지국의 송신안테나가 128개일 경우 기지국은 한 개의 RB내에서 총 128개의 RE를 이용하여 CSI-RS를 전송해야 한다. 이와 같은 CSI-RS 전송 방식은 과다한 무선자원을 필요로 하기 때문에 무선데이터 송수신에 필요한 무선자원을 감소시키는 역효과가 있다.

FD-MIMO와 같이 많은 수의 송신 안테나를 갖는 기지국에서는 CSI-RS를 전송하는데 다음과 같은 방법이 있다.

- CSI-RS 전송 방법 1: CSI-RS에 안테나 수만큼의 무선자원을 할당하여 전송하는 방법

- CSI-RS 전송 방법 2: CSI-RS를 복수개의 차원으로 분리하여 전송하는 방법

- CSI-RS 전송 방법 3: CSI-RS를 복수개의 차원으로 분리하고 각각의 CSI-RS에 precoding을 적용하여 precoded RS를 전송하는 방법

CSI-RS 전송 방법 1은 해당 기지국이 보유하는 안테나 수만큼의 CSI-RS 자원을 할당하여 기지국과 단말 간의 채널의 상태를 파악하는 방법이다. 상기 방법은 모든 안테나들에 해당하는 정보를 정확하게 파악할 수 있다는 장점이 있으나, 안테나 수가 늘어날 수록 많은 자원의 할당이 필요하다. 또한, 도 2에서 파악할 수 있듯이 CSI-RS 자원은 한정되어 있어 안테나 수가 많아질수록 CSI-RS를 전송하기 위한 자원이 비례하여 늘어나게 되고 이에 따른 overhead가 커질 수 있다.

도 3a는 CSI-RS 전송 방법 2를 이용하여 기지국이 단말에게 CSI-RS 전송하는 것을 도시한 도면이다.

도 3a를 참조하면, CSI-RS 전송방법 2에 따른 FD-MIMO를 운영하는 기지국은 총 32개의 안테나로 구성될 수 있다. 이 중 16개의 안테나들(A0,…,A3, B0,…,B3, C0,…,C3, D0,…,D3)은 X축 양의 방향에 대하여 제1의 각을 이루고 배치되어 있으며, 나머지 16개의 안테나들(E0,…,E3, F0,…,F3, G0,…,G3, H0,…,H3)은 X축 양의 방향에 대하여 제2의 각을 이루고 배치될 수 있다. 실시 예에서 제1의 각은 35° 내지 55°일 수 있으며, 보다 구체적으로 45°일 수 있다. 또한 실시 예에서 제2의 각은 -35° 내지 -55°일 수 있으며, 보다 구체적으로 -45°일 수 있다.

이렇게 전체 N개의 안테나 중 N/2개와 나머지 N/2개가 같은 위치에서 서로 90의 각을 이루며 배치되어 있는 안테나 형상을 XPOL이라고 부른다. XPOL은 작은 공간에 여러 개의 안테나를 배치하여 큰 안테나 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다.

상기 도 3a에서 식별번호 300의 32개의 안테나는 각각 A0,..,A3, B0,..,B3, C0,..,C3, D0,..,D3, E0,..,E3, F0,..,F3, G0,..,G3, H0,..., H3으로 표시되어 있다. 상기 도 3a의 32개의 안테나는 두 종류의 CSI-RS를 전송할 수 있다.

먼저, 수평방향의 채널 상태를 측정하게 하는 H-CSI-RS는 다음의 8개 안테나포트를 포함할 수 있다.

-H-CSI-RS port 0: 안테나 A3의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 1: 안테나 B3의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 2: 안테나 C3의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 3: 안테나 D3의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 4: 안테나 E3 의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 5: 안테나 F3의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 6: 안테나 G3의 송신 신호로 이루어짐

-H-CSI-RS port 7: 안테나 H3의 송신 신호로 이루어짐

상기에서 복수개의 안테나가 합쳐서 한 개의 CSI-RS port를 생성하는 것은 안테나 가상화(antenna virtualization)를 의미하는 것으로 일반적으로 복수 안테나의 선형적 결합을 통하여 이루어질 수 있다.

또한 수직방향의 채널 상태를 측정하게 하는 V-CSI-RS는 다음의 4개 안테나포트를 포함할 수 있다.

-V-CSI-RS port 0: 안테나 A0의 송신 신호로 이루어짐

-V-CSI-RS port 1: 안테나 A1의 송신 신호로 이루어짐

-V-CSI-RS port 2: 안테나 A2의 송신 신호로 이루어짐

-V-CSI-RS port 3: 안테나 A3의 송신 신호로 이루어짐

상기와 같이 복수개의 안테나가 이차원으로 M×N (수직방향×수평방향)으로 배열된 경우 N개의 수평방향의 CSI-RS port와 M개의 수직방향의 CSI-RS port를 이용하여 FD-MIMO의 채널을 측정할 수 있다. 즉, 두 종류의 CSI-RS를 이용할 경우 M×N개의 송신안테나를 위하여 M+N개의 CSI-RS port를 활용하여 채널상태 정보를 파악할 수 있게 된다. 이와 같이 더 적은 수의 CSI-RS port수를 이용하여 더 많은 수의 송신안테나에 대한 정보를 파악하게 하는 것은 CSI-RS 오버헤드를 줄이는데 이점이 있다.

상기와 같이 CSI-RS 전송방법 2를 사용하여 CSI-RS를 전송할 경우 CSI-RS를 CSI-RS 전송방법 1과 대비하여 CSI-RS 전송 및 채널 상태 정보 보고를 위한 오버헤드가 줄어드나, CSI-RS가 전송되지 않는 안테나에 대한 정확한 채널 정보에 대해서는 파악할 수 없으며, 이후에 설명할 Kronecker product 등의 방법으로 추정이 필요할 수 있다.

도 3b는 실시 예에 따른 CSI-RS 전송 방법 3을 이용하여 기지국이 단말에게 CSI-RS 전송하는 것을 도시한 도면이다.

식별번호 340의 32개의 안테나는 한 개의 Two-dimensional CSI-RS로 전송되며, 모든 수평과 수직방향의 안테나의 채널 상태를 측정하게 하는 2D-CSI-RS는 상기에 표시된 32개의 안테나포트로 구성될 수 있다. 각각의 안테나포트에 cell ID 등을 통해 정해지는 sequence를 적용하여 송신할 경우 CSI-RS 전송 방법 1에 해당하며, 전송 방법 1의 sequence에 precoding을 적용하여 송신할 수도 있다. 이와 같은 방법은 안테나 별로 무선 자원을 모두 할당하게 되어 채널 정보에 대한 정확도를 높일 수 있으나, 상대적으로 제어 정보나 데이터를 위한 무선자원을 많이 사용하여 자원 효율면에서는 효과적이지 못할 수 있다.

상기 도 3b의 식별번호 350 및 360은 CSI-RS 전송 방법 3을 이용하여 채널 정보에 대한 정확도를 상대적으로 낮게 가져가더라도 상대적으로 적은 수의 무선 자원을 할당하면서 단말로 하여금 많은 수의 송신안테나에 대한 채널측정을 가능하게 하는 방법이다. 상기에서 설명한 CSI-RS 전송 방법 2와 마찬가지로 이는 전체의 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS를 N개의 차원으로 분리하여 전송하는 방법으로 한 예로 기지국의 송신안테나가 상기 도 1과 같이 2차원에 배열되어 있을 경우 CSI-RS를 2개의 차원으로 분리하여 전송하는 것이다. 이 때, 한 개의 CSI-RS는 수평방향의 채널 정보를 측정하게 하는 Horizontal CSI-RS로 운영하고 다른 하나의 CSI-RS는 수직방향의 채널 정보를 측정하게 하는 Vertical CSI-RS로 운영하는 것이다. 다만, 상기의 CSI-RS 전송 방법 2와 다른 점은 CSI-RS 전송 방법 2의 경우 하나의 CSI-RS에 하나의 안테나 포트에 해당하는 신호만이 포함되었다면, CSI-RS 전송 방법 3의 경우 하나의 CSI-RS에 복수 개의 안테나 포트에 해당하는 신호가 포함된다. 복수개의 안테나 포트간의 관계가 안테나가 해당하는 수평 혹은 수직 방향에 해당하는 프리코딩(precoding)에 의해 결합되어 하나의 CSI-RS 전송 자원을 통해 송신되게 되면 단말은 해당 CSI-RS에 복수개의 안테나에 대한 정보를 한 번에 파악할 수 있다. 이 때, 수평방향의 채널 상태를 측정하게 하는 H-CSI-RS는 다음의 8개 안테나포트로 구성된다.

- H-CSI-RS port 0: 안테나 A0, A1, A2, A3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 1: 안테나 B0, B1, B2, B3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 2: 안테나 C0, C1, C2, C3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 3: 안테나 D0, D1, D2, D3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 4: 안테나 E0, E1, E2, E3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 5: 안테나 F0, F1, F2, F3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 6: 안테나 G0, G1, G2, G3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 7: 안테나 H0, H1, H2, H3이 합쳐져서 이루어짐

상기에서 복수개의 안테나가 합쳐서 한 개의 CSI-RS port를 생성하는 것은 안테나 가상화(antenna virtualization)를 의미하는 것으로 일반적으로 복수 안테나의 선형적 결합을 통하여 이루어진다. 또한 수직방향의 채널 상태를 측정하게 하는 V-CSI-RS는 다음의 4개 안테나포트로 구성된다.

- V-CSI-RS port 0: 안테나 A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0이 합쳐져서 이루어짐

- V-CSI-RS port 1: 안테나 A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1, H1이 합쳐져서 이루어짐

- V-CSI-RS port 2: 안테나 A2, B2, C2, D2, E2, F2, G2, H2가 합쳐져서 이루어짐

- V-CSI-RS port 3: 안테나 A3, B3, C3, D3, E3, F3, G3, H3이 합쳐져서 이루어짐

상기와 같이 복수개의 안테나가 이차원으로 M×N (수직방향×수평방향)으로 배열된 경우 N개의 수평방향의 CSI-RS port와 M개의 수직방향의 CSI-RS port를 이용하여 FD-MIMO의 채널을 측정할 수 있다. 즉, 두 개의 CSI-RS를 이용할 경우 M×N개의 송신안테나를 위하여 M+N개의 CSI-RS port를 활용하여 채널상태 정보를 파악할 수 있게 된다. 이와 같이 더 적은 수의 CSI-RS port수를 이용하여 더 많은 수의 송신안테나에 대한 정보를 파악하게 하는 것은 CSI-RS 오버헤드를 줄일 수 있다. 복수개의 안테나를 하나의 CSI-RS port로 합치기 위한 프리코딩은 cell ID 혹은 CSI-RS RNTI, 심볼 인덱스(symbol index), 서브 프레임 인덱스(subframe index), 프레임 인덱스 (frame index) 등을 통해 정해지는 sequence일 수도 있다. 상기 도 3a 와 3b에서 32개의 송신안테나는 8개의 H-CSI-RS port와 4개의 V-CSI-RS port로 할당되어 전송됨으로써 단말에게 FD-MIMO 시스템의 무선채널을 측정케 한다. 상기에서 H-CSI-RS는 식별번호 320, 360과 같이 단말이 단말과 기지국 송신안테나 사이의 수평각에 대한 정보를 측정케하는 반면 V-CSI-RS는 식별번호 330, 370과 같이 단말이 단말과 기지국 송신안테나 사이의 수직각에 대한 정보를 측정할 수 있다

본 명세서의 실시 예를 설명하는데 다음의 약어들이 이용될 수 있다.

- RI_H: 2D-CSI-RS에 수직 방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank를 단말이 기지국에 통보한 rank indicator

- RI_V: 2D-CSI-RS에 수평 방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank를 단말이 기지국에 통보한 rank indicator

- PMI_H: 2D-CSI-RS에 수직 방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널을 기반으로 하여 최적의 precoding을 구하여 단말이 기지국에 통보한 precoding matrix indicator

- PMI_V: 2D-CSI-RS에 수평 방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널을 기반으로 하여 최적의 precoding을 구하여 단말이 기지국에 통보한 precoding matrix indicator

- CQI_H: 수평방향의 precoding만이 적용되었다는 가정하에 생성된 단말 지원가능 데이터 전송률

- CQI_V: 수직방향의 precoding만이 적용되었다는 가정하에 생성된 단말 지원가능 데이터 전송률

- CQI_HV: 수평 및 수직방향의 precoding이 동시 적용되었다는 가정하에 생성된 단말 지원가능 데이터 전송률

본 명세서의 실시 예에서는 수평방향의 채널 상태 정보 및 수평방향의 채널 상태 정보로 설명하지만 다른 실시 예에서는 채널상태 정보1 및 채널상태 정보2 등의 일반적인 용어로도 설명될 수 있다.

상기 도 3과 같이 전송된 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 기반으로, 단말은 RI, PMI, CQI를 기지국에 전송함으로써 FD-MIMO 시스템의 무선채널을 기지국으로 통보할 수 있다.

도 4는 단말이 2D-CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 것을 도시화한 것이다.

도 4를 참조하면, 도면 상에서 화살표는 한 종류의 채널상태 정보가 다른 종류의 채널상태 정보를 해석하는데 어떻게 연관되어 있는지를 나타낸다.

즉, RI_V (400)에서 시작한 화살표가 PMI_V (410)에서 종료하는 것은 RI_V (400)의 값에 따라 PMI_V의 해석이 달라진다는 것을 의미한다.

상기 도 4에서 단말은 2D-CSI-RS를 측정하여 feedback 1과 같은 채널 상태 정보를 기지국에 송신한다. 또한 상기 단말은 이 때 얻은 최적의 vertical precoding에 대한 정보를 이용하여 수평에 해당하는 채널 정보를 얻어내고 RI_H(430)과 같은 rank를 구한 후 수평방향에 해당하는 최적의 precoding PMI_H(440)를 구하고, 이후 CQI_H(450)을 포함하는 feedback 2와 같은 채널 상태 정보를 기지국에 송신한다.

실시 예에서 RI, PMI 및 CQI 중 적어도 두 개는 서로 연관성을 가지며 전송될 수 있다. 즉, feedback 1의 경우 RI_V(400)는 이후 전송되는 PMI_V(410)가 어떤 rank의 precoding matrix를 가리키는지를 나타낸다. 또한 CQI_V(420)는 기지국이 RI_V(400)가 지정하는 rank로 단말에 신호를 전송할 때, 상기 신호 전송에 PMI_V(410)가 지정하는 해당 rank의 precoding matrix를 적용할 경우 단말이 수신 가능한 데이터 전송속도 또는 그에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.

실시 예에서 Feedback 2의 경우도 feedback 1과 마찬가지로 RI, PMI 및 CQI 중 적어도 두 개의 값이 서로 연관성을 가지며 전송된다.

도 5는 실시 예에 따른 단말이 복수개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 것을 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 단말은 V-CSI-RS를 측정하여 feedback 1과 같은 채널 상태 정보를 기지국에 송신한다. 또한 상기 단말은 H-CSI-RS를 측정하여 feedback 2와 같은 채널 상태 정보를 상기 기지국에 송신한다.

실시 예에서 RI, PMI, CQI는 서로 연관성을 가지며 전송될 수 있다. 즉, feedback 1의 경우 RI_V(500)는 이후 전송되는 PMI_V(510)가 어떤 rank의 precoding matrix를 가리키는지를 나타낼 수 있다. 또한 CQI_V(520)는 기지국이 RI_V(500)가 지정하는 rank로 신호를 단말에 전송할 때 PMI_V(510)가 지정하는 해당 rank의 precoding matrix를 적용할 경우, 단말이 수신 가능한 데이터 전송속도 또는 그에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.

Feedback 2의 경우도 feedback 1과 마찬가지로 RI, PMI, CQI가 서로 연관성을 가지며 전송된다.

상기 도 4 그리고 5와 같이 FD-MIMO 기지국의 복수개의 송신안테나를 위하여 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 feedback을 설정하여 단말로 하여금 채널 상태정보를 기지국으로 보고하게 하는 것은 FD-MIMO를 위한 한가지의 채널 상태정보 보고방법일 수 있다. 이와 같은 방법은 FD-MIMO를 위한 채널상태 정보를 단말에서 생성하고 보고하는데 추가적인 구현이 필요 없다는 장점이 존재한다. 반면 상기 도 4와 같은 방법의 채널 상태정보 보고 방법을 이용할 경우 FD-MIMO 시스템의 성능을 충분히 얻지 못하는 단점이 있다. FD-MIMO 시스템의 성능을 충분히 얻지 못하는 것은 상기 도 4와 같이 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 feedback을 설정하여 단말로 하여금 채널 상태정보를 기지국으로 보고하게 하는 것만으로는 FD-MIMO가 적용되었을 경우의 precoding을 가정한 CQI를 단말이 올려 보내지 않기 때문이다.

FD-MIMO 시스템에서 복수개의 송신안테나가 상기 도 3에서와 같이 2차원으로 배열될 경우 단말에게 전송되는 신호 수직 방향 및 수평 방향의 precoding이 모두 적용되어 전송된다. 즉, 단말은 상기 도 4와 5의 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding중 한가지만 적용된 신호를 수신하는 것이 아니라 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding이 동시에 적용된 신호를 수신하게 된다.

상기 도 4와 5에서와 같이 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding이 따로 적용된 경우의 CQI_H, CQI_V만을 기지국에 보고할 경우 기지국은 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI를 단말에게 받지 못하고 자체적으로 판단해야 한다. 이와 같이 기지국이 수직 및 수평 방향의 precoding이 각각 적용된 경우의 CQI들을 기반으로 수직 및 수평 방향의 precoding이 모두 적용된 경우의 CQI 판단를 임의로 판단하는 것은 시스템의 성능을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.

복수개의 precoding이 적용된 경우의 CQI를 어떻게 결정할지에 대한 정의가 필요하다. 한 개의 precoding만이 적용되었을 경우의 CQI를 계산할 경우 단말은 자신이 통보한 RI와 PMI에 의하여 지정되는 precoding이 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI를 계산한다. 하지만 상기 CQI_HV의 경우 단말은 두 개의 precoding이 동시에 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI를 계산할 수 있다. 이 때 단말이 동시에 두 개의 precoding이 적용되는 것을 다양한 방법으로 해석할 수 있으며, Kronecker product는 그러한 해석 방법 중 하나가 될 수 있다. Kronecker product는 다음과 같이 두개의 matrix에 대하여 정의된다.

상기 수학식 1에서 A와 B는 각각 PMI_H와 PMI_V가 지정하는 precoding matrix로 대체함으로써 두개의 precoding이 동시 적용되었을 경우의 precoding을 얻을 수 있다. 단말은 CQI_HV(550)를 계산할 때 상기 수학식을 PMI_H와 PMI_V가 지정하는 precoding matrix에 적용하여 얻어지는 precoding이 하향링크에 적용되었다고 가정하고 CQI를 계산할 수 있다.

상기 수학식 1의 Kronecker product를 이용하여 두 개의 precoding이 동시 적용되었을 경우의 precoding을 얻기 위해서는 단말이 통보하는 rank에 따라 다른 동작이 단말과 기지국에서 필요하다.

MIMO 시스템은 송신 빔 패턴 형성 시 수신기 측의 PMI 정보를 이용하는지 여부에 따라 폐루프 MIMO 시스템 및 개루프 MIMO 시스템으로 나눌 수 있다.

폐루프 MIMO 시스템의 경우 단말은 CSI-RS를 이용하여 채널의 정보를 파악하고 이를 통해 해당 채널의 rank를 구하여 RI를 통해 기지국에 통보하게 된다. 또한 단말은 이렇게 정해진 rank에 해당되는 precoder set 중에서 최적의 precoding을 선택하여, 선택된 precoding에 대응하는 PMI를 기지국에 전달할 수 있다. 또한, 단말은 상기 최적의 precoding이 적용됨을 가정하여 구한 현재 채널을 바탕으로 단말이 지원 가능한 전송률을 CQI를 통해 기지국에 피드백 한다. 이러한 피드백을 받은 기지국은 해당 정보를 바탕으로 하여 단말에게 적절한 송수신 precoding을 이용하여 통신하도록 지정하게 된다.

이에 반해 개루프 MIMO 시스템의 경우 폐루프 MIMO 시스템과는 달리 수신기 측이 PMI 정보를 송신기 측으로 전달하지 않는다. 대신, 개루프 MIMO 시스템의 수신기는 시간 및 주파수 자원에 따라 CQI를 생성할 때 해당 시간 및 주파수 공간에 대하여 가정할 precoding으로 표준에 명시된 방식 또는 상위 시그널링에 의해 사전 설정된 precoding을 가정하여 지원 가능한 전송률을 구하고, 이를 CQI를 통해 송신기 측에 전달하게 된다. 수신기로부터 CQI를 받은 송신기는 해당 정보를 바탕으로 하여 단말이 어떠한 방식으로 통신을 하여야 할 지를 결정한다.

일반적으로 폐루프 MIMO가 채널의 정보를 적응적으로 활용할 수 있어 개루프 MIMO에 비해 더 큰 시스템 성능을 보이는 것으로 알려져 있다. 이는 폐루프 MIMO의 경우 단말이 선호하는 precoding을 선택하여 기지국에 통보하는 과정이 있는 반면, 개루프 MIMO의 경우 이러한 과정이 존재하지 않아 기지국이 단말에게 전송할 때마다 단말이 선호하는 precoding을 적용하기 어렵기 때문이다. 그러나, 폐루프 MIMO를 통한 신호 송수신을 위해서는 단말이 기지국에 PMI를 전송하는 것과 같은 추가적인 overhead가 필요하다. 또한 폐루프 MIMO를 이용하여 신호를 송수신 하는 경우, 단말의 이동 속도가 매우 빠르거나 채널이 급변하는 상황에서는 간섭 신호의 빔 패턴이 시간에 따라 급변하게 되어 간섭 신호의 변화에 의한 성능 손실도 발생할 수 있다. 이러한 간섭을 dynamic interference라 한다.

반면, 개루프 MIMO 시스템의 경우 시스템 자체의 성능 효율성 자체는 폐루프 MIMO 시스템에 비하여 떨어지지만, dynamic interference의 영향이 적고 PMI 등을 위한 피드백 overhead가 적은 등의 장점이 있다. 이와 같은 PMI를 위한 피드백 overhead는 기지국의 안테나수가 많아지는 FD-MIMO에서 특히 중요하게 작용하게 된다. 기지국의 송신 안테나가 많아질수록 이에 대하여 단말이 선호하는 precoding을 통보하기 위한 PMI를 구성하는 비트수가 증가해야 하기 때문이다.

본 명세서의 실시 예에서는 개루프 MIMO에 해당하는 precoding의 경우 precoding 지정과 함께 대응되는 rank와 관련된 정보도 함께 지정되어 기지국과 단말이 공유하였다고 가정할 수 있다. 따라서, 단말은 폐루프 MIMO에 해당하는 채널에 대한 RI를 기지국에 상향 링크 제어 신호를 통해 통보하며, 기지국은 이를 통해 해당 precoding의 rank를 파악할 수 있다.

상기에서 언급한 바와 같이 FD-MIMO 시스템에서 CSI-RS는 다양한 방법으로 운용 될 수 있다. 상기 CSI-RS를 운용하는 방법은 모든 안테나에 CSI-RS를 할당하는 방법과 무선자원 사용을 절감하기 위하여 많은 수의 송신안테나를 효과적으로 측정할 수 있는 복수개의 CSI-RS를 단말에게 측정하게 하는 것을 포함한다.

모든 안테나에 2D-CSI-RS가 할당 되었을 경우 2D-CSI-RS는 복수개의 차원(dimesnsion)을 가진 채널에 1D precoding을 적용하여 1D 채널을 만들어 낼 수 있다. 복수개의 CSI-RS를 단말에게 측정하게 할 경우 각 CSI-RS는 한 개의 무선채널을 측정하기 위한 복수개의 dimension 중 한 개에 대한 채널상태를 단말이 측정하는데 활용될 수 있다. 이는 송신안테나마다 고유의 CSI-RS port를 할당하는 것과 비교하여 CSI-RS의 전송에 상대적으로 적은 무선자원을 필요로 한다.

한 예로 직사각형으로 배치된 FD-MIMO 시스템의 송신안테나에 대해서 수직 및 수평 방향의 두 개의 CSI-RS를 운용함으로써 단말에게 효과적인 채널상태 측정을 가능케 한다.

본 명세서의 실시 예에서는 다수의 송신안테나를 갖고 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 운용하는 FD-MIMO와 같은 시스템에서 각각의 CSI-RS를 각각 폐루프 MIMO 및 개루프 MIMO 시스템 중 하나 이상을 선택적으로 운용 하는 것을 제안 한다.

또한 본 명세서의 실시 예에서 제안하는 Hybrid MIMO 시스템을 사용하는 기술 및 장치에서는 무선채널상태 정보를 단말이 효과적으로 측정하도록 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 이용한 채널상태 측정 방법이 이루어 질 때, 2D-CSI-RS를 기반으로 만들어진 1D 채널 혹은 복수개의 CSI-RS 중 일부를 기반으로 도출한 1D 채널을 개루프 MIMO 시스템으로 운용하기 위해서 미리 정해진 PMI를 이용하여 운용하고 나머지 CSI-RS에서는 폐루프 MIMO 시스템으로 운용하기 위해서 최적의 PMI를 찾아 기지국에 상향 링크 제어 채널을 통하여 전달한다. 그리고, 개루프 MIMO 시스템에 해당하는 미리 정해진 precoding과 폐루프 MIMO 시스템에 해당하는 최적의 precoding 이 동시 적용되었다는 가정하에 생성된 단말 지원가능 데이터 전송률을 나타내는 CQI_HV 또한 기지국에 상향 링크 제어 채널을 통하여 전달할 수 있다. 본 명세서 전반 에서 이와 같은 MIMO 송수신 방법을 Hybrid MIMO라고 칭할 수 있다.

2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 운용하고 Hybrid MIMO 시스템을 지원하는 FD-MIMO와 같은 시스템에서 각각의 CSI-RS를 개루프로 동작할 것인지 폐루프로 동작할 것인지는 다음 중 하나 이상의 방법을 이용하여 기지국이 단말에 통보할 수 있다.

-개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 CSI-RS 정의 방법 1: 2D-CSI-RS에서 하나의 차원의 CSI-RS port 수가 1일 때, 해당 CSI-RS에 해당하는 차원(수직 혹은 수평)은 개루프로 동작한다. 실시 예에 따라 CSI-RS의 포트 수는 달라질 수 있으나 특정 CSI-RS의 수가 기 설정된 값일 경우 해당 CSI-RS에 해당하는 차원의 피드백 방법을 결정할 수 있다.

-개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 CSI-RS 정의 방법 2: 해당 CSI-RS에서 PMI/RI reporting이 설정되어 있지 않을 경우, 해당 CSI-RS에 해당하는 차원(수직 혹은 수평)은 개루프로 동작한다.

-개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 CSI-RS 정의 방법 3: 해당 CSI-RS에서 개루프로 동작할 지 폐루프로 동작할 지에 대하여 상위 시그널링을 이용하여 설정하고 그 설정에 따라 개루프 혹은 폐루프로 동작한다.

개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 CSI-RS 정의 방법 2의 경우 현재 Rel. 10 LTE 시스템에서 전송 모드(transmission mode) 8, 9, 10의 경우에 PMI와 RI를 전송하지 않고 동작하는 모드를 기지국이 설정할 수 있게 되어있으며, 이를 이용할 경우 각각의 차원을 효율적으로 개루프 혹은 폐루프 시스템으로 동작하도록 설정할 수 있다.

상기에서 언급한 바와 같이 Hybrid MIMO 시스템을 사용하는 통신 시스템에서 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 상태의 precoding에 대해서 단말은 기지국에 RI와 CQI만을 피드백 한다. 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding을 정의하는 방법은 다음 중 하나 이상의 방법을 포함할 수 있다.

- 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding 정의 방법 1: 하나의 precoding을 시간 및 주파수 자원에 따라 정의.

- 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding 정의 방법 2: 복수개의 precoding들을 집합으로 시간 및 주파수 자원에 따라 정의.

기본적으로 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding 정의 방법 1과 2는 폐루프 MIMO 및 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding이 동시 적용되었다는 가정하에 생성된 단말 지원가능 데이터 전송률을 나타내는 CQI_HV 를 전송하여 동작하는 것은 동일하다. 하지만, 단말이 지원 가능 데이터 전송CQI_HV 에 적용하는 최적의 precoding 도출 방법과 기지국이 단말이 전송한 폐루프 MIMO로 동작하는 precoding을 전달한 PMI에 따라 CQI_HV 에 사용된 개루프 precoding를 결정하는 절차가 달라질 수 있다.

실시 예에서 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding 정의 방법 1에 따라 동작하는 경우 다음과 같이 precoding을 시간 및 주파수 자원에 따라 정의할 수 있다.

- 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1: PMI_H에 해당하는 precoding을 개루프 MIMO로 할당하여 시간 및 주파수 자원에 따라 정의.

- 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2: PMI_V에 해당하는 precoding을 개루프 MIMO로 할당하여 시간 및 주파수 자원에 따라 정의.

도 6은 실시 예에 따른 PMIH에 해당하는 precoding을 개루프 MIMO로 할당하여 시간 및 주파수 자원에 따라 정의하는 것을 도시한 것이다. 보다 구체적으로 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1에 따라 시간 및 주파수 자원에서 사용되는 PMI_H(640, 690)에 해당하는 precoding이 개루프 MIMO 시스템 가정에 의해 정의되어 있을 때 단말이 이러한 가정 하에 각각 최적의 precoding을 구하고, 이에 따라 폐루프 MIMO 시스템 가정에 해당하는 PMI_V(610, 660) 와 복합 채널의 최대 데이터 전송률인 CQI_HV(620, 670)를 기지국에 전송하는 것을 예시한 것이다.

상기 도 6에서 UE Feedback은 단말이 기지국에 전송하는 신호에 포함되는 정보를 의미하는 것이며, Assumption은 단말이 기지국에 전송하지는 않으나 사전에 이루어진 정의에 의해서 기지국과 단말이 상호 인지하고 있는 정보를 의미하는 것이다.

상기 도 6에서 단말은 2D-CSI-RS 혹은 두 개의 CSI-RS (V-CSI-RS와 H-CSI-RS)를 수신하고 있다고 가정한다. 2D-CSI-RS는 모든 안테나에 무선 자원을 할당하여 전송하는 CSI-RS이며, V-CSI-RS와 H-CSI-RS는 FD-MIMO를 구성하는 이차원 안테나 배열에 대하여 다른 정보를 제공하도록 전송되는 CSI-RS이다. 본 명세서의 실시 예에서 제안하는 기술은 2D-CSI-RS 혹은 복수의 CSI-RS를 이용하여 이차원 안테나 배열에 대한 채널상태 정보를 단말이 생성하고 이를 기지국에 통보하는 과정을 포함할 수 있다.

실시 예에서 단말은 수직방향의 채널상태 정보(600, 610, 620 등)를 생성하여 기지국에 통보하지만 수평방향의 채널상태 정보는 따로 생성하거나 기지국에 통보하지 않을 수 있다.

상기 단말은 수평방향의 채널상태 정보를 따로 생성하지 않을 수 있다. 실시 예에서 상기 단말은 상기 수평 방향의 채널 상태 정보를 상기 기지국이 상기 단말에 상위 시그널링으로 통보 정보 또는 상기 기지국과 상기 단말에 약속된 규칙을 기반으로 결정할 수 있다.

한 예로 상기 단말은 수평방향의 PMI를 생성하지 않으며, 이를 기지국에 통보하지도 않는다. 대신 상기 단말은 자신이 기지국에 통보한 PMI_V(610)이 지정하는 수직방향의 precoding과 기지국이 사전 설정한 precoding(640)이 수평방향에 적용된다고 가정하고 이에 따라 CQI_HV(620)를 결정할 수 있다.

실시 예에서 단말은 미리 정해진 수평 방향의 precoding을 적용하여 얻은 수직 방향의 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank를 구하고, 상기 구해진 rank정보를 기지국에 RI_V(600)를 통하여 통보한다.

실시 예에서 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)에 대한 채널의 rank인 RI_H(630)는 어떠한 상위 signaling을 통해 상기 기지국과 상기 단말 사이에 서로 공유하고 있거나, 상기 단말과 상기 기지국 사이에 사전에 정의되어 있다고 가정할 수 있다.

RI_V(600) 통보 이 후 단말은 최적의 precoding을 결정하기 위해서 상기 도 4와 5에서와 같이 2D-CSI-RS 혹은 두 개의 CSI-RS를 기반으로 두 개의 채널상태 정보를 도출 및 조합하여 사용할 수 있다. 단말은 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 기반으로 조합한 채널을 통하여 개루프 MIMO 시스템에서 사전에 정의한 RI_H(630) 및 PMI_H(0)(640)에 해당하는 precoding과 RI_V(600)에 해당하는 가능한 precoding들을 조합하여 도출한 결과를 토대로 최적의 precoding을 PMI_V(610)를 통해 전달한다. 할 수 있다. 실시 예에서 기지국은 PMI_H(0)를 식별 할 수 있다.

이 때, 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 사전에 약속된 precoding에 해당하는 PMI_H(0)(640)는 상위링크 제어채널을 통해 통보하지 않는 반면, 최대 데이터 전송률을 나타내는 CQI의 경우 사전에 정의 된 PMI_H(0)(640)와 CSI-RS를 통해 도출 된 PMI_V(610)를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(620)를 기지국에 통보하게 된다. 실시 예에서는 시간자원이 달라짐에 따라 단말이 가정하는 수평방향의 precoding이 달라지는 경우를 도시하였다. 이와 같이 시간자원에 따라 단말이 가정하는 precoding이 달라지는 경우 외에 주파수 자원에 따라 단말이 가정하는 precoding이 달라지는 것도 가능하다.

다음 시간 및 주파수 자원에 대하여 단말은 이전 시간 및 주파수 자원에서와 마찬가지로 단말은 기지국에 RI_V(650)를 통보하고, RI_H(680)는 이전 시간 및 주파수 자원과 마찬가지로 어떠한 상위 signaling을 통해 서로 공유하고 있거나, 사전에 정의되어 있다고 가정한다. 사전에 정의된 RI_H(680) 및 PMI_H(1)(690)에 해당하는 precoding과 RI_V(650)에 해당하는 가능한 precoding들을 조합하여 도출한 결과를 토대로 최적의 precoding을 PMI_V(660)를 통해 전달한다.

이 때, 상기 단말은 다음 시간 및 주파수 자원에 대하여 사전에 약속된 precoding에 해당하는 PMI_H(1)(690)은 식별번호 630과 마찬가지로 상위링크 제어채널을 통해 통보하지 않고, 사전에 정의 된 PMI_H(1)(690)와 CSI-RS를 통해 도출 된 PMI_V(660)를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(670)를 기지국에 통보하게 된다.

도 7은 실시 예에 따른 PMI_V에 해당하는 precoding을 개루프 MIMO로 할당하여 시간 및 주파수 자원에 따라 정의하는 것을 도시한 것이다. 보다 구체적으로 도 7은 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2에 따라 시간 및 주파수 자원에서 사용되는 PMI_V(740, 790)에 해당하는 precoding이 개루프 MIMO 시스템 가정에 의해 정의되어 있을 때 단말이 이러한 가정 하에 각각 최적의 precoding을 구하고, 이에 따라 폐루프 MIMO 시스템 가정에 해당하는 PMI_H(710, 760)와 복합 채널의 최대 데이터 전송률인 CQI_HV(720, 770)를 기지국에 전송하는 것을 도시화한 것이다.

실시 예에서 도 6과 마찬가지로 UE Feedback은 단말이 기지국에 전송하는 신호들을 의미하는 것이며, Assumption은 단말이 기지국에 전송하지는 않으나 사전에 이루어진 정의에 의해서 기지국과 단말이 상호 인지하고 있는 신호를 의미할 수 있다.

상기 도 7에서는 도 6과 반대로 단말은 2D-CSI-RS 에 수직 방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_H(700)를 통하여 기지국에 통보할 수 있다. 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)에 대한 채널의 rank인 RI_V(730)는 어떠한 상위 signaling을 통해 상기 기지국과 상기 단말 사이에 서로 공유하고 있거나, 상기 기지국과 상기 단말 사이에 사전에 정의되어 있다고 가정 할 수 있다.

RI_H(700) 통보 이 후 단말은 최적의 precoding을 결정하기 위해서 상기 도 4 내지 6에서와 같이 2D-CSI-RS 혹은 두 개의 CSI-RS를 기반으로 두 개의 채널상태 정보를 도출 및 조합하여 사용한다.

단말은 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 기반으로 조합한 채널을 통하여 개루프 MIMO 시스템에서 사전에 정의한 RI_V(730) 및 PMI_V(0)(740)에 해당하는 precoding과 RI_H(700)에 해당하는 가능한 precoding들을 조합하여 도출한 결과를 토대로 최적의 precoding을 PMI_H(710)를 통해 기지국에 전달할 수 있다.

이 때, 단말은 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 사전에 약속된 precoding에 해당하는 PMI_V(0)(740)는 상위링크 제어채널을 통해 기지국에 통보하지 않는 반면, 상기 단말은 최대 데이터 전송률을 나타내는 CQI의 경우 사전에 정의 된 PMI_V(0)(740)와 CSI-RS를 통해 도출 된 PMI_H(710)를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(720)를 통해 기지국에 통보할 수 있다.

다음 시간 및 주파수 자원에 대하여 단말은 이전 시간 및 주파수 자원에서와 마찬가지로 단말은 기지국에 RI_H(750)를 통보하고, RI_V(780)는 이전 시간 및 주파수 자원과 마찬가지로 어떠한 상위 signaling을 통해 서로 공유하고 있거나, 사전에 정의되어 있다고 가정할 수 있다. 사전에 정의된 RI_V(780) 및 PMI_V(1)(790)에 해당하는 precoding과 PMI_H(760)에 해당하는 가능한 precoding들을 조합하여 도출한 결과를 토대로 최적의 precoding을 PMI_H(760)를 통해 전달할 수 있다.

이 때, 단말은 다음 시간 및 주파수 자원에 대하여 사전에 약속된 precoding에 해당하는 PMI_V(1)(790)은 식별번호 730과 마찬가지로 상위링크 제어채널을 통해 기지국에 통보하지 않고, 사전에 정의 된 PMI_V(1)(790)와 CSI-RS를 통해 도출 된 PMI_H(760)를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(770)를 기지국에 통보하게 된다.

개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding 정의 방법 2에 따라 동작하는 경우 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS에 기반한 시간 및 주파수 자원에 따라 복수개의 precoding의 집합이 개루프 MIMO 시스템 가정에 의해 정의되어 있다고 가정할 수 있다.

이 때, 단말이 이러한 사전 정의된 복수개의 precoding 집합들 중에서 최적의 precoding 집합을 하나 구하고 이 precoding 해당하는 PMI들인 {PMI_H, PMI_V} 를 가정하여 폐루프 MIMO 시스템 가정에 해당하는 하나의 PMI와 CQI_HV를 기지국에 전송하게 된다. 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding 정의 방법 2에서 단말은 다음과 같이 정의 된 복수개의 precoding 집합 중 최적인 하나의 precoding 집합에 해당하는 PMI들을 선택하여 그 중 하나를 기지국에 전달한다. 상기 기지국은 하나의 PMI 들을 단말로부터 통보 받아 통보 받은 PMI로부터 전체 집합에 해당하는 precoding을 유추해서 사용하는 Hybrid MIMO 시스템으로 동작할 수 있다.

- Precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1: RI_V, PMI_V 를 기지국에 전달.

- Precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2: RI_H, PMI_H 를 기지국에 전달.

도 8은 실시 예에 따른 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1에 따라 단말이 RI_V, PMI_V 를 기지국에 전달 하는 것을 도시한 것이다

도 8을 참조하면, UE Feedback은 단말이 기지국에 전송하는 신호들을 의미하는 것이며, Assumption은 단말이 기지국에 전송하지는 않으나 사전에 이루어진 정의에 의해서 기지국과 단말이 상호 인지하고 있는 신호를 의미할 수 있다.

실시 예에서 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)에 대한 채널의 rank인 RI_V(830)는 어떠한 상위 signaling을 통해 서로 공유하고 있거나, 사전에 정의되어 있다고 가정한다. 도 6 내지 도 7과 마찬가지로 단말은 정의된 RI_V(830, 880)에 해당하는 precoding에 해당하는 precoding 집합을 이용하여 얻은 채널을 이용하여 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_H(800)를 통하여 통보한다. RI_H(800) 통보 이 후 단말은 PMI 도출을 위해서 상기에서와 같이 2D-CSI-RS 혹은 두 개의 CSI-RS를 기반으로 두 개의 채널상태 정보를 도출 및 조합하여 사용한다.

실시 예에서 단말은 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 기반으로 조합한 채널을 통하여 개루프 MIMO 시스템에서 사전에 정의한 RI_V(830) 와 RI_H(800)에 해당하는 precoding들의 집합을 고려하여 최적의 성능을 보이는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(2)} 를 도출한다(식별번호 840). 상기 단말은 도출된 결과 중 H-CSI-RS에 해당하는 precoding을 PMI_H(810)를 통해 기지국에 전달한다. 또한 상기 단말은 최대 데이터 전송률을 나타내는 CQI의 경우 채널상태를 통해 결정한 최적의 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(2)}를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(820)를 기지국에 통보하게 된다.

기지국은 이와 같이 단말이 전송한 RI_H(800) 및 사전 정의 된 RI_V(830)를 통하여 각각의 precoding들의 rank를 확인하고, 전송받은 PMI_H(810)를 통해 해당 시간 및 주파수 자원에 해당하는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(2)}를 확인할 수 있다. 이 정보를 이용하여 전송 받은 최대 데이터 전송률 CQI_HV(820)이 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(2)}를 가정하여 만들어진 것임을 확인한다.

다음 시간 및 주파수 자원에 대해서 역시 단말은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)에 대한 채널의 rank인 RI_V(880) 역시 어떠한 상위 signaling을 통해 상기 기지국과 상기 단말 사이에 서로 공유하고 있거나, 상기 기지국과 상기 단말 사이에 사전에 정의되어 있다고 가정한다.

상기 단말은 RI_H(880) 통보 이 후 단말은 PMI 도출을 위해서 상기에서와 같이 두 개의 CSI-RS를 기반으로 두 개의 채널상태 정보를 도출 및 조합하여 사용할 수 있다. 단말은 복수개의 CSI-RS를 기반으로 조합한 채널을 통하여 개루프 MIMO 시스템에서 사전에 정의한 RI_V(880) 와 RI_H(850) 에 해당하는 precoding들의 집합을 고려하여 최적의 성능을 보이는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(5)}(890) 를 도출한다. 상기 단말은 도출된 결과에 대응되는 정보를 H-CSI-RS에 해당하는 precoding을 PMI_H(860)를 통해 기지국에 전달할 수 있다.

최대 데이터 전송률을 나타내는 CQI의 경우, 상기 단말은 채널상태를 통해 결정한 최적의 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(5)}를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(870)를 통해 기지국에 통보하게 된다.

기지국은 상기와 같이 단말이 전송한 RI_H(850) 및 사전 정의 된 RI_V(880)를 통하여 각각의 precoding들의 rank를 확인하고, 전송받은 PMI_H(860)를 통해 해당 시간 및 주파수 자원에 해당하는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(5)}를 확인한다. 상기 기지국은 이 정보를 이용하여 전송받은 최대 데이터 전송률 CQI_HV(880)이 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V(5)}를 가정하여 만들어진 것임을 확인한다.

도 9는 실시 예에 따른 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2를 이용하여 단말이 RI_V, PMI_V 를 기지국에 전달 하는 것을 도시화한 것이다.

도 9를 참조하면, UE Feedback은 단말이 기지국에 전송하는 신호들을 의미하는 것이며, Assumption은 단말이 기지국에 전송하지는 않으나 사전에 이루어진 정의에 의해서 기지국과 단말이 상호 인지하고 있는 신호를 의미하는 것이다.

실시 예에서 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)에 대한 채널의 rank인 RI_H(930)는 어떠한 상위 signaling을 통해 상기 단말과 상기 기지국 사이에 서로 공유하고 있거나, 상기 단말과 상기 기지국 사이에 사전에 정의되어 있다고 가정한다. 상기 단말은 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수평방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_H(900)를 통하여 통보한다. RI_V(900) 통보 이 후 단말은 PMI 도출을 위해서 상기에서와 같이 두 개의 CSI-RS를 기반으로 두 개의 채널상태 정보를 도출 및 조합하여 사용한다.

단말은 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 기반으로 조합한 채널을 통하여 개루프 MIMO 시스템에서 사전에 정의한 RI_H(930) 와 RI_V(900)에 해당하는 precoding들의 집합을 고려하여 최적의 성능을 보이는 precoding 집합 {PMI_H(1), PMI_V}(940) 를 도출한다.

실시 예에서 상기 단말은 도출된 결과 중 V-CSI-RS에 해당하는 precoding을 PMI_V(910)를 통해 기지국에 전달한다. 상기 단말은 최대 데이터 전송률을 나타내는 CQI의 경우 채널상태를 통해 결정한 최적의 precoding 집합 {PMI_H(1), PMI_V}(940)를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(920)를 통해 기지국에 통보하게 된다.

기지국은 상기와 같이 단말이 전송한 RI_V(900) 및 사전 정의 된 RI_H(930)를 통하여 각각의 precoding들의 rank를 확인하고, 전송 받은 PMI_V(910)를 통해 해당 시간 및 주파수 자원에 해당하는 precoding 집합 {PMI_H(1), PMI_V}(910)를 확인할 수 있다. 상기 기지국은 이 정보를 이용하여 전송 받은 최대 데이터 전송률 CQI_HV(920)이 precoding 집합 {PMI_H(1), PMI_V}(940)를 가정하여 만들어진 것임을 확인한다.

다음 시간 및 주파수 자원에 대해서 단말은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)에 대한 채널의 rank인 RI_H(980)가 어떠한 상위 signaling을 통해 상기 기지국 및 상기 단말 사이에 서로 공유하고 있거나, 상기 기지국과 상기 단말 사이에 사전에 정의되어 있다고 가정한다.

RI_V(950) 통보 이 후 단말은 PMI 도출을 위해서 상기에서와 같이 2D-CSI-RS 혹은 두 개의 CSI-RS를 기반으로 두 개의 채널상태 정보를 도출 및 조합하여 사용할 수 있다.

실시 예에서 단말은 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 기반으로 조합한 채널을 통하여 개루프 MIMO 시스템에서 사전에 정의한 RI_H(980) 와 RI_V(950) 에 해당하는 precoding들의 집합을 고려하여, 최적의 성능을 보이는 precoding 집합 {PMI_H(0), PMI_V}(990) 를 도출한다. 상기 단말은 도출된 결과 중 V-CSI-RS에 해당하는 precoding을 PMI_V(960)를 통해 기지국에 전달한다. 실시 예에서 상기 단말은 최대 데이터 전송률을 나타내는 CQI의 경우 채널상태를 통해 결정한 최적의 precoding 집합 {PMI_H(0), PMI_V}(990)를 가정하여 도출 된 채널을 통하여 얻어진 최대 데이터 전송률 CQI_HV(970)를 기지국에 통보하게 된다.

기지국은 상기와 같이 단말이 전송한 RI_V(950) 및 사전 정의 된 RI_H(980)를 통하여 각각의 precoding들의 rank를 확인하고, 전송받은 PMI_V(960)를 통해 해당 시간 및 주파수 자원에 해당하는 precoding 집합 {PMI_H(0), PMI_V}(990)를 확인한다.

이 정보를 이용하여, 상기 기지국은 전송받은 최대 데이터 전송률 CQI_HV(980)이 precoding 집합 {PMI_H(0), PMI_V}(990)를 가정하여 만들어진 것임을 확인한다.

실시 예에서 이러한 개루프 MIMO 시스템으로 동작하기 위해서는 시간 및 주파수 자원에 따라 기지국과 단말이 동작하는 precoding을 미리 정해 놓을 필요가 있다. 이러한 자원에 따른 precoding 정의 방법은 다음과 같다.

- 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 방법 1: subband 별로 정의.

- 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 방법 2: wideband 별로 정의.

시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 방법 1과 같이 subband 별로 정의하는 경우 각 subband 별로 다음과 같이 정의 할 수 있다.

- Subband별 precoding 정의 방법 1: PMI_H를 사전에 정의.

- Subband별 precoding 정의 방법 2: PMI_V를 사전에 정의.

- Subband별 precoding 정의 방법 3: 단말 별로 각각 PMI_H, PMI_V를 사전에 정의.

- Subband별 precoding 정의 방법 4: 단말 별로 각각 PMI_V, PMI_H를 사전에 정의.

- Subband별 precoding 정의 방법 5: 복수개의 PMI 집합 {PMI_H, PMI_V}를 사전에 정의.

도 10은 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 1을 가정한 예시를 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, subband별 precoding 정의 방법 1을 통해 PMI_H를 사전에 정의할 수 있다.

실시 예에서 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_H(0), ..., PMI_H(15)에 해당하는 precoding을 상기 도 10과 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_H와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1을 이용하여 Hybrid MIMO로 동작할 수 있다. 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 적어도 하나의 값을 이용하여 할당할 수 있다. 실시 예 전반에서 설명의 편의를 위해 4bit width의 PMI를 사용하는 것을 가정하였으나, 이외의 width를 가지는 PMI를 사용할 수 있음은 자명하다.

이 때, 식별번호 1000 및 식별번호 1010과 같이 근접한 시간 및 주파수 자원을 사용하는 다른 단말의 경우 precoding을 할당할 때, 각각의 단말이 상대방 단말에게 주는 신호 간섭의 양을 최소화 할 수 있도록 설계할 수 있다. 또한, 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 도 10과 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당하는 것이 필요하다.

상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 11은 실시 예이 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 2를 가정한 예시를 도시한 것이다.

도 11을 참조하면, subband별 precoding 정의 방법 2를 통해 PMI_V를 사전에 정의하는 할 수 있다. 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_V(0), ... , PMI_V(15)에 해당하는 precoding을 상기 도 11과 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_V와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2를 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 적어도 하나의 값을 이용하여 할당할 수 있다.

이 때, 식별번호 1100 그리고 식별번호 1110과 같이 근접한 시간 및 주파수 자원을 사용하는 다른 단말의 경우 precoding을 할당할 때, 각각의 단말이 상대방 단말에게 주는 신호 간섭의 양을 최소화 할 수 있도록 설계하여야 한다. 또한, 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 상기 도 11과 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당하는 것이 필요하다.

상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 12는 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 predcoding 정의 방법 3을 가정한 예시를 도시한 것이다.

도 12를 참조하면, subband별 precoding 정의 방법 3을 통해 PMI_H 및 PMI_V를 사전에 정의 할 수 있다. 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_H(0), ..., PMI_H(15), PMI_V(0), ..., PMI_V(15)에 해당하는 precoding을 상기 도 12와 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_H, PMI_V와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 각각의 단말별로 각각 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 정의 방법 1과 2와 마찬가지로 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N, cell id 등의 다양한 값을 이용하여 할당할 수 있다.

Subband별 precoding 정의 방법 3의 경우 UE0는 PMI_H를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하고, UE1은 PMI_V를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하여 서로에게 할당 된 precoding이 서로에게 간섭을 주는 것을 최소화 할 수 있다. 또한 앞서와 마찬가지로 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 상기 도 12와 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당 하는 것이 필요하다. 상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H 와 PMI_V와 를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용 가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 13은 실시 예에 따른 기지국과 두 개의 단말이 subband 별 precoding 정의 방법 4를 가정한 예시를 도시한 것이다.

도 13을 참조하면 subband별 precoding 정의 방법 4를 통해 PMI_V 및 PMI_H를 사전에 정의할 수 있다. 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_H(0), ..., PMI_H(15), PMI_V(0), ..., PMI_V(15)에 해당하는 precoding을 도 13과 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_H, PMI_V와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 각각의 단말별로 각각 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 정의 방법 1과 2와 마찬가지로 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N, cell id 등의 다양한 값을 이용하여 할당할 수 있다. Subband별 precoding 정의 방법 4의 경우 UE0는 PMI_V를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하고, UE1은 PMI_H를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하여 서로에게 할당 된 precoding이 서로에게 간섭을 주는 것을 최소화 할 수 있다. 또한 앞서와 마찬가지로 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 도 13과 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당 하는 것이 필요하다. 상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H 와 PMI_V와 를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 14는 실시 예에 따른 subband 별 precoding 정의 방법 5를 이용하여 복수개의 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 정의하기 위한 시간 및 주파수 자원을 사전에 정의하는 것의 예시를 도시한 것이다.

도 14를 참조하면, subband 별 precoding 정의 방법 3을 적용하기 위하여 시간 및 주파수 자원이 할당 되었을 때, 하기 표 1와 같이 상기 시간 및 주파수 자원 마다 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 정의할 수 있다.

하기 표 1은 Subband별 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V} 정의를 나타낸다.

상기의 표 1은 기지국에 할당 된 단말의 각각의 시간 및 주파수 자원 별로 가능한 precoding의 집합 {PMI_H, PMI_V}에 대한 경우의 수를 미리 정의한 것이다. 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, {PMI_H(0), PMI_V(0)}, {PMI_H(1), PMI_V(0)}, ..., {PMI_H(15), PMI_V(14)}, {PMI_H(15), PMI_V(15)} 에 해당하는 precoding 집합을 도 14에 지정 된 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}와 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 각각의 단말별로 각각 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 실시 예에서 표 1에 나타난 각 자원 영역에서 {PMI_H, PMI_V}의 조합은 실시 예에 따라 다르게 적용될 수 있다.

이전의 실시 예와 유사하게 자원 영역에서 {PMI_H, PMI_V}의 조합은 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 하나 이상의 값을 기반으로 할당할 수 있다. Subband별 precoding 정의 방법 5의 경우 각각의 단말은 사전 정의 된 precoding 집합을 이용하여 앞서 설명한 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1 및 2 중 하나 이상을 이용하여 precoding 집합을 현재 보유한 2D-CSI-RS 혹은 기준 신호 H-CSI-RS 및 V-CSI-RS에 조합하여 최적의 precoding 집합을 도출하고, 이 중 하나에 해당하는 채널의 rank 및 최적의 precoding을 RI 및 PMI 중 하나 이상을 통해 기지국에 전달한다.

기지국은 단말로 부터 수신한 정보를 기반으로 사전 정의 된 precoding 집합을 확인하여 받은 PMI에 해당하는 precoding 집합을 확인하고, 2D-CSI-RS 혹은 H-CSI-RS 및 V-CSI-RS가 동시에 고려된 CQI_HV가 어떠한 precoding을 고려한 최대 데이터 전송률인지를 확인하게 된다.

또한 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 precoding 집합을 사전 정의하여 다중 사용자를 지원하기 위해서는 표 1에서 정의한 precoding 집합을 사용자 별로 각각 할당하는 것도 고려될 수 있다.

실시 예에 따르면 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 할당 방법 2와 같이 wideband 별로 할당하는 경우 각 wideband 별로 다음 중 하나 이상의 방법을 통해 프리코딩 할당 방법을 정의 할 수 있다.

- Wideband별 precoding 정의 방법 1: PMI_H를 사전에 정의.

- Wideband별 precoding 정의 방법 2: PMI_V를 사전에 정의.

- Wideband별 precoding 정의 방법 3: 단말 별로 각각 PMI_H, PMI_V를 사전에 정의.

- Wideband별 precoding 정의 방법 4: 단말 별로 각각 PMI_V, PMI_H를 사전에 정의.

- Wideband별 precoding 정의 방법 5: precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 사전에 정의.

도 15는 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 1에 따라 시간 및 주파수 자원별로 PMI_H를 사전에 정의 하는 방법을 도시 한 것이다.

도 15를 참조하면, 실시 예에서 wideband별 precoding 정의 방법 1을 통해 PMI_H를 사전에 정의할 수 있다.

실시 예에서 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_H(0), ..., PMI_H(15)에 해당하는 precoding을 도 15와 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_H와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1을 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 적어도 하나의 값을 기반으로 할당할 수 있다.

이 때, 식별번호 1500 그리고 식별번호 1510과 같이 근접한 시간 및 주파수 자원을 사용하는 다른 단말의 경우 precoding을 할당할 때, 각각의 단말이 상대방 단말에게 주는 신호 간섭의 양을 최소화 할 수 있도록 precoding 할당 방법을 설계할 수 있다. 또한, 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 도 15와 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당하는 것이 필요하다. 상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용 가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 16은 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 2에 따라 시간 및 주파수 자원별로 PMI_V를 사전에 정의 하는 방법을 도시 한 것이다.

도 16을 참조하면, 실시 예에서 wideband별 precoding 정의 방법 2를 통해 PMI_V를 사전에 정의할 수 있다.

실시 예에서 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_V(0), ..., PMI_V(15)에 해당하는 precoding을 도 16과 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_V와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2를 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 적어도 하나의 값을 기반으로 할당할 수 있다.

이 때, 식별번호 1600 그리고 식별번호 1610과 같이 근접한 시간 및 주파수 자원을 사용하는 다른 단말의 경우 precoding을 할당할 때, 각각의 단말이 상대방 단말에게 주는 신호 간섭의 양을 최소화 할 수 있도록 설계할 수 있다.

또한, 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 도 16과 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당하는 것이 필요하다. 상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_V를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용 가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 17은 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 3에 따라 각각의 단말 별로 각각 PMI_H, PMI_V를 사전에 정의하는 방법을 도시 한 것이다.

도 17을 참조하면, wideband별 precoding 정의 방법 3을 통해 PMI_H 및 PMI_V를 사전에 정의할 수 있다.

실시 예에서 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_H(0), ..., PMI_H(15), PMI_V(0), ..., PMI_V(15)에 해당하는 precoding을 도 17과 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_H, PMI_V와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 각각의 단말별로 각각 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 정의 방법 1과 2와 마찬가지로 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 적어도 하나의 값을 이용하여 할당할 수 있다. Wideband별 precoding 정의 방법 3의 경우 UE0는 PMI_H를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하고, UE1은 PMI_V를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하여 서로에게 할당 된 precoding이 서로에게 간섭을 주는 것을 최소화 할 수 있다.

또한 이전의 실시 예와 유사하게 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 도 17과 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당 하는 것이 필요하다. 상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H 와 PMI_V와 를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 18은 실시 예에 따른 각각의 단말에 wideband 별 precoding 정의 방법 4에 따라 각각의 단말 별로 각각 PMI_V, PMI_H를 사전에 정의하는 방법을 도시 한 것이다.

도 18을 참조하면, wideband별 precoding 정의 방법 4를 통해 PMI_V 및 PMI_H를 사전에 정의할 수 있다.

실시 예에서 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, PMI_H(0), ..., PMI_H(15), PMI_V(0), ..., PMI_V(15)에 해당하는 precoding을 도 18과 같이 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 PMI_H, PMI_V와 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 각각의 단말별로 각각 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 정의 방법 1과 2와 마찬가지로 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중 하나 이상의 값을 기반으로 할당할 수 있다.

실시 예에서 Subband별 precoding 정의 방법 4의 경우 UE0는 PMI_V를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하고, UE1은 PMI_H를 개루프 MIMO 시스템으로 사용하여 서로에게 할당 된 precoding이 서로에게 간섭을 주는 것을 최소화 할 수 있다. 또한 이전의 실시 예와 유사하게 기존 LTE 에서 사용하는 Transmit diversity, Large-delay CDD와 같은 개루프 MIMO 시스템에서는 하나의 단말이 통신하는 것을 가정하고 있으나, 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 다중 사용자를 지원하기 위해서는 도 18과 같이 다중 사용자에 대하여 precoding을 할당 할 수 있다. 상기의 예시는 두 개의 단말이 기지국에서 약속된 PMI_H 와 PMI_V와 를 이용하여 개루프 MIMO로 통신하는 것을 예시하고 있으나, 두 개 이상의 복수의 단말에도 유사하게 적용 가능하다. 이 경우 두 개의 단말이 함께 다중 사용자 MIMO를 이용하여 통신할 때와 달리 복수개의 단말이 함께 Hybrid MIMO 시스템에서 동작할 때에는 기존과 달리 각각의 단말이 서로에게 주는 간섭을 고려하여 더욱 세심한 precoding 정의 설계가 필요하다.

도 19는 실시 예에 따른 wideband 별 precoding 정의 방법 5를 이용하여 복수개의 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 정의하기 위한 시간 및 주파수 자원을 사전에 정의하는 것의 예시를 도시한 것이다.

도 19를 참조하면, wideband 별 precoding 정의 방법 3을 적용하기 위하여 시간 및 주파수 자원이 할당 되었을 때, 하기 표 2와 같이 상기 시간 및 주파수 자원 마다 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 정의할 수 있다.

하기의 표 2는 Wideband별 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V} 정의의 일 예를 나타낸다.

상기의 표 2는 기지국에 할당 된 단말의 각각의 시간 및 주파수 자원 별로 가능한 precoding의 집합 {PMI_H, PMI_V}에 대한 경우의 수를 미리 정의한 것이다. 상기 표 2는 실시 예에 따른 precoding의 집합 {PMI_H, PMI_V} 조합의 일 예를 나타내는 것이고, precoding의 집합 {PMI_H, PMI_V}은 실시 예에 따라 다양하게 결정될 수도 있다.

실시 예에서 4 bit width의 PMI를 사용한다고 가정할 경우, {PMI_H(0), PMI_V(0)}, {PMI_H(1), PMI_V(0)}, ..., {PMI_H(15), PMI_V(14)}, {PMI_H(15), PMI_V(15)} 에 해당하는 precoding 집합을 도 19에 지정 된 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의할 수 있다. 상기와 같이 정의 된 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}와 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 각각의 단말별로 각각 이용하여 Hybrid MIMO 통신을 사용할 수 있다. 이전의 실시 예와 유사하게 사용자, 시간 및 주파주 자원에 따른 할당은 단말이 보유한 subband index, subframe index, C-RNTI mod N 및 cell id 중의 하나 이상의 값을 기반으로 할당할 수 있다. Subband별 precoding 정의 방법 5의 경우 각각의 단말은 사전 정의 된 precoding 집합을 이용하여 앞서 설명한 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1과 2를 이용하여 precoding 집합을 현재 보유한 기준 신호 2D-CSI-RS 혹은 H-CSI-RS 및 V-CSI-RS에 조합하여 최적의 precoding 집합을 도출하고, 이 중 하나에 해당하는 채널의 rank 및 최적의 precoding을 RI 및 PMI 중 적어도 하나를 통해 기지국에 전달할 수 있다.

기지국은 이를 받아 사전 정의 된 precoding 집합을 확인하여 받은 PMI에 해당하는 precoding 집합을 확인하여 2D-CSI-RS 혹은 H-CSI-RS 및 V-CSI-RS가 동시에 고려된 CQI_HV가 어떠한 precoding을 고려한 최대 데이터 전송률인지를 확인할 수 있다. 또한 상기의 예시와 같이 Hybrid MIMO 상황에서 precoding 집합을 사전 정의하여 다중 사용자를 지원하기 위해서는 상기 표 2에서 정의한 precoding 집합을 사용자 별로 각각 할당하는 것도 고려될 수 있다.

상기에서 언급한 바와 같이 기지국과 복수개의 단말은 사전에 정의된 precoding들을 이용하여 개루프 MIMO 시스템으로 동작할 수 있다. 이 때, 기지국과 복수개의 단말에게 precoding을 사전에 정의하는 것이 필요하다. 본 명세서의 실시 예에서는 기지국과 복수개의 단말 간에서 시간 및 주파수 자원에 따라 precoding을 정의하는 방법으로 다음과 같이 두 가지 방법을 제시 한다.

- 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 공유 방법 1: 사전에 정의된 방법을 이용함 (표준의 정의).

- 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 공유 방법 2: 기지국이 RRC 또는 L1 signaling을 통해 통보.

시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 공유 방법 1에 따라 Hybrid MIMO 시스템을 사용할 경우 해당 통신을 위한 표준에 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 방법 1과 2에 따라 도 10 내지 19에 도시된 바와 같이 subband 및 wideband 별로 precoding이 정의되어 있게 된다. 따라서, 해당 기지국과 단말은 사전 정의 된 precoding을 이용하여 상기 도 6 내지 9에 도시된 바와 같이 PMI_H와 PMI_V를 Hybrid MIMO 시스템으로 통신할 수 있다.

시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 공유 방법 2에 따라 Hybrid MIMO 시스템을 사용할 경우 시간 및 주파수 자원에 따른 precoding 정의 방법 1과 2에 따라 도 10 내지 19에 도시된 바와 같이 subband 및 wideband 별로 precoding을 정의하기 위한 추가적인 RRC 또는 L1 signaling이 필요하게 된다. 이를 통하여 해당 기지국과 단말은 사전 정의 된 precoding을 이용하여 상기 6 내지 9에 도시된 바와 같이 PMI_H와 PMI_V를 Hybrid MIMO 시스템을 사용하여 통신할 수 있다.

상기 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법을 이용하여 하나의 precoding을 시간 및 주파수 자원에 따라 정의하여 Hybrid MIMO 시스템으로 사용할 경우 사전에 정의 된 개루프 MIMO 시스템으로 동작하는 precoding에 따라 폐루프 MIMO 시스템이 최적의 precoding을 선택하는 방법은 다음과 같다.

- 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 1: 사전에(표준 등을 통해) 정의 된 사용 가능한 precoder matrix를 전부 고려하여 최적의 precoding을 도출한다.

- 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 2: 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 의 종류를 제한한다.

표 3은 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 1에 따라 표준에 정의 된 사용 가능한 precoder matrix를 전부 고려하여 폐루프 MIMO 시스템을 위한 최적의 precoding을 선택하는 경우를 나타낸 것이다.

하기의 표준에 정의 된 사용 가능한 precoder matrix를 전부 고려하는 방법을 나타낸다.

상기 표 3과 같이 각각의 PMI_H와 PMI_V는 모든 상대 PMI_V와 PMI_H에 대해서 고려 가능하며, 이에 따라 CQI_HV 도출 시에 모든 상대 precoder matrix를 고려하여 무선 채널 상태를 도출 가능하다.

일반적으로 수직방향의 precoding이 무엇인지에 따라 단말에게 최적인 수평방향의 precoding이 달라질 수 있다. 이와 같은 무선채널의 특성을 고려하여 본 발명에서는 이차원적인 PMI restriction 기술을 제안한다. 일반적으로 PMI restriction이라 함은 단말이 선택하여 통보할 수 있는 PMI의 범위를 제한하는 것이다. 이와 같이 PMI restriction을 적용할 경우 단말이 최적의 PMI를 선택하는 과정에서 좀 더 작은 범위내에서 검색하게 함에 따라 단말의 연산의 복잡도를 감소시키거나, 단말이 기지국에 통보하는 PMI 오버헤드를 감소시키는 효과가 있다.

본 명세서의 실시 예에서 제안하는 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 2에 따라 표준에 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법은 개루프 MIMO에 따라 결정되는 precoding에 따라서 폐루프에서 지정할 수 있는 PMI를 제한하는 것을 포함한다.

즉, 단말이 PMI_V(0)을 가정할 경우 PMI_H는 PMI_V(0)에 대하여 지정된 PMI 값들내에서만 선택하는 것이다. 또한 PMI_V(1)을 가정할 경우 PMI_H는 PMI_V(1)에 대하여 지정된 PMI 값들내에서만 선택하는 것이다. 즉, 단말은 자신이 가정할 PMI_V 값이 무엇이냐에 따라 선택할 수 있는 PMI_H 값의 범위가 제한되는 것이다. 본 명세서의 실시 예에 따른 PMI restriction을 적용하는 경우, 단말은 개루프 MIMO에 의하여 결정되는 PMI_V 값이 무엇이냐에 따라 폐루프 MIMO 방식에 의해 선택하는 PMI_H의 범위가 달라지게 된다.

개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 2에 따라 표준에 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법은 다음 중 하나 이상을 포함한다.

- 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 의 종류를 제한하는 방법 1 : PMI_H와 PMI_V의 경우에 따라 제한

- 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 의 종류를 제한하는 방법 2 : 특정 PMI_H만 제한

- 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 의 종류를 제한하는 방법 3 : 특정 PMI_V만 제한

하기 표 4는 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 1에 따라 PMI_H와 PMI_V의 경우에 따라 제한 하는 것을 나타낸 표이다.

보다 구체적으로 하기의 표4는 PMI_H와 PMI_V의 경우에 따라 제한하는 것을 나타낸다.

상기 표 4에서 나타난 것과 같이 각각의 PMI_H와 PMI_V는 각각의 상대 PMI_V와 PMI_H에 대해서 CQI_HV 도출 시에 고려할 지 고려하지 않을 지를 판단한다. 상기 표 4에서 각각의 대응하는 PMI에대해 고려할지의 여부에 대한 조합은 실시 예에 따라 다양하게 결정될 수도 있다.

실시 예에서 표 4와 같은 설정 방법의 경우 모든 PMI_H와 PMI_V에 대해서 설정하므로 각각의 성능을 최적화 하는 데에 유리하다. 반면, 이러한 사전 정의를 표준을 통해 공유하거나 신호를 통해 전달 받을 경우 많은 자원이 필요하다.

하기 표 5는 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 선택 방법 1을 이용하여 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1 및 2로 동작하기 위하여 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}을 정의 하는 것을 나타낸 표이다.

보다 구체적으로 하기의 표 5는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}을 정의하는 것을 나타낸다.

상기 표 5에서 나타난 것과 같이 각각의 PMI_H와 PMI_V는 하나의 상대 PMI_V와 PMI_H에 대해서만 고려 가능하기 때문에, PMI_H와 PMI_V중 하나의 값만 받아도 상대 값을 확인하여 전체를 고려하여 CQI_HV 가 어떠한 precoding을 고려하여 설정 된 최대 가능 데이터 전송률인지를 판단 가능하다. 상기 표 5에서 각각의 대응하는 PMI에대해 고려할지의 여부에 대한 조합은 실시 예에 따라 다양하게 결정될 수도 있다.

실시 예에서 이러한 설정 방법의 경우 특정 PMI_H 또는 PMI_V에 대해서 피드백 하는 것을 가정하지 않고, 하나의 값만 올려도 경우의 수를 파악하여 확인 가능하므로 상황에 따라 유연하게 대처가능하며, H-CSI-RS와 V-CSI-RS에 대하여 능동적으로 대처할 수 있으며, PMI 보고에 따른 오버헤드가 감소하는 효과가 있다.

하기 표 6은 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 2에 따라 특정 PMI_H만 제한하는 것을 나타낸 표이다.

보다 구체적으로 하기의 표 6은 특정 PMI_H만 제한하는 방법을 나타낸다.

상기 표 6에서 나타난 것과 같이 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 2에서 기지국은 특정 PMI_H 에 대해서만 사용하지 않도록 설정하여 각각의 PMI_V는 특정 PMI_H에 대해서만 CQI_HV 도출 시에 고려하지 않는다. 실시 예에 따라 사용하지 않을 PMI_H는 다양하게 결정될 수 있다.

따라서, 실시 예에 따라 이러한 사전 정의를 표준을 통해 단말 및 기지국 사이에 공유하거나, 단말과 기지국 사이의 신호전송을 통해 전달 받을 때에 제외할 특정 PMI_H만 공유 혹은 전달하면 되므로 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 1과 달리 상대적으로 적은 하향링크 제어자원을 이용하여도 제한이 가능하다. 단, 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 1 보다 세밀하게 PMI_H와 PMI_V를 설정하는 것이 불가능하여 각각의 성능을 최적화하기에는 상대적으로 불리할 수 있다. 또한, 상기의 예에서는 하나의 PMI_H 에 대해서만 제한하고 있으나, 필요한 경우 복수개의 PMI_H 에 대해서 제한하는 것도 가능하다.

하기 표 7은 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 3에 따라 특정 PMI_V만 제한하는 것을 나타낸 표이다.

보다 구체적으로 하기의 표 7은 특정 PMI_V만 제한하는 방법을 나타낸다.

상기 표 7에서 나타난 것과 같이 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 3에서 기지국은 특정 PMI_V 에 대해서만 사용하지 않도록 설정하여 각각의 PMI_H는 특정 PMI_V에 대해서만 CQI_HV 도출 시에 고려하지 않을 수 있다. 실시 예에 따라 사용하지 않을 PMI_V는 다르게 결정될 수 있다.

따라서, 이러한 사전 정의를 표준을 통해 기지국과 단말 사이에 사용하지 않을 PMI 정보를 공유하거나, 기지국과 단말 사이에 신호 전송을 통해 통해 전달 받을 때에 제외할 특정 PMI_V만 공유 혹은 전달하면 되므로 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 1과 달리 상대적으로 적은 하향링크 제어자원을 이용하여도 제한이 가능하다. 단, 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 1 보다 세밀하게 PMI_H와 PMI_V를 설정하는 것이 어려울 수 있다. 또한, 상기의 예에서는 하나의 PMI_V 에 대해서만 제한하고 있으나, 필요한 경우 복수개의 PMI_V 에 대해서 제한하는 것도 가능하다.

상황에 따라 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 제한 방법 1, 2 및 3 중 하나 이상이 동시에 적용 될 수 있다. 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 제한 방법 1에 의하여 상기 표 4와 같은 precoding 제한이 표준을 통해 정의되어 있다고 가정할 수 있다. 이 때, RRC, L1 siganling 및 하향링크 제어신호 중 하나 이상의 신호를 통하여 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 제한 방법 3을 이용한 상기 표 7과 같은 precoding 제한 신호를 전송 받았다고 가정하였을 경우 기지국과 단말이 인지하는 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 제한은 하기 표 8과 같다.

보다 구체적으로 하기의 표 8은 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따른 폐루프 MIMO 시스템의 precoding 제한 방법 1과 3이 결합되어 precoding을 제한하는 방법의 예시를 나타낸다.

상기 표 8에서 나타난 것과 같이 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 1과 3이 함께 고려되어 각각의 PMI_H와 PMI_V는 표 5 뿐만아니라 추가적으로 받은 특정 PMI_V에 대해서도 마찬가지로 최적의 precoding 계산 및 CQI_HV 도출 시에 고려하지 않는 것을 확인할 수 있다. 실시 예에 따라 고려하지 않을 프리코딩의 조합은 다양하게 결정될 수 있다.

이와 같은 방식으로 개루프 MIMO 시스템의 precoding에 따라 사용 가능한 폐루프 MIMO 시스템의 precoding의 종류를 제한하는 방법 1에서 세밀하게 설정한 PMI_H와 PMI_V에 대해 기지국과 단말 간의 채널 상태에 따라 추가적으로 CQI_HV 계산 시에 제외할 PMI_H 또는 PMI_V를 설정할 수 있다.

도 20은 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 20을 참조하면, 단계 2000에서 기지국은 단말에게 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 단말에게 전송한다.

단계 2010에서 기지국은 단말이 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_H와 PMI_H에 해당하는 precoding이 어떤 것인 지를 확인할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 2010는 별도의 동작 없이 상기 기지국이 기 설정된 정보를 기반으로 알 수도 있다.

단계 2020에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신한 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수평방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank인 RI_V를 수신하여 해당 채널의 rank를 파악하고, PMI_V와 CQI_HV 역시 수신하여 확인할 수 있다.

단계 2030에서 기지국은 사전에 정의된 RI_H, PMI_H 및 수신 받은 RI_V, PMI_V를 동시에 가정하여 도출된 최대 데이터 전송률 CQI_HV을 판단하고, 판단에 따라 단말에 제어신호를 보낸다. 실시 예에서 상기 기지국은 단계 2000에서 전송한 정보 중 하나 이상을 기반으로 CQI_HV을 판단할 수 있다. 또한 이후 기지국은 상기 판단에 따라 단말과 데이터 신호를 송수신할 수 있다.

도 21은 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 21을 참조하면, 단계 2100에서 단말은 기지국으로부터 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 전달 받을 수 있다.

단계 2110에서 단말은 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_H 및 PMI_H에 해당하는 precoding이 어떤 것인 지를 확인한다. 실시 예에 따라 상기 단계 2110은 별도의 동작 없이 상기 단말이 기 설정된 정보를 기반으로 알 수도 있다.

단계 2120에서 단말은 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수평방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_V를 통하여 통보할 수 있다.

단계 2130에서 상기 단말은 RI_V 통보 이 후 최적의 precoding을 결정하기 위해서 사전에 정의된 RI_H, PMI_H 및 도출된 RI_V를 동시에 가정하여 최적의 precoding을 결정할 수 있다.

단계 2140에서 상기 단말은 상기 결정된 최적에 precoding에 대응되는 최대 데이터 전송률을 구해 PMI_V와 CQI_HV를 통해 상기 기지국에 전달한다.

이후 상기 단말은 상기 기지국에 전달된 정보를 기반으로 상기 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다.

도 22는 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 22를 참조하면, 단계 2200에서 기지국은 단말에게 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 단말에게 통보한다.

단계 2210에서 상기 기지국은 상기 단말이 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_V 및 PMI_V에 해당하는 precoding이 어떤 것인 지를 확인할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 2210는 별도의 동작 없이 상기 기지국이 기 설정된 정보를 기반으로 알 수도 있다.

단계 2220에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신한 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수직방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank인 RI_H를 수신하여 해당 채널의 rank를 파악하고, PMI_H와 CQI_HV 수신하여 확인할 수 있다.

단계 2230에서 상기 기지국은 사전에 정의된 RI_V, PMI_V 및 수신 받은 RI_H, PMI_H를 동시에 가정하여 도출된 최대 데이터 전송률 CQI_HV을 판단하고, 판단에 따라 상기 단말에 제어신호를 보낸다 실시 예에서 상기 기지국은 단계 2200에서 전송한 정보 중 하나 이상을 추가로 고려하여 CQI_HV을 판단할 수 있다. 또한 이후 기지국은 상기 판단에 따라 단말과 데이터 신호를 송수신할 수 있다.

도 23은 본 명세서의 실시 예에 따라 하나의 precoding을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 23을 참조하면, 단계 2300에서 단말은 기지국으로부터 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 전달 받을 수 있다.

단계 2310에서 단말은 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_V 및 PMI_V에 해당하는 precoding이 어떤 것인 지를 확인한다. 실시 예에 따라 상기 단계 2310은 별도의 동작 없이 상기 단말이 기 설정된 정보를 기반으로 알 수도 있다.

단계 2320에서 상기 단말은 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수직방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_H를 통하여 통보할 수 있다.

단계 2330에서 상기 단말은 RI_H 통보 이 후 단말은 최적의 precoding을 결정하기 위해서 사전에 정의된 RI_V, PMI_V 및 도출된 RI_V를 동시에 가정하여 최적의 precoding을 결정할 수 있다.

단계 2340에서 상기 단말은 상기 결정된 최적에 precoding에 대응되는 최대 데이터 전송률을 구해 PMI_H와 CQI_HV를 통해 상기 기지국에 전달한다.

이후 상기 단말은 상기 기지국에 전달된 정보를 기반으로 상기 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다.

도 24는 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 24를 참조하면, 단계 2400에서 기지국은 단말에게 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 단말에게 통보한다.

단계 2410에서 상기 기지국은 상기 단말이 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_H와 해당하는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}가 어떤 것인 지를 확인 할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 2410는 별도의 동작 없이 상기 기지국이 기 설정된 정보를 기반으로 확인할 수도 있다.

단계 2420에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신한 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수평방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank인 RI_V를 수신하여 해당 채널의 rank를 파악하고, PMI_V와 CQI_HV 를 수신하여 확인할 수 있다.

단계 2430에서 상기 기지국은 사전에 정의된 RI_H와 수신 받은 RI_V에 해당하는 사전에 정의된 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 수신 받은 PMI_V를 통해 확인한다.

단계 2440에서 상기 기지국은 RI_H, PMI_H, RI_V 및 PMI_V 중 하나 이상을 동시에 가정하여 도출된 최대 데이터 전송률 CQI_HV을 판단하고, 판단에 따라 상기 단말에 제어신호를 보낸다. 실시 예에서 상기 기지국은 단계 2400에서 전송한 정보 중 하나 이상을 추가로 고려하여 CQI_HV을 판단할 수 있다. 또한 이후 기지국은 상기 판단에 따라 단말과 데이터 신호를 송수신할 수 있다.

도 25는 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 1로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 25를 참조하면, 단계 2500에서 단말은 기지국으로부터 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 전달 받을 수 있다.

단계 2510에서 상기 단말은 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_H와 해당하는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}가 어떤 것인 지를 확인한다. 실시 예에 따라 상기 단계 2510은 별도의 동작 없이 상기 단말이 기 설정된 정보를 기반으로 알 수도 있다.

단계 2520에서 상기 단말은 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수평방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수직방향의 CSI-RS (V-CSI-RS)를 측정하여 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_V를 통하여 통보할 수 있다.

단계 2530에서 RI_V 통보 이 후 상기 단말은 최적의 precoding을 결정하기 위해서 사전에 정의된 RI_H와 도출된 RI_V에 해당하는 사전에 정의된 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}을 가정하여 최적의 precoding을 결정할 수 있다.

단계 2540에서 상기 단말은 이렇게 결정된 최적의 precoding 집합 중 PMI_V에 해당하는 값을 기지국 전달에 전달할 수 있다.

단계 2550에서 상기 단말은 상기 PMI_V에 대응하는 최대 데이터 전송률을 구해 CQI_HV를 통해 상기 기지국에 전달할 수 있다.

이후 상기 단말은 상기 기지국에 전달된 정보를 기반으로 상기 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다.

도 26은 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 기지국이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 26을 참조하면 단계 2600에서 기지국은 단말에게 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 단말에게 통보한다.

단계 2610에서 상기 기지국은 상기 단말이 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_V와 해당하는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}가 어떤 것인 지를 확인할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 2610는 별도의 동작 없이 상기 기지국이 기 설정된 정보를 기반으로 확인할 수도 있다.

단계 2620에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신한 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수직방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 얻은 채널의 rank인 RI_H를 수신하여 해당 채널의 rank를 파악하고, PMI_H와 CQI_HV를 수신하여 확인할 수 있다.

단계 2630에서 상기 기지국은 사전에 정의된 RI_V와 수신 받은 RI_H에 해당하는 사전에 정의된 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}를 수신받은 PMI_V를 통해 확인한다.

단계 2640에서 상기 기지국은 RI_H, PMI_H, RI_V 및 PMI_V 중 하나 이상을 동시에 가정하여 도출된 최대 데이터 전송률 CQI_HV을 판단하고, 판단에 따라 상기 단말에 제어신호를 보낸다. 실시 예에서 상기 기지국은 단계 2600에서 전송한 정보 중 하나 이상을 추가로 고려하여 CQI_HV을 판단할 수 있다. 또한 이후 기지국은 상기 판단에 따라 단말과 데이터 신호를 송수신할 수 있다.

도 27은 본 명세서의 실시 예에 따라 precoding 집합을 자원에 따라 정의하는 방법 2로 단말이 동작하는 것을 도시한 것이다.

도 27을 참조하면, 단계 2700에서 단말은 기지국으로부터 기준 신호 및 채널 정보 보고와 관련된 설정 정보 중 적어도 하나를 전달 받는다.

단계 2710에서 상기 단말은 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수직방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 CSI-RS를 수신할 시간 및 주파수 자원에 따라 사전에 정의된 RI_V와 해당하는 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}가 어떤 것인 지를 확인할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 2710은 별도의 동작 없이 상기 단말이 기 설정된 정보를 기반으로 알 수도 있다.

단계 2720에서 상기 단말은 2D-CSI-RS에 사전에 정의된 수직방향의 precoding을 적용하여 얻은 채널 혹은 수평방향의 CSI-RS (H-CSI-RS)를 측정하여 채널의 rank를 구하고 기지국에 RI_H를 통하여 통보할 수 있다.

단계 2730에서 RI_H 통보 이 후 상기 단말은 최적의 precoding을 결정하기 위해서 사전에 정의된 RI_V와 도출된 RI_H에 해당하는 사전에 정의된 precoding 집합 {PMI_H, PMI_V}을 가정하여 최적의 precoding을 결정할 수 있다.

단계 2740에서 상기 단말은 상기 결정된 최적의 precoding 집합 중 PMI_H에 해당하는 값을 상기 기지국에 전달할 수 있다.

단계 2750에서 상기 단말은 상기 PMI_H에 대응하는 최대 데이터 전송률을 구해 CQI_HV를 통해 상기 기지국에 전달할 수 있다.

도 28은 본 명세서의 실시 예에 따라 FD-MIMO 시스템에서 기지국의 장치도를 도시한 것이다.

도 28을 참조하면, 실시 예를 따르는 기지국은 기지국 제어기(2800), 송신기(2810) 및 수신기(2820) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기지국 제어기(2800)는 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 송수신 되는 정보를 기반으로 상기 기지국 동작과 관련된 값을 판단할 수 있다.

실시 예에 따르는 기지국은 기지국 제어기(2800)를 이용하여 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS에 대하여 어떻게 설정할지를 판단할 수 있다.

실시 예에 따라 기지국 제어기(2800)는 상기 판단한 결과를 기반으로 하는 신호를 송신기(2810)를 제어하여 상기 단말에게 통보할 수 있다.

또한 상기 기지국 제어기(2800)는 단말이 전송할 채널상태정보를 어떻게 설정할지를 판단하고, 상기 판단 결과를 송신기(2810)를 제어하여 상기 단말에게 통보할 수 있다. 또한 기지국 제어기(2800)는 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS를 송신기(2810)를 제어하여 상기 단말에게 전송할 수 있다.

또한 실시 예에서 기지국 제어기(2800)는 단말의 CSI-RS 및 채널상태정보를 설정하고, 수신기(2820)를 제어하여 상기 단말이 통보하는 채널상태정보를 수신할 수 있다.

도 29는 본 명세서의 실시 예에 따라 FD-MIMO 시스템에서 단말의 장치도를 도시한 것이다.

도 29를 참조하면, 실시 예를 따르는 단말(단말기)은 단말 제어기(2900), 송신기(2910) 및 수신기(2920) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단말 제어기(2900)는 상기 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 송수신 되는 정보를 기반으로 상기 단말의 동작과 관련된 값을 판단할 수 있다.

실시 예에서 단말 제어기(2900)는 수신기(2920)를 제어하여, 상기 기지국으로부터 2D-CSI-RS 혹은 복수개의 CSI-RS에 대한 설정 정보 및 채널 상태정보를 어떻게 구성하여 기지국에게 보고 하는 것과 관련된 정보 중 하나 이상을 통보 받을 수 있다.

기지국에서 통보 받은 내용을 기반으로 단말 제어기(2900)는 상기 단말의 2D-CSI-RS 혹은 복수의 CSI-RS에 대한 수신을 제어할 수 있다.

또한 단말 제어기(2900)는 수신기(2920)을 제어하여, 복수 CSI-RS의 수신을 할 수 있다.

또한 단말 제어기(2900)는 수신된 복수 CSI-RS를 기반으로 생성된 채널상태정보를 생성하고, 상기 생성된 채널 상태 정보를 송신기(2910) 를 제어하여 상기 기지국에게 보고할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 기지국 송신 장비
110 : 송신 안테나
120, 130 : 송수신 신호

Claims (28)

1. 통신 시스템의 단말이 수행하는 채널 상태 정보 송수신 방법에 있어서,
   기지국으로부터 제2 PMI(precoding matrix indicator)에 연관된 가정될 수 있는 미리 결정된 프리코더(precoder)의 집합을 지시하는 정보를 RRC(radio resource control) 시그널링을 통해 수신하는 단계;
   채널 상태 정보 기준 신호(channel state information reference signal, CSI-RS) 에 관련된 제1 PMI를 획득하는 단계;
   상기 제1 PMI 및 적어도 하나의 가정된 제2 PMI를 기반으로 정의되는 적어도 하나의 프리코더를 기반으로 CQI(channel quality indicator)를 획득하는 단계; 및
   상기 기지국으로 상기 제1 PMI 및 상기 CQI를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 PMI 및 상기 제2 PMI 중 상기 제1 PMI만이 전송되는 것을 특징으로 하는 채널상태 정보 송수신 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프리코더는 각각의 서브밴드(subband)에 대응되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
4. 제1항에 있어서, RI (rank indicator)는 상기 단말과 상기 기지국 간에 공유되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
5. 삭제
6. 통신 시스템의 기지국이 수행하는 채널 상태 정보 송수신 방법에 있어서,
   단말로 제2 PMI(precoding matrix indicator)에 연관된 가정될 수 있는 미리 결정된 프리코더(precoder)의 집합을 지시하는 정보를 RRC(radio resource control) 시그널링을 통해 전송하는 단계; 및
   상기 단말로부터 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information reference signal, CSI-RS) 에 관련된 제1 PMI 및 CQI(channel quality indicator) 를 수신하는 단계를 포함하고,
   상기 CQI는 상기 제1 PMI 및 적어도 하나의 가정된 제2 PMI를 기반으로 정의되는 적어도 하나의 프리코더에 연관되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 PMI 및 상기 제2 PMI 중 상기 제1 PMI만이 수신되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프리코더는 각각의 서브밴드(subband)에 대응되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
9. 제6항에 있어서, RI (rank indicator)는 상기 단말과 상기 기지국 간에 공유되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 송수신 방법.
10. 삭제
11. 통신 시스템의 단말에 있어서,
    복수개의 안테나를 포함하고, 기지국과 신호를 송수신 하는 송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하고, 상기 기지국으로부터 제2 PMI(precoding matrix indicator)에 연관된 가정될 수 있는 미리 결정된 프리코더(precoder)의 집합을 지시하는 정보를 RRC(radio resource control) 시그널링을 통해 수신하고, 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information reference signal, CSI-RS) 에 관련된 제1 PMI를 획득하고, 상기 제1 PMI 및 적어도 하나의 가정된 제2 PMI를 기반으로 정의되는 적어도 하나의 프리코더를 기반으로 CQI(channel quality indicator)를 획득하고, 상기 기지국으로 상기 제1 PMI 및 상기 CQI를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 PMI 및 상기 제2 PMI 중 상기 제1 PMI만이 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프리코더는 각각의 서브밴드(subband)에 대응되는 것을 특징으로 하는 단말.
14. 제11항에 있어서, RI (rank indicator)는 상기 단말과 상기 기지국 간에 공유되는 것을 특징으로 하는 단말.
15. 삭제
16. 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    복수개의 안테나를 포함하고, 단말과 신호를 송수신 하는 송수신부;
    상기 송수신부를 제어하고, 상기 단말로 제2 PMI(precoding matrix indicator)에 연관된 가정될 수 있는 미리 결정된 프리코더(precoder)의 집합을 지시하는 정보를 RRC(radio resource control) 시그널링을 통해 전송하고, 상기 단말로부터 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information reference signal, CSI-RS) 에 관련된 제1 PMI 및 CQI(channel quality indicator) 를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 CQI는 상기 제1 PMI 및 적어도 하나의 가정된 제2 PMI를 기반으로 정의되는 적어도 하나의 프리코더에 연관되는 것을 특징으로 하는 기지국.
17. 제16항에 있어서, 상기 제1 PMI 및 상기 제2 PMI 중 상기 제1 PMI만이 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
18. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프리코더는 각각의 서브밴드(subband)에 대응되는 것을 특징으로 하는 기지국.
19. 제16항에 있어서, RI (rank indicator)는 상기 단말과 상기 기지국 간에 공유되는 것을 특징으로 하는 기지국.
20. 삭제
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