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KR101715939B1 - 채널 상태 정보 피드백 방법 및 장치 - Google Patents

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KR101715939B1
KR101715939B1 KR1020100055990A KR20100055990A KR101715939B1 KR 101715939 B1 KR101715939 B1 KR 101715939B1 KR 1020100055990 A KR1020100055990 A KR 1020100055990A KR 20100055990 A KR20100055990 A KR 20100055990A KR 101715939 B1 KR101715939 B1 KR 101715939B1
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Abstract

무선통신 시스템에서 단말의 채널상태정보 피드백 방법은 기지국으로부터 참조신호를 수신하는 단계; 상기 참조신호를 측정하여 제1 채널상태정보를 생성하는 단계; 상기 제1 채널상태정보를 기반으로 제2 채널상태정보를 생성하는 단계; 및 상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 채널상태정보는 단일 사용자 단일 셀 MIMO(multi input multi output) 모드의 채널상태정보이고, 상기 제2 채널상태정보는 다중 사용자 MIMO 모드 또는 다중 셀 협력전송 모드의 채널상태정보인 것을 특징으로 한다.

Description

채널 상태 정보 피드백 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL STATE INFORMATION FEEDBACK}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템의 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 피드백하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에는 무선통신 시스템의 성능과 통신용량을 극대화하기 위하여 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이 주목받고 있다. MIMO 기술은 지금까지 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 방법이다. MIMO 시스템을 다중안테나(Multiple antenna) 시스템이라고도 한다. MIMO 기술은 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다. 그 결과, 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
MIMO 시스템에서 단말은 기지국으로 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 피드백한다. 이 때 채널 상태 정보는 다양한 정보를 통해 피드백될 수 있는데, 예를 들면 PMI(precoding matrix index), CQI(channel quality indicator), RI(rank indicator) 등을 통해 피드백될 수 있다. 단말은 기지국이 전송하는 참조신호를 이용하여 채널 측정을 수행하고, 채널 측정 수행결과를 기반으로 선호하는 PMI, RI를 기지국으로 피드백한다. 선호하는 PMI, RI는 주어진 채널 상태 하에서 기지국에 의해 사용되는 경우, 가장 높은 전송률을 낼 수 있을 것으로 판단되는 PMI, RI일 수 있다. CQI는 단말이 피드백하는 PMI, RI에서 적절한 패킷 에러 발생률을 보장하는 변조 및 코딩 방법(modulation and coding scheme, MCS)를 나타낸다. 기지국은 단말이 피드백하는 채널 상태 정보를 스케줄링에 이용할 수 있다.
종래 3GPP LTE(Long Term Evolution)에서는 단말이 CQI/PMI/RI를 계산하는 과정에 있어서, 단말은 단일 셀 단일 사용자 MIMO를 가정한다. 다시 말해 단말은 서빙 기지국이 전체 전송 전력(transmission power)을 자신에게 할당한다고 가정하고, 또한 서빙 기지국이 이웃 셀의 기지국과 다중 셀 협력 통신(cooperative multi-points transmission and reception, CoMP)방식으로 동작하지 않는다는 가정 하에 CQI/PMI/RI를 계산한다. 단일 셀 단일 사용자 MIMO는 LTE 시스템의 MIMO에서 기본적인 동작방법이다. 이하 단일 셀 단일 사용자 MIMO를 노멀 동작(normal operation)이라 약칭한다.
기지국은 노멀 동작뿐 아니라 다중 사용자 MIMO 모드 또는 다중 셀 협력 통신 방법(Cooperative multi point transmission and reception, CoMP) 모드로 동작할 수도 있다. 기존 LTE 시스템에서 규정된 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법은 이러한 다중 사용자 MIMO 모드, CoMP 모드에 그대로 적용하기는 어렵다. 상술한 바와 같이 단말은 채널 상태 정보를 계산하는 과정에서 노멀 동작을 가정하기 때문이다.
따라서, 기지국- 단말 간에 다양한 전송 모드 예컨대, 다중 사용자 MIMO와 CoMP를 지원하기 위해서는 현재 LTE 시스템에서 정의되어 있는 CQI/PMI/RI 피드백 방법과 다른 CSI 피드백 방법이 요구된다.
무선통신 시스템의 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 피드백하는 방법 및 장치를 제공하자고 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 단말의 채널상태정보 피드백 방법은 기지국으로부터 참조신호를 수신하는 단계; 상기 참조신호를 측정하여 제1 채널상태정보를 생성하는 단계; 상기 제1 채널상태정보를 기반으로 제2 채널상태정보를 생성하는 단계; 및 상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 채널상태정보는 단일 사용자 단일 셀 MIMO(multi input multi output) 모드의 채널상태정보이고, 상기 제2 채널상태정보는 다중 사용자 MIMO 모드 또는 다중 셀 협력전송 모드의 채널상태정보인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보는 CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix index) 및 RI(rank indicator)를 포함할 수 있다.
상기 제1 채널상태정보는 제1 프리코딩 행렬을 지시하는 제1 PMI를 포함하고, 상기 제2 채널상태정보는 제2 프리코딩 행렬을 지시하는 제2 PMI를 포함하되, 상기 제2 프리코딩 행렬은 상기 제1 프리코딩 행렬의 행 벡터 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 PMI는 상기 제2 프리코딩 행렬을 구성하는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터에 대한 정보를 포함한다.
상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작은 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터들 중 상기 제2 프리코딩 행렬에 포함되는 열 벡터들을 비트맵으로 나타낼 수 있다.
상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작고 고정된 값인 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬에서 상기 고정된 값과 동일한 개수의 열 벡터를 지시할 수 있다.
상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작은 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터들 중 상기 제2 프리코딩 행렬에서 제외되는 열 벡터를 나타낼 수 있다.
상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작은 경우,상기 제2 PMI는 축소된 코드북 내에 포함된 제2 프리코딩 행렬을 지시하되, 상기 축소된 코드북은 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수에 따라 정해지는 코드북에서 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 중 일부의 열 벡터만으로 구성된 행렬들만 선택되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 프리코딩 행렬을 구성하는 열 벡터가 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터들의 선형 결합으로 구성되는 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 각각에 대한 계수를 포함할 수 있다.
상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 큰 경우, 상기 제2 PMI는 축소된 코드북 내에 포함된 제2 프리코딩 행렬을 지시하되, 상기 축소된 코드북은 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수에 따라 정해지는 코드북에서 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 전부를 포함하는 행렬들만 선택되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단말은 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 참조신호를 수신하고, 상기 참조신호를 측정하여 제1 채널상태정보를 생성하고, 상기 제1 채널상태정보를 기반으로 제2 채널상태정보를 생성하며, 상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송하되, 상기 제1 채널상태정보는 단일 사용자 단일 셀 MIMO(multi input multi output) 모드의 채널상태정보이고, 상기 제2 채널상태정보는 다중 사용자 MIMO 모드 또는 다중 셀 협력전송 모드의 채널상태정보인 것을 특징으로 한다.
피드백 정보의 증가를 최소화하면서, 단말이 다양한 전송 모드에 대한 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 기지국-단말 간에 단일 셀 단일 사용자 MIMO 모드, 다중 사용자 MIMO, CoMP 모드 등과 같은 다양한 전송 모드를 동적으로 변경하면서 적용할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조의 예를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 다중 셀 환경에서 통신하는 단말을 나타낸 도면이다.
도 7은 노멀 CSI와 MU-MIMO/CoMP CSI를 피드백하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 8은 노멀 CSI와 MU-MIMO CSI/CoMP CSI를 피드백하는 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 피드백 방법을 나타낸다.
도 10은 다중 반송파 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 11은 다중 반송파 시스템의 다른 예를 나타낸다.
도 12는 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.
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) 등과 같은 다양한 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 사용될 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(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 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)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE(Release 8)/LTE-A(Release 10)를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 다중 안테나를 지원할 수 있다. 전송기는 다수의 전송 안테나(transmit antenna)를 사용하고, 수신기는 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용할 수 있다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림(stream)을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다. 전송기 및 수신기가 다수의 안테나를 사용하면, 무선 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템으로 불릴 수 있다.
MIMO 시스템에는 다양한 전송 기법이 사용될 수 있다. 전송 기법은 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하는 기법을 의미한다. 예를 들어, 전송 기법에는 단일 안테나 기법, MIMO 전송 기법 등이 있다.
MIMO 전송 기법에는 송신 다이버시티(transmit diversity), 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 빔형성(beamforming) 등이 있다. 송신 다이버시티는 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송 신뢰도를 높이는 기술이다. 공간 다중화는 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송하여 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 빔 형성은 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가하여 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시키기 위해 사용된다. 이때, 가중치는 가중치 벡터(weight vector) 또는 가중치 행렬(weight matrix)로 표시될 수 있고, 이를 프리코딩 벡터(precoding vector) 또는 프리코딩 행렬(precoding matrix)이라 한다.
공간 다중화는 단일 사용자에 대한 공간 다중화와 다중 사용자에 대한 공간 다중화가 있다. 단일 사용자에 대한 공간 다중화는 SU-MIMO(Single User MIMO)라고도 하며, 다중 사용자에 대한 공간 다중화는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 혹은 MU-MIMO(Multi User MIMO)로 불린다.
MIMO 전송 기법은 RRC(radio resource control)와 같은 상위계층(higher layer) 시그널링에 의해 반정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조의 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 정보 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다. 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N_DL 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N_DL은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(transmission bandwidth)에 종속한다. LTE에서 N_DL은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(index pair) (k, ℓ)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N_DL×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, ℓ(ℓ=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수는 CP(cyclic prefix)의 길이, 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 도 3의 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하향링크 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 제1 슬롯(1st slot)의 앞선 3 OFDM 심벌들은 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 데이터 영역(data region)이 된다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심벌을 포함하는 것은 예시에 불과하다.
데이터 영역에는 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당될 수 있다. PDSCH 상으로는 하향링크 데이터가 전송된다.
제어영역에는 PCFICH(physical control format indicator channel), PHICH(physical HARQ(hybrid automatic repeat request) indicator channel), PDCCH(physical downlink control channel) 등의 제어채널이 할당될 수 있다.
PCFICH는 단말에게 서브프레임 내에서 PDCCH들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 개수에 관한 정보를 나른다(carry). PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수는 매 서브프레임마다 변경될 수 있다. PHICH는 상향링크 데이터에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(negative acknowledgement)을 나른다.
PDCCH는 하향링크 제어정보를 나른다. 하향링크 제어정보에는 하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 스케줄링 정보 또는 상향링크 파워 제어 명령 등이 있다. 하향링크 스케줄링 정보는 하향링크 그랜트(grant)라고도 하고, 상향링크 스케줄링 정보는 상향링크 그랜트라고도 한다. 하향링크 그랜트는 하향링크 데이터가 전송되는 시간-주파수 자원을 지시하는 자원 할당 필드, 하향링크 데이터의 MCS(modulation coding scheme) 레벨을 지시하는 MCS 필드 등을 포함할 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역(region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록(RB) 쌍(pair, 51, 52)으로 할당되고, RB 쌍에 속하는 RB들(51,52)은 2개의 슬롯들 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
PUCCH는 다중 포맷을 지원할 수 있다. 즉, 변조 방식(modualtion scheme)에 따라 서브프레임당 서로 다른 비트 수를 갖는 상향링크 제어 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, BPSK(Binary Phase Shift Keying)을 사용하는 경우(PUCCH 포맷 1a) 1비트의 상향링크 제어 정보를 PUCCH 상으로 전송할 수 있으며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)을 사용하는 경우(PUCCH 포맷 1b) 2비트의 상향링크 제어 정보를 PUCCH 상으로 전송할 수 있다. PUCCH 포맷은 이외에도 포맷 1, 포맷 2, 포맷 2a, 포맷 2b 등이 있다(이는 3GPP TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 5.4절을 참조할 수 있다).
도 6은 다중 셀 환경에서 통신하는 단말을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바에 따르면 단말은 서로 다른 셀에 위치한 복수의 기지국들과 통신을 수행한다. 일반적으로 다중 셀 통신 시스템에서 각 셀이 다른 셀들을 고려하지 않고, 동일한 시간 및 주파수 대역에서 단말간의 송수신이 이루어지게 될 경우 셀 경계에 가깝게 위치한 단말일수록 다른 셀들로부터의 간섭으로 인하여 성능이 매우 열악해진다.
이러한 간섭에 의한 성능 악화 현상을 극복하기 위하여 지금까지 여러 기법들이 연구되었으며, 그 중 한 기법으로서 다중 셀 협력통신(Cooperative Multi Points Transmission and Receptions, CoMP)을 이용하는 경우 간섭의 영향을 효과적으로 제거하여 전체 시스템의 전송률을 향상시킬 수 있다. 다중 셀 협력통신(Cooperative Multiple Points Transmission and Receptions, CoMP)은 복수의 셀이 협력하여 단말과 같은 목적국에게 신호를 전송하는 통신방식을 의미한다.
예를 들어, 단말(200)이 제1 셀(Cell 1)에 속해 있다면, 제1 셀(Cell 1)은 서빙 셀이고, 제1 기지국(1)은 서빙 기지국이다. 단말(200)은 제1 셀(Cell 1), 제2셀(Cell 2) 및 제3 셀(Cell 3)의 경계에 위치할 수 있다. 이러한 경우, 단말(200)은서빙 기지국인 제1 기지국(1)뿐 아니라, 인접 기지국들인 제2 기지국(2) 및 제3 기지국(3)로부터도 영향을 받을 수 있다. 따라서, 제1 기지국(1), 제2 기지국(2) 및 제3 기지국(3)이 단말(200)에게 협조적으로 데이터 신호를 전송하면, 간섭 신호를 최소화하여 단말(200)의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
다중 셀 협력통신은 CS(coordinated scheduling)방식과 JP(joint processing) 방식으로 나눌 수 있다. 임의의 특정 시간에 대하여, CS방식은 다중 셀 협력통신에 참여하는 다수의 셀 중 하나의 셀만이 전송을 수행하는 방식이고 JP방식은 다중 셀 협력통신에 참여하는 다수의 셀 중 복수의 셀이 전송을 수행하는 방식이다.
이제 단말이 기지국으로 피드백하는 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 설명한다.
채널 상태 정보는 단말이 참조신호를 측정하여 전송 링크(예컨대, 하향링크)에 대한 채널 상태를 나타내는 정보를 의미한다. 채널 상태 정보는 예를 들어, CQI(channel quality indicator), PMI(precoding matrix indicator), RI(rank indicator) 등을 포함할 수 있다. 또는 CQI/PMI/RI에 의해 도출되는 정보를 의미할 수도 있다.
CQI는 채널에 적합한 MCS(modulation and coding scheme) 레벨을 지시한다. CQI 전송 시 다음 중 어느 하나의 압축 기법이 사용될 수 있다.
1. 광대역 피드백(wideband feedback): 광대역 피드백은 전체 시스템 대역에 대한 하나의 CQI 값이 피드백되는 방식이다.
2. 단말 선택적 서브밴드 피드백(UE-selected sub-band feedback): 단말 선택적 서브밴드 피드백은 단말이 각 서브밴드의 채널 품질을 추정한 후 품질이 좋은 복수의 서브밴드를 선택한다. 그리고 선택된 복수의 서브밴드에 대한 평균적인 CQI 값을 피드백하는 방식이다.
3. 상위 계층 설정 서브밴드 피드백(higer-layer configured sub-band feedback): 상위 계층 설정 서브밴드 피드백은 상위 계층에서 설정된 각 서브밴드에 대하여 개별적 CQI를 피드백하는 방식이다.
PMI는 코드북 기반의 프리코딩에서 프리코딩 행렬에 대한 정보를 제공한다. PMI는 MIMO(multiple input multiple output)와 관련된다. MIMO에서 PMI가 피드백되는 것을 페루프 MIMO(closed loop MIMO)라 칭한다. 기지국의 하향링크 전송 모드는 예를 들어, 다음 7가지로 구분될 수 있는데, PMI 피드백은 하향링크 전송 모드 중에서 4, 5, 6에서만 사용될 수 있다.
1. 단일 안테나 포트: 프리코딩을 하지 않는 모드이다.
2. 전송 다이버시티: 전송 다이버시티는 SFBC(space frequency block coding)를 사용하는 2개 또는 4개의 안테나 포트에 사용될 수 있다.
3. 개방 루프 공간 다중화: RI 피드백에 기반한 랭크 적응이 가능한 개방 루프 모드이다. 랭크가 1인 경우 전송 다이버시티가 적용될 수 있다. 랭크가 1보다 큰 경우 큰 지연 CDD(large delay CDD)가 사용될 수 있다.
4. 페루프 공간 다중화: 동적 랭크 적응을 지원하는 프리 코딩 피드백이 적용되는 모드이다.
5. 다중 사용자 MIMO(multi user MIMO, MU-MIMO)
6. 페루프 랭크 1 프리코딩
7. 단일 안테나 포트: 단말 특정적 참조신호가 사용되는 경우 빔포밍에 사용될 수 있는 모드이다.
RI는 단말이 추천하는 레이어의 수 또는 랭크에 대한 정보이다. 즉, RI는 공간 다중화에 사용될 수 있는 스트림의 수를 나타낸다. MIMO 채널의 용량은 안테나 수에 비례하여 증가하며, MIMO 채널은 독립 채널로 분해될 수 있다. 송신 안테나의 수를 Nt, 수신 안테나의 수를 Nr 이라 할 때, 독립 채널의 수 Ni 는 Ni ≤ min{Nt, Nr}이 된다. 각각의 독립 채널은 공간 계층(spatial layer)이라 할 수 있다. 랭크(rank)는 MIMO 채널 행렬의 영이 아닌 고유값(non-zero eigenvalue)의 수로, 다중화될 수 있는 공간 스트림의 수로 정의될 수 있다.
RI는 단말이 공간 다중화를 사용하는 MIMO 모드에서 동작하는 경우에만 피드백된다. 즉, RI는 상술한 하향링크 전송 모드 중에서 3, 4의 경우에만 피드백될 수 있다. 예를 들어, 단일 안테나 포트 모드나 전송 다이버시티 모드에서는 RI가 피드백되지 않는다. RI는 2 x 2 안테나 구성에서는 1 또는 2의 값을 가지고, 4 x 4 안테나 구성에서는 1 내지 4 중 하나의 값을 가질 수 있다.
RI는 항상 하나 이상의 CQI 피드백과 관련된다. 즉, 피드백되는 CQI는 특정한 RI 값을 가정하고 계산된다. 채널의 랭크는 일반적으로 CQI보다 느리게 변화하기 때문에 RI는 CQI보다 적은 횟수로 피드백될 수 있다. 예를 들어, RI의 전송 주기는 CQI/PMI 전송 주기의 배수일 수 있다. RI는 전체 시스템 대역에 대해 주어지며 주파수 선택적인 RI 피드백은 지원되지 않는다.
상술한 채널 상태 정보를 전송하는 방식은 주기적 전송과 비주기적 전송이 있다. 주기적 전송은 보통 PUCCH를 통해 전송되나 PUSCH를 통해 전송될 수도 있다. 비주기적 전송은 기지국이 보다 정밀한 채널 상태 정보가 필요한 경우 단말에게 요청하여 수행된다. 비주기적 전송은 PUSCH를 통해 수행된다. PUSCH를 사용하기 때문에 보다 용량이 크고 자세한 채널 상태 리포팅이 가능하다. 주기적 전송과 비주기적 전송이 충돌하면 비주기적 전송만이 전송된다.
CQI/PMI/RI와 같은 피드백되는 채널 상태 정보는 기지국이 먼저 예약자원정보를 전송하고, 단말은 예약자원정보에 따른 무선자원 중 선택한 무선자원을 통해 기지국으로 채널 정보를 피드백할 수 있다.
기존 LTE 시스템에서 단말은 채널 상태 정보를 계산하는 과정에서 단일 셀 단일 사용자 MIMO(노멀 동작)를 가정한다. 즉, 단말은 서빙 기지국이 전체 전송 전력(transmission power)을 자신에게 할당한다고 가정하고, 또한 서빙 기지국이 이웃 셀의 기지국과 다중 셀 협력 통신(cooperative multi-points transmission and reception, CoMP)방식으로 동작하지 않는다는 가정 하에 CQI/PMI/RI를 계산한다. 단말이 이러한 가정 하에 동작하는 것이 LTE 시스템에서는 적절하다. 왜냐하면, LTE 시스템은 단일 사용자 MIMO를 위한 CSI 리포트를 사용하여 가장 간단한 형태의 다중 사용자 MIMO를 지원하기 때문이다. 즉, 다중 사용자 MIMO에서 단일 사용자 MIMO를 위한 CSI 리포트를 이용하며 그 결과 발생할 수 있는 CSI의 오류는 보정하지 않는다. 또한, LTE 시스템은 CoMP 방식을 명시적으로 구현하지는 않는다. 즉, 복수의 셀에서 동일한 신호를 전송하는 환경은 고려되지 않았다.
그러나, LTE-A 시스템에서는 다중 사용자 MIMO를 좀 더 세련된 형태로 이용하고자 하며, CoMP 방식을 명시적으로 사용하고자 한다. 따라서, 현재 LTE 시스템에서 정의되어 있는 CSI 피드백 방식은 새로 도입되는 동작(예컨대, MU-MIMO/CoMP)에 적용하기에 충분하지 않다. 예컨대, 다음 2 가지가 문제될 수 있다.
첫째로 다중 사용자 MIMO가 적용되는 경우, 서빙 기지국의 전체 전송 전력 중 일부의 전송 전력만이 단일 사용자에게 할당된다. 따라서, 정확한 CSI 피드백을 위해서는 각 단말이 CQI/PMI/RI를 계산할 때 자신에게 할당된 전송 전력을 고려하여야 한다. 각 단말이 자신에게 할당된 전송 전력을 고려하여 계산한 최적의 랭크는 노멀 동작(즉, 단일 셀 단일 사용자 MIMO)을 가정하고 계산한 최적의 랭크와 다른 값일 수 있다. 일반적으로 다중 사용자 MIMO 동작 시 최적의 랭크는 단일 사용자 MIMO 동작 시 최적의 랭크보다 작다. 왜냐하면 단말에 할당되는 전송 전력이 줄어들게 되고 단말 간 간섭이 존재하기 때문이다.
둘째로 CoMP가 적용되는 경우, 단말은 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference, ICI)의 감소, 원하는 신호의 수신률 증가 등의 이유로 단일 셀 환경보다 훨씬 개선된 채널 상태에서 동작할 수 있다. 즉, CoMP가 적용되면 최적의 랭크가 단일 셀 환경 하에서보다 증가하게 될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 7 또는 도 8을 참조하여 설명할 방법이 사용될 수 있다.
도 7은 노멀 CSI와 MU-MIMO/CoMP CSI를 피드백하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 단말은 노멀 동작에서의 CSI와 함께 MU-MIMO 및/또는 CoMP를 위한 CSI를 추가로 피드백할 수 있다. 즉, 단말은 2가지 서로 다른 종류의 CSI를 동시에 피드백할 수 있다. 2가지 CSI 중 하나는 노멀 동작을 위한 CSI이고, 다른 하나는 MU-MIMO/CoMP를 위한 CSI이다. 이러한 방법은 정확한 CSI 피드백이 가능하다는 장점이 있으나, 추가적이고 독립적인 방법으로 별도의 정보(MU-MIMO/CoMP CSI)를 피드백하므로 피드백 오버헤드가 증가하는 문제가 있다. 이하에서 편의상 단말이 노멀 동작, MU-MIMO 동작, CoMP 동작을 가정하고 기지국에게 피드백하는 채널 상태 정보를 차례로 노멀 CSI, MU-MIMO CSI, CoMP CSI라 약칭한다.
도 8은 노멀 CSI와 MU-MIMO CSI/CoMP CSI를 피드백하는 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 기지국-단말 간에 몇 가지 다른 CSI 피드백 모드를 정하고, 각 단말이 그 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 설정하는 방법이 있다.
예컨대, 기지국은 CSI 피드백 설정 메시지를 통해 단말 1은 노멀 동작 모드, 단말 2는 MU-MIMO/CoMP 동작 모드로 설정할 수 있다. 그러면, 단말 1은 노멀 CSI를 기지국으로 피드백하고, 단말 2는 MU-MIMO CSI/CoMP CSI를 기지국으로 피드백한다. 즉, 각 단말이 하나의 CSI 피드백 모드로 동작하므로 피드백되는 정보의 양이 추가적으로 증가하는 문제는 없다. 그러나, CSI 피드백 모드가 상위 계층 신호에 의해 반 정적(semi-static)으로 설정되기 때문에, 기지국-단말 간에 노멀 동작과 MU-MIMO/CoMP 동작의 동적(dynamic) 변경을 지원하는 것은 어려울 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하여 설명한 방법들은 상술한 바와 같이 문제가 있으므로, 새로운 채널 상태 정보 피드백 방법이 요구된다. 이제 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 피드백 방법을 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 피드백 방법을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 기지국은 단말에게 MU-MIMO/CoMP 동작에 대한 가정 정보(hypothesis information, 이하 가정 정보)를 전송한다(S100). 단말은 MU-MIMO/CoMP CSI를 계산하는 과정에서 전송 모드에 관한 몇 가지 가정이 필요하다. 예를 들면 1. MU-MIMO에 적용되는 기법 즉, 제로 포싱(zero-forcing), MMSE 등에 대한 가정, 2. 동일한 무선자원에서 서빙받는 단말의 수, 3. 전송 전력 할당, 4. CoMP가 적용되는 방식 즉, JP방식이냐 CS 방식이냐 등의 정보, 5. CoMP에 침여하는 셀 정보 등에 관한 가정이 필요할 수 있다. 가정 정보는 단말이 MU-MIMO/CoMP CSI를 계산하는데 필요한 가정에 대한 값을 제공할 수 있으며 상위 계층 신호 또는 PDCCH를 통한 물리 계층 신호로 단말에게 전송될 수 있다.
기지국은 참조 신호를 전송한다(S200). 무선 통신 시스템에서는 채널 측정(channel measurement), 정보 복조(demodulation) 등을 위하여 전송기와 수신기가 모두 알고 있는 신호가 필요하며 이러한 신호를 참조신호(reference signal, RS)라 한다. 참조신호는 파일럿(pilot)으로도 불릴 수 있다. 참조신호는 상위계층으로부터 유래된 정보를 나르지 않고, 물리계층(physical layer)에서 생성될 수 있다.
참조신호는 미리 정의된 참조신호 시퀀스가 곱해져 전송될 수 있다. 참조신호 시퀀스는 이진 시퀀스(binary sequence) 또는 복소 시퀀스(complex sequence)일 수 있다. 예를 들어, 참조신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스, m-시퀀스 등을 이용할 수 있다. 다만 이는 예시일 뿐, 참조신호 시퀀스에 특별한 제한은 없다. 기지국이 참조신호에 참조신호 시퀀스를 곱해서 전송할 경우, 단말은 인접 셀의 신호가 참조신호에 미치는 간섭을 감소시킬 수 있다. 이를 통해 채널추정 성능이 향상될 수 있다.
참조신호는 공용 참조신호(common RS)와 전용 참조신호(dedicated RS)로 구분될 수 있다.
공용 참조신호는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조신호이다. 셀 내 모든 단말들은 공용 참조신호를 수신할 수 있다. 셀 간 간섭을 피하기 위해, 공용 참조신호는 셀에 따라 정해질 수 있다. 이 경우, 공용 참조신호는 셀 특정 참조신호(cell-specific RS)라고도 한다. 공용 참조신호는 채널 측정과 정보 복조에 사용될 수 있다. 채널 측정만을 위한 참조신호의 예로 CSI-RS(channel state information-RS)가 있다.
전용 참조신호는 셀 내 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 수신하는 참조신호이다. 다른 단말은 전용 참조신호를 이용할 수 없다. 전용 참조신호는 단말 특정 참조신호(UE-specific RS)라고도 한다. 전용 참조신호는 특정 단말의 하향링크 데이터 전송을 위해 할당된 자원블록을 통해서 전송될 수 있다. 전용 참조신호는 정보 복조에 사용될 수 있다.
상기 기지국이 전송하는 참조 신호는 CSI-RS일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
단말은 노멀 CSI를 생성한다(S300). 단말은 노멀 CSI를 기반으로 MU-MIMO/CoMP CSI를 생성한다(S400). 즉, 단말은 다양한 전송 모드에 관하여 채널 상태 정보를 생성한다. MU-MIMO/CoMP CSI는 다양한 전송 모드에 대한 예시이다. 단말이 노멀 CSI를 기반으로 MU-MIMO/CoMP CSI를 생성하는 과정에 대해서는 상세히 후술한다.
단말은 노멀 CSI와 MU-MIMO/CoMP CSI를 기지국으로 피드백한다(S500). 기지국은 노멀 CSI와 MU-MIMO/CoMP CSI를 참고하여 단말에 대한 전송 모드를 결정하고 스케줄링을 수행할 수 있다.
이제 단말이 노멀 CSI를 기반으로 MU-MIMO CSI 또는/및 CoMP CSI를 생성하고 피드백하는 방법에 대해 설명한다.
노멀 CSI, MU-MIMO CSI, CoMP CSI 각각은 CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix indicator), RI(rank indicator) 등을 포함할 수 있다. 이 중에서 먼저 PMI에 대해 설명한다.
노멀 CSI에 포함되는 PMI 정보에 의해 지시되는 프리코딩 행렬(precoding matrix, PM)은 단말이 기지국으로부터 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있는 신호 서브스페이스(signal subspace)를 이미 기술하고 있을 수 있다. 따라서, MU-MIMO/CoMP 동작을 위해 전송 랭크가 줄어드는 경우 최적의 PM은 노멀 동작에서 선호되는 PM에 의해 스팬(span)되는 신호 서브스페이스의 서브셋(subset)일 수 있다.
예를 들어, 기지국이 MU-MIMO를 적용하여 단말에게 전송 전력과 같은 자원 전체를 할당할 수 없는 경우 전송 랭크가 줄어들게 될 수 있다. 단말은 노멀 CSI에 포함되는 PMI 정보에 의해 지시되는 프리코딩 행렬이 기지국으로부터 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있는 신호 서브스페이스를 기술하고 있다는 점을 이용한다. 즉, 단말은 노멀 동작에서 선호되는 PM의 구성 벡터들을 이용하여 MU-MIMO의 최적의 PM을 선택할 수 있다.
기지국과 단말 간의 채널이 행렬
Figure 112016118617566-pat00001
로 주어지고, 상기 행렬
Figure 112016118617566-pat00002
가 특이치 (singular value)
Figure 112016118617566-pat00003
에 대하여 특이치 분해(singular value decomposition)되어
Figure 112016118617566-pat00004
와 같이 주어진다고 가정하자. 여기서,
Figure 112016118617566-pat00005
는 행렬
Figure 112016118617566-pat00006
의 허미션(Hermitian) 행렬로, 행렬
Figure 112016118617566-pat00007
의 복소 트랜스포즈(conjugate transpose) 행렬을 의미한다. 또한, 노멀 동작의 최적 랭크가
Figure 112016118617566-pat00008
으로 주어진다고 가정한다. 그러면, 노멀 동작의 최적 PM은
Figure 112016118617566-pat00009
개의 직교 백터(orthogonal vector)
Figure 112016118617566-pat00010
으로 기술되는 신호 서브스페이스를 스팬한다. 여기서,
Figure 112016118617566-pat00011
은 상기 행렬
Figure 112016118617566-pat00012
의 n 번째 열 벡터(column vector)로 n번째로 큰 특이치
Figure 112016118617566-pat00013
에 대응하는 우측 특이 벡터(right singular vector)이다.
MU-MIMO 동작에 대한 최적의 랭크가
Figure 112016118617566-pat00014
(여기서,
Figure 112016118617566-pat00015
)로 줄어들게 된다고 가정하면, MU-MIMO 동작에 대한 최적의 PM은
Figure 112016118617566-pat00016
개의 직교 백터
Figure 112016118617566-pat00017
으로 기술되는 신호 서브스페이스를 스팬한다. 이것은
Figure 112016118617566-pat00018
개로 줄어든 랭크에 대한 최적의 PM은, 단지 노멀 동작에서 선호되는 PM의 열 벡터들 중에서 적절히 선택될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 단말은 노멀 동작에 대한 PM으로부터 선택된 열 벡터(들)을 지시하는 정보를 MU-MIMO CSI 정보로 전송할 수 있다.
노멀 동작에서 선호되는 PM이
Figure 112016118617566-pat00019
으로 주어진다고 가정하자. 그리고 예를 들어, MU-MIMO 동작에서 랭크가 줄어든 경우 적용할 수 있는 최적 PM을 C라고 표시하면, C는 다음 4가지 방법 중 어느 하나의 방법으로 나타낼 수 있다. 즉, MU-MIMO CSI 정보에 포함된 PMI는 다음 4가지 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 단말로부터 기지국으로 전송될 수 있다.
1. 노멀 동작에서 선호되는 PM의 각 프리코딩 벡터(즉, 열 벡터)가 포함되는지 여부를 나타내는 비트맵(bitmap)으로 MU-MIMO CSI의 PMI가 주어질 수 있다. 비트맵은 n번째 프리코딩 벡터(즉, B의 n번째 열 벡터)
Figure 112016118617566-pat00020
이 랭크 C에 대한 PM에 포함된다면 n번째 비트값을 '1'로 하고 포함되지 않으면 '0'으로 할 수 있다(물론 반대로 값을 줄 수도 있다).
예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00021
(즉,
Figure 112016118617566-pat00022
)이라면, 단말은 3비트 비트맵으로 MU-MIMO CSI의 PMI 정보를 전송할 수 있다. 비트맵의 값과 그 의미는 다음 표와 같을 수 있다.
Figure 112016118617566-pat00023
상기 표 1에서 단말이 MU-MIMO CSI의 PMI 정보로 '101'을 전송하는 경우, 노멀 동작에서의 PMI에 포함되는 첫번째 프리코딩 벡터(첫번째 열 벡터)와 세번째 프리코딩 벡터(세번째 열 벡터)가 포함된다는 것을 의미한다. 즉, C = [B1 B3]이다. 이 때 C의 열 벡터의 위치는 PM 코드북에 따라 순서가 바뀔 수 있다. 예를 들어, PM 코드북에 [B1 B3] 대신 [B3 B1]을 포함하고 있다면 단말은 C=[B3 B1]을 피드백할 수 있다.
2. MU-MIMO CSI의 PMI 정보는 C를 구성하는 노멀 동작 최적 PM의 프리코딩 벡터에 대한 인덱스로 주어질 수 있다. 이러한 경우, 시그널링을 간단히 하기 위해
Figure 112016118617566-pat00024
를 고정된 값 예컨대, 1로 제한할 수 있다.
예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00025
(즉,
Figure 112016118617566-pat00026
)이고,
Figure 112016118617566-pat00027
=1 이라면, MU-MIMO CSI의 PMI 정보는 2비트로 주어질 수 있다. 그러면, 2비트 정보 각각에 대하여 줄어든 랭크에 대한 최적 PM은 다음 표와 같이 구성될 수 있다.
Figure 112016118617566-pat00028
3. MU-MIMO CSI의 PMI 정보는 노멀 동작의 최적 PM에서 제외되어야 하는 프리코딩 벡터의 인덱스를 나타낼 수 있다. 즉, 줄어든 랭크에 대한 최적의 PM인 C를 구성하는데 있어, 노멀 동작의 PM에서 제외되어야 할 프리코딩 벡터를 나타낼 수 있다. 줄어든 랭크
Figure 112016118617566-pat00029
는 시그널링을 간단히 하기 위해
Figure 112016118617566-pat00030
로 제한할 수 있다.
예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00031
(즉,
Figure 112016118617566-pat00032
)이고,
Figure 112016118617566-pat00033
=2 라면, MU-MIMO CSI의 PMI 정보는 2비트로 주어질 수 있다. 그러면, 2비트 정보 각각에 대하여 줄어든 랭크에 대한 PM은 다음 표와 같이 구성될 수 있다.
Figure 112016118617566-pat00034
예를 들어, MU-MIMO CSI의 PMI 정보가 '01'로 주어지는 경우 B의 첫번째 프리코딩 벡터가 제외된다는 것을 의미한다. 물론, 표 3과 다른 방법으로 제외되는 프리코딩 벡터가 맵핑될 수 있음은 당연하다.
4. MU-MIMO CSI의 PMI 정보는 노멀 동작에서의 PM인 B의 프리코딩 벡터들(열 벡터들)로부터 생성된 코드북 셋트에서 선택된 행렬에 대한 인덱스 형태로 주어질 수 있다.
Figure 112016118617566-pat00035
랭크에서 코드북 사이즈 M인 코드북이 생성될 수 있다. 이러한 코드북에 포함되는 행렬들을
Figure 112016118617566-pat00036
이라고 하자. 단말은 상기 코드북에 포함된 행렬들 중에서 열 벡터가 모두 노멀 동작에서의 최적 PM인 B의 열 벡터로 구성된 행렬을 선택한다. 예를 들어, 행렬
Figure 112016118617566-pat00037
에 포함된 열 벡터가 모두 B에 포함되면 상기 행렬
Figure 112016118617566-pat00038
을 선택하는 것이다(B의 열 벡터를 제외한 열 벡터가 포함되는 행렬은 제외된다). 선택된 행렬들로 구성된 코드북을 축소된 코드북(reduced codebook)이라 칭할 수 있다. 단말은 축소된 코드북 내에서 MU-MIMO 동작에 대한 최적 PM을 결정한 후 그 최적 PM의 인덱스를 MU-MIMO CSI의 PMI정보로 피드백한다.
예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00039
(즉,
Figure 112016118617566-pat00040
)이고,
Figure 112016118617566-pat00041
=2 인 경우, 축소된 코드북에
Figure 112016118617566-pat00042
,
Figure 112016118617566-pat00043
과 같이 2개의 PM이 포함될 수 있다. 이 경우, MU-MIMO CSI의 PMI 정보는 1 비트로 주어질 수 있다. 1 비트의 값이 '0'이면 C 가
Figure 112016118617566-pat00044
이고, 상기 1 비트의 값이 '1'이면 C가
Figure 112016118617566-pat00045
임을 나타낼 수 있다. 즉, MU-MIMO CSI의 PMI정보는 축소된 코드북에서 몇 번째 행렬이 줄어든 랭크에 대한 최적의 PM인지를 나타낼 수 있다. 기지국-단말 간에서 각 랭크에 대한 코드북은 미리 정의되어 있을 수 있다. 기지국은 노멀 CSI의 PMI에 의해 지시되는 PM을 통해, 단말이 생성한 축소된 코드북을 알 수 있다. 그리고, 기지국은 MU-MIMO CSI의 PMI에 의해 상기 축소된 코드북에서 어떤 행렬이 최적 PM인지를 알 수 있다. MU-MIMO CSI의 PMI는 축소된 코드북에서 특정 행렬을 지시하면 되므로 축소되지 않은 코드북에서 특정 행렬을 지시하는 경우보다 필요한 비트수가 줄어들게 되는 장점이 있다.
상술한 방법들에서 노멀 동작에서의 랭크에 비해 랭크가 줄어드는 동작으로 MU-MIMO 동작을 예시하였으나 이는 제한이 아니다. 즉, CoMP 동작에서 랭크가 노멀 동작에서의 랭크에 비해 작다면 상기 예가 동일하게 적용될 수 있다.
이하에서는 MU-MIMO 동작 또는 CoMP 동작을 위해 랭크가 증가되는 경우, 단말이 MU-MIMO CSI의 PMI정보 또는 CoMP CSI의 PMI정보를 피드백하는 방법을 설명한다. 일반적으로 단말-기지국 간에 노멀 동작을 하다가 CoMP가 적용되는 경우, 단말은 노멀 동작에 비해 훨씬 개선된 채널 상태에서 동작할 수 있다. 이러한 경우, CoMP 동작 시의 랭크가 노멀 동작의 랭크에 비해 커질 수 있다. 이하에서 노멀 동작에서의 랭크에 비해 랭크가 증가하는 동작으로 CoMP 동작을 예시하나 이는 제한이 아니다. 즉, MU-MIMO 동작에서 랭크가 노멀 동작에서의 랭크에 비해 크다면 후술할 예가 동일하게 적용될 수 있다.
노멀 동작에서보다 랭크의 수가 증가하는 경우 최적의 PM은 노멀 동작에서 선호되는 최적 PM에 의해 스팬되는 신호 서브스페이스의 수퍼셋(superset)일 수 있다.상술한 바와 같이 단말이 기지국과 노멀 동작을 하다가 CoMP가 적용되는 경우, 단말은 노멀 동작에 비해 훨씬 개선된 채널 상태에서 동작할 수 있다. 이러한 경우, RI가 노멀 동작에 비해 커질 수 있다.
노멀 동작의 최적 PM은 이미 단말이 수신 강도가 높은 신호를 수신할 수 있는 신호 서브스페이스에 대한 정보를 일부 포함하고 있다. 따라서, 단말이 CoMP로 동작하는 경우 선호되는 PM에 대한 모든 정보를 기지국으로 피드백할 필요가 없다.
기지국과 단말 간의 채널 행렬이
Figure 112016118617566-pat00046
로 주어지고, 상기 채널 행렬
Figure 112016118617566-pat00047
에 대한 특이치 분해(singular value decompositon)가
Figure 112016118617566-pat00048
와 같이 주어진다고 가정하자. 여기서, U, V는 직교 행렬(orthogonal matrix),
Figure 112016118617566-pat00049
는 특이치
Figure 112016118617566-pat00050
를 대각원소로 하는 대각 행렬(diagonal matrix)이다. 또한 노멀 동작에 대한 최적의 랭크가
Figure 112016118617566-pat00051
이라고 가정한다. 그러면, 노멀 동작에 대한 최적의 PM은
Figure 112016118617566-pat00052
개의 직교 벡터
Figure 112016118617566-pat00053
에 의해 스팬(span)되는 신호 서브스페이스에 포함된다. 여기서,
Figure 112016118617566-pat00054
은 V의 n 번째 열 벡터이며, n번째 특이치(
Figure 112016118617566-pat00055
)에 대응되는 우측 특이 벡터(right singular vector)이다.
MU-MIMO 또는 CoMP 동작에 대한 최적의 랭크가
Figure 112016118617566-pat00056
(N2 > N1)로 증가한다면, 증가된 랭크에 대한 최적의 PM은
Figure 112016118617566-pat00057
개의 직교 벡터
Figure 112016118617566-pat00058
에 의해 기술되는 신호 서브스페이스를 스팬한다. 이것은 증가된 랭크에 대한 최적의 PM은 노멀 동작에서의 최적의 PM의 수퍼셋(superset)이라는 것을 의미한다. 따라서, 단말은 노멀 동작에 대한 PM에 추가되어야 하는 프리코딩 벡터를 지시해주면 된다.
편의상 노멀 동작에서의 PM이
Figure 112016118617566-pat00059
이라고 가정하자. 그리고 증가된 랭크에서의 최적 PM을 C라고 하자. 그러면, CoMP CSI의 PMI는 최적 PM B의 프리코딩 벡터들에 의해 생성되는 축소된 코드북에서의 행렬 인덱스를 나타낼 수 있다.
Figure 112016118617566-pat00060
랭크에서 코드북 사이즈 M인 코드북이 생성될 수 있다. 이러한 코드북에 포함되는 행렬들을
Figure 112016118617566-pat00061
이라고 하자. 단말은 상기 코드북에 포함된 행렬들 중에서 노멀 동작에서의 최적 PM인 B의 열 벡터를 모두 포함하는 행렬을 선택한다. 예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00062
이 B의 열 벡터들을 모두 포함하면 상기 행렬
Figure 112016118617566-pat00063
을 선택하는 것이다. 선택된 행렬들로 구성된 코드북을 축소된 코드북(reduced codebook)이라 칭할 수 있다. 단말은 축소된 코드북 내에서 CoMP 동작에 대한 최적 PM을 결정한 후 그 최적 PM의 인덱스를 CoMP CSI의 PMI 정보로 피드백한다.
예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00064
(
Figure 112016118617566-pat00065
= 3),
Figure 112016118617566-pat00066
= 4인 경우를 가정하자. 이 때 축소된 코드북에는
Figure 112016118617566-pat00067
,
Figure 112016118617566-pat00068
와 같이 2개의 PM이 포함될 수 있다. 그러면, CoMP CSI의 PMI는 1 비트로 주어질 수 있다. CoMP CSI의 PMI의 비트값이 '1'이면
Figure 112016118617566-pat00069
이고, '0' 이면
Figure 112016118617566-pat00070
을 지시할 수 있다.
상술한 설명에서는 노멀 동작에서의 최적 PM에 포함되는 열 벡터들로 MU- MIMO/CoMP 동작의 최적 PM이 구성되는 예를 설명하였다. 그러나 이는 제한이 아니며, MU-MIMO/CoMP 동작에 대한 최적 PM은 노멀 동작에서의 최적 PM에 포함되는 열 벡터들의 선형 결합(linear combination)으로 표시될 수도 있다. 이것은 N1>N2인 경우, N1개의 벡터에서 선택된 N2개의 벡터가 N2 랭크에 대한 최적 서브스페이스 정보를 정확히 나타내지 않을 수 있기 때문이다. 예를 들어, N1=2 이고, N2=1인 경우, N2 랭크에 대한 최적 서브스페이스는 V1일 수 있다. 이 때, 노멀 동작을 위한 PM은 V1과 V2로 직접 구성된 행렬이 아니라 V1과 V2가 스팬하는 스페이스를 나타내기 때문에 전술한 방법으로는 N2 랭크에 대한 최적 서브스페이스 V1을 나타낼 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제는 줄어든 랭크에 대한 최적 PM을 노멀 동작의 최적 PM의 열 벡터들의 선형 결합으로 나타내고, 선형 결합을 구성하는 계수를 피드백함으로써 해결할 수 있다.
예를 들어,
Figure 112016118617566-pat00071
이고,
Figure 112016118617566-pat00072
인 경우를 가정해보자. 이 때, MU-MIMO/CoMP 동작에 대한 최적 PM인 V1은
Figure 112016118617566-pat00073
로 나타낼 수 있다. 여기서, c1, c2는 노멀 동작 PM의 첫번째 열벡터, 두번째 열벡터를 각각 나타낸다. 그리고,
Figure 112016118617566-pat00074
는 복소수 계수이다. 만약 노멀 동작의 최적 PM이 잘 디자인된다면 랭크 2 채널 스페이스는 정확히 나타내어질 수 있으며, 랭크 1에 대한 최적 PM인 V1은 노멀 동작의 최적 PM을 사용하여 추정되어질 수 있다.
전송 안테나의 개수가 증가하는 경우 본 발명은 더욱 효율적일 수 있다. LTE-A에서는 8개의 전송 안테나 개수를 고려한고 있다. 이러한 경우, N1=2, N2=1이라고 가정하자. 상술한 바와 같이 노멀 동작에서의 최적 PM에 대한 정보는 V1, V2(랭크 2 채널에 대한 직교 벡터들)에 의해 스팬되는 스페이스에 대한 베이시스 벡터에 대한 정보를 포함한다. 이러한 노멀 동작에서의 최적 PM에 대한 정보를 사용하지 않는다면 8차원 스페이스에서 V1(랭크 1 채널에 대한 직교 벡터)를 나타내는데 큰 페이로드(payload) 사이즈가 요구될 것이다. 반면, 본 발명에 따르면 8차원 스페이스가 c1, c2에 의해 스팬되는 2차원 스페이스로 줄어들게 된다. 따라서, 페이로드 사이즈를 줄일 수 있다.
본 발명은 노멀 동작 PM을 다중 사용자 MIMO/CoMP 동작 PM을 나타내는데 사용한다. 전송 안테나의 개수가 증가하는 경우 본 발명은 더욱 효율적일 수 있다. LTE-A에서는 8개의 전송 안테나 개수를 고려한고 있다. 이러한 경우, N1=2, N2=1이라고 가정하자. 노멀 동작에서의 PM에 대한 정보를 사용하지 않는다면 V1, V2에 의해 스팬되는 스페이스를 위한 베이시스 벡터에 대한 정보는 큰 페이로드 사이즈가 요구될 것이다. 반면, 본 발명에 따르면 8차원 스페이스가 c1, c2에 의해 스팬되는 2차원 스페이스로 줄어들게 된다. 따라서, 페이로드 사이즈를 줄일 수 있다.
상기 예에서는
Figure 112016118617566-pat00075
이고,
Figure 112016118617566-pat00076
인 경우를 가정하였으나, 일반적으로
Figure 112016118617566-pat00077
로 나타낼 수 있다. 이 때 MU-MIMO CSI/CoMP CSI에는 복소수 계수인
Figure 112016118617566-pat00078
를 포함하여 피드백할 수 있다.
단말은 MU-MIMO CSI/CoMP CSI의 RI 를 피드백할 때, 노멀 CSI의 RI와의 차이만을 전송할 수 있다. 또는 기지국-단말 간에 상위 계층 신호에 의해 반정적으로 노멀 동작과 MU-MIMO/CoMP 동작 간의 변화가 설정된다면, MU-MIMO CSI/CoMP CSI의 RI는 피드백되지 않을 수도 있다.
단말은 MU-MIMO CSI/CoMP CSI의 CQI를 피드백할 때, 노멀 CSI의 CQI와의 차이만을 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 노멀 동작에 채널 상태 정보(이를 제1 채널 상태정보라 칭한다)를 생성하고, 제1 채널 상태 정보를 기반으로 다른 전송모드 예컨대, MU-MIMO/CoMP 동작을 위한 채널 상태 정보(이를 제2 채널 상태 정보라 칭한다)를 생성한다. 제2 채널 상태 정보는 독립적으로 생성되는 경우보다 적은 수의 비트로 기술할 수 있는데, 그 이유는 제1 채널 상태 정보와의 관련성을 이용하기 때문이다. 따라서, 본 발명에 의하면 단말은 피드백 오버헤드를 증가시키지 않고도 추가적인 채널 상태 정보 피드백을 할 수 있다. 또한, 단말이 다양한 전송 모드에 대한 채널 상태 정보를 피드백하기 때문에 기지국-단말 간에 동적으로 전송 모드 변경이 가능하다.
이상에서 노멀 동작과 MU-MIMO/CoMP 동작을 예시하며 설명하였으나 본 발명은 피드백 정보 간에 관련성(correlation)이 있는 경우에 널리 적용될 수 있다. 예를 들면, 다중 반송파 시스템에 적용될 수 있다. 먼저, 다중 반송파 시스템을 설명한다.
기존 3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 반송파(carrier)를 전제한다. 즉, 3GPP LTE 시스템은 각각 하향링크와 상향링크에 대하여 각각 하나의 반송파가 정의되어 있는 상황에서, 하향링크의 대역폭과 상향링크의 대역폭이 다른 경우에 대해서만 지원되는 것을 의미한다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 지원한다.
반면, 다중 반송파 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 지원한다. 반송파 집성은 협대역의 구성 반송파(component carrier, CC)를 복수개 집성하여 광대역을 구성할 수 있는 것을 의미한다. 반송파 집성은 전송 대역폭의 확장을 통해 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF(radio frequency) 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하며, 기존 시스템과의 호환성을 보장할 수 있다. 전송 대역폭의 확장은 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 반송파가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
반송파 집성은 집성이 주파수 영역에서 연속적인 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 반송파 집성과 집성이 불연속적인 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 반송파 집성으로 나눌 수 있다. 비인접 반송파 집성을 스펙트럼 집성(spectrum aggregation)이라 칭하기도 한다.
반송파 집성에 사용되는 반송파들의 대역폭은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 40MHz 대역의 구성을 위해 20MHz 반송파가 2개 사용될 수 있다. 또는 40MHz 대역의 구성을 위해 20MHz 반송파 1개와 10MHz 반송파 2개가 사용될 수 있다.
또한, 상향링크에 사용되는 총 대역폭과 하향링크에 사용되는 총 대역폭은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 예를 들어 상향링크에는 20MHz 반송파 3개가 사용되어 총 대역폭 60MHz가 사용되고, 하향링크에는 20MHz 반송파 5개가 사용되어 총 대역폭 100MHz 가 사용될 수 있다. 이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 반송파 집성을 기반으로 하여 복수의 반송파를 지원할 수 있는 시스템을 말한다.
다중 반송파 시스템에서 단말은 각 구성 반송파 별로 CSI를 피드백하여야 하기 때문에 CSI 피드백 오버헤드가 증가하게 된다. 이러한 경우 본 발명을 적용하면 CSI 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 10은 다중 반송파 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 구성 반송파(component carrier, CC)가 3개 존재한다. 이 중에서 CC#0, CC#1은 주파수 영역에서 서로 인접하여 위치하고, CC#2는 주파수 영역에서 이격되어 위치한다. CC#0, CC#1은 서로 인접하여 위치하고 있으므로 각 CC의 CSI는 많은 부분에서 공통될 확률이 높다. 즉, 단말이 각 CC에 대한 주파수 대역에서 하나의 PM을 구하면 서로 공통되거나 적어도 유사한 특성을 가지게 될 확률이 높다. 따라서, 단말은 인접한 CC 중 어느 하나의 CC(예컨대 CC#0)에 대한 CSI만 피드백하고 나머지 CC(예컨대 CC#1)에 대한 CSI는 피드백하지 않을 수 있다. 기지국은 CC#0에 대해 피드백되는 CSI를 수신하고, 인접한 CC#1에 대해서는 CC#0의 CSI가 동일한 것으로 가정할 수 있다. 이러한 방법에 의하면, 단말의 CSI 피드백 오버헤드는 줄일 수 있으며 기지국의 채널 상태 추정에 큰 영향을 미치지 않는다.
도 11은 다중 반송파 시스템의 다른 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 단말은 하나의 기지국으로부터 신호를 수신함과 동시에 다른 기지국으로부터 간섭 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우 인접한 CC(예컨대, CC#0, CC#1)에서 최적 PM은 동일하더라도 랭크는 다를 수 있다. 예를 들어, 셀 내에 위치한 마이크로 기지국(micor eNB)이 CC#1을 사용하여 신호를 전송하면 이 신호는 간섭 신호로 작용할 수 있다. 이 때, 기지국-단말 간의 CC#1의 랭크는 CC#0의 랭크보다 작아질 확률이 높다. 왜냐하면 CC#1에 대한 SINR이 CC#0에 대한 SINR보다 낮을 것이기 때문이다. 이러한 경우, CC#1의 PM은 CC#0의 PM에 대하여 서브셋의 관계에 있을 수 있고, 따라서, CC#0의 PM을 이용하여 CC#1의 PM을 나타낼 수 있다. 즉, 상술한 노멀 동작과 MU-MIMO/CoMP 동작을 참조하여 설명한 방법에서 랭크의 수가 줄어든 경우 사용할 수 있는 방법들이 적용될 수 있다(예를 들면, 비트맵으로 CC#0의 최적 PM에서 어떤 열 벡터가 CC#1의 PM에 포함되는지 여부를 나타내는 방법, CC#0의 최적 PM에서 제외되어야 하는 프리코딩 벡터의 인덱스를 나타내는 방법, CC#0의 최적 PM에서 생성된 축소된 코드북을 이용하는 방법, CC#0의 열 벡터들의 선형 결합(linear combination)으로 CC#1의 PM을 표시하는 방법 등) 따라서, 본 발명은 다중 반송파 시스템에도 적용될 수 있다.
도 12는 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.
기지국(100)은 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 130)를 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 즉, 단말에게 가정 정보, 참조 신호를 전송하고 피드백되는 채널상태정보를 이용하여 단말에 대한 전송모드, 스케줄링을 수행한다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)를 포함한다. 프로세서(210)는 참조신호를 수신하고 측정하여 노멀 동작에 대한 제1 채널상태정보를 생성하고, 제1 채널상태정보를 기반으로 노멀 동작과 상이한 랭크를 가지는 MU-MIMO/CoMP 동작에 대한 제2 채널상태정보를 생성한다. 그리고, 제1 채널상태정보 및/또는 제2 채널상태정보를 기지국으로 피드백한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(210)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(110,210)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(120,220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130,230)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120,220)에 저장되고, 프로세서(110,210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120,220)는 프로세서(110,210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110,210)와 연결될 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 무선통신 시스템에서 단말의 채널상태정보 피드백 방법에 있어서,
    기지국으로부터 참조신호를 수신하는 단계;
    상기 참조신호를 측정하여 제1 채널상태정보를 생성하는 단계;
    상기 제1 채널상태정보를 기반으로 제2 채널상태정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 채널상태정보는 단일 사용자 단일 셀 MIMO(multi input multi output) 모드의 채널상태정보이고, 상기 제2 채널상태정보는 다중 사용자 MIMO 모드 또는 다중 셀 협력전송 모드의 채널상태정보이며,
    상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보는 CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix index) 및 RI(rank indicator)를 포함하고,
    상기 제1 채널상태정보는 제1 프리코딩 행렬을 지시하는 제1 PMI를 포함하고, 상기 제2 채널상태정보는 제2 프리코딩 행렬을 지시하는 제2 PMI를 포함하되, 상기 제2 프리코딩 행렬은 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 PMI는 상기 제2 프리코딩 행렬을 구성하는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작은 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터들 중 상기 제2 프리코딩 행렬에 포함되는 열 벡터들을 비트맵으로 나타내는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작고 고정된 값인 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬에서 상기 고정된 값과 동일한 개수의 열 벡터를 지시하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작은 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터들 중 상기 제2 프리코딩 행렬에서 제외되는 열 벡터를 나타내는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 작은 경우,상기 제2 PMI는 축소된 코드북 내에 포함된 제2 프리코딩 행렬을 지시하되,
    상기 축소된 코드북은 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수에 따라 정해지는 코드북에서 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 중 일부의 열 벡터만으로 구성된 행렬들만 선택되어 구성되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 프리코딩 행렬을 구성하는 열 벡터가 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터들의 선형 결합으로 구성되는 경우, 상기 제2 PMI는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 각각에 대한 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수가 상기 제1 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수보다 큰 경우, 상기 제2 PMI는 축소된 코드북 내에 포함된 제2 프리코딩 행렬을 지시하되,
    상기 축소된 코드북은 상기 제2 채널상태정보가 지시하는 랭크의 수에 따라 정해지는 코드북에서 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 전부를 포함하는 행렬들만 선택되어 구성되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  9. 다중 반송파 시스템에서 단말의 채널상태정보 피드백 방법에 있어서,
    제1 반송파 및 제2 반송파를 통해 기지국으로부터 참조신호를 수신하는 단계;
    상기 참조신호를 측정하여 상기 제1 반송파에 대한 제1 채널상태정보를 생성하는 단계;
    상기 제1 채널상태정보를 기반으로 상기 제2 반송파에 대한 제2 채널상태정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 반송파 및 상기 제2 반송파는 주파수 영역에서 연속하고,
    상기 제1 채널상태정보는 제1 프리코딩 행렬을 지시하는 제1 PMI(precoding matrix index)를 포함하고, 상기 제2 채널상태정보는 제2 프리코딩 행렬을 지시하는 제2 PMI를 포함하되, 상기 제2 프리코딩 행렬은 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 PMI는 상기 제2 프리코딩 행렬을 구성하는 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  11. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    기지국으로부터 참조신호를 수신하고, 상기 참조신호를 측정하여 제1 채널상태정보를 생성하고, 상기 제1 채널상태정보를 기반으로 제2 채널상태정보를 생성하며, 상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송하되, 상기 제1 채널상태정보는 단일 사용자 단일 셀 MIMO(multi input multi output) 모드의 채널상태정보이고, 상기 제2 채널상태정보는 다중 사용자 MIMO 모드 또는 다중 셀 협력전송 모드의 채널상태정보이고,
    상기 제1 채널상태정보 및 상기 제2 채널상태정보는 CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix index) 및 RI(rank indicator)를 포함하고,
    상기 제1 채널상태정보는 제1 프리코딩 행렬을 지시하는 제1 PMI를 포함하고, 상기 제2 채널상태정보는 제2 프리코딩 행렬을 지시하는 제2 PMI를 포함하되, 상기 제2 프리코딩 행렬은 상기 제1 프리코딩 행렬의 열 벡터 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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