【발명의 명칭】

TDD 방식의 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치

[기술분야]

[0001]본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는, TDD (Time Division Duplex) 방식의 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

【배경기술】

[0002]본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

[0003]도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS( Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTSdJniversal Mobile Telecc nunications System)에서 진화한 시스템으로서， 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 Eᅳ UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격 (technical speci f i cation)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project； Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

[0004]도 1을 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equipment; UE)과 기지국 (eNode B; eNB), 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

[0005] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5， 10， 15， 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크 (Downl ink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기 , HARQ Hybr i d Automat i c Repeat and reQuest ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향링크 (Upl ink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역， 부호화, 데이터 크기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA Tracking Area) ^위로 단말의 이동성올 관리한다.

[0006]무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔자만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한， 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 전력 소모 등이 요구된다.

[발명의 상세한 설명]

[기술적 과제]

[000기상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 TDD 방식의 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다. 【기술적 해결방법】

[0008]본 발명의 일 실시예인 다중 안테나 기반 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 CQI (Channel Qual i ty Informat ion)를 보고하는 방법은， 상위 계층을 통하여， P개의 안테나 포트들로 정의되는 참조 신호 설정을 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터， 상기 M개의 안테나 포트들을 통하여， 참조 신호를 수신하는 단계 ; 상기 P개의 안테나 포트를 M개의 안테나 포트들로 구성되는 안테나 포트 그룹들로 그룹핑하는 단계; 상기 안테나 포트 그룹들 각각에 대응하는 참조 신호를 이용하여, 기 정의된 프리코더로 적용되었다는 가정 하에， 상기 CQI들을 산출하는 단계; 및 상기 기지국으로 상기 산출된 CQI들 중 N개의 CQI들을 보고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

[0009] 여기서, 상기 방법은， 상기 기지국으로 상기 안테나 그룹들 각각을 구성하는 안테나 포트들의 개수 M에 관한 정보를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한， 상기 기 정의된 프리코더는 M X M크기의 단위 행렬인 것을 특징으로 한다.

[0010] 바람직하게는， 상기 N개의 CQI들을 보고하는 단계는， 상기 기지국으로 상기 N개의 CQI들 각각에 대웅하는 안테나 포트의 인덱스에 관한 정보를 보고하는 단계를 포함할 수 있다.

[0011]보다 바람직하게는， 상기 N개의 CQI들을 보고하는 단계는， 상기 산출된 CQI들 중 채널 품질이 우수한 순으로 상기 N개의 CQI를 선택하는 단계를 포함한다.

[0012] 한편， 본 발명의 다른 실시예인 다중 안테나 기반 무선 통신 시스템에서의 단말은， 기지국과 신호를 송수신하기 위한 무선 통신 모들; 및 상기 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고 상기 프로세서는， 상위 계층을 통하여 P개의 안테나 포트들로 정의되는 참조 신호 설정을 수신하고， 상기 기지국으로부터 상기 M개의 안테나 포트들을 통하여， 참조 신호를 수신한 후， 상기 P개의 안테나 포트를 M개의 안테나 포트들로 구성되는 안테나 포트 그룹들로 그룹핑하고， 상기 안테나 포트 그룹들 각각에 대웅하는 참조 신호를 이용하여, 기 정의된 프리코더로 적용되었다는 가정 하에 상기 CQI들을 산출하여， 상기 기지국으로 상기 산출된 CQI들 중 N개의 CQI들을 보고하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다.

[0013] 여기서， 상기 프로세서는， 상기 기지국으로, 상기 안테나 그룹들 각각을 구성하는 안테나 포트들의 개수 M에 관한 정보를 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 기 정의된 프리코더는 M X M 크기의 단위 행렬인 것을 특징으로 한다.

[0014] 바람직하게는， 상기 프로세서는， 상기 N개의 CQI들과 함께， 상기 N개의 CQI들 각각에 대웅하는 안테나 포트의 인덱스에 관한 정보와 함께 상기 기지국으로 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어할 수 있다.

[0015]보다 바람직하게는， 상기 프로세서는， 상기 산출된 CQI들 중 채널 품질이 우수한 순으로 상기 N개의 CQI를 선택하는 것을 특징으로 한다. [0016]상술한 실시예들에세 상기 다중 안테나 기반 무선 통신 시스템은， TDD (Time Division Du lex) 통신 시스템인 것이 바람직하다.

【유리한 효과】

[001기본 발명의 실시예에 따르면 TDD 방식의 무선 통신 시스템에서 단말은 효율적으로 채널 상태 정보를 보고할 수 있다.

[0018]본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

【도면의 간단한 설명】

[0019]도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

[0020]도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface . Protocol )의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.

[0021]도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

[0022]도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

[0023]도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.

[0024]도 6은 LTE TDD 시스템에서 무선 프레임의 구조를 예시한다.

[0025]도 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도이다.

[0026]도 8은 본 발명의 실시예에 따라 M 안테나 포트 전송 기반 CQI를 산출하는 과정을 도시하는 순서도이다.

[0027]도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다. 【발명의 실시를 위한 형태】

[0028] 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성， 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

[0029]본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE— A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한， 본 명세서에서, 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head) , 송신 포인트 (transmission point； TP) , 수신 포인트 (reception point； RP), eNB, 중계기 (relay)둥을 포함하는 포괄적인 용어로 사용된다.

[0030]도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 둥이 전송되는 통로를 의미한다.

[0031] 제 1계층인 물리계층은 물리채널 (Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 (Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control) 계층과는 전송채널 (Trans안테나 포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 0FDMA(0rthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고， 상향링크에서 SOFDMA( Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

[0032] 제 2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널 (Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계층의 RIX 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. LC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제 2계층의 PDCKPacket Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.

[0033] 제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. R C 계층은 무선베어러 (Radio Bearer； RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re—conf igurat ion) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해， 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고， 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태 (Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management)와 이동성 관리 (Mobility Management ) 등의 기능을 수행한다.

[0034] 기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 샐은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 았다.

[0035] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고， 또는 별도의 하향 MQKMulticast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으몌 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH( Paging Control Channel), CCCH( Common Control Channel) , MCCH(Mult icast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel) 등이 있다.

[0036]도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. [0037] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 샐에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel; S—SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후， 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

[0038] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).

[0039] 한편， 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해， 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대웅하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우， 추가적으로 층돌 해결 절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

[004이상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널 (Physical Upl ink Control Channel; PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 쩨어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.

[0041] 한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호, CQK Channel Qual i ty Indicator) , PMKPrecoding Matrix 인텍스)， RI (Rank Indi cator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우， 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

[0042]도 4는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.

[0043]도 4를 참조하면， 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 0FDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 0FDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pi lot Signal )를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel ) , PHICH(Physical Hybr id-ARQ Indicator CHannel ) , PDCCH (Physical Downl ink Control CHannel ) 등이 있다.

[0044] PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 0FDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element 그룹)로 구성되고， 각각의 REG는 셀 ID(Cel l IDent i ty)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 REXResource Element )로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 0FDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPS ( Quadrature Phase Shi ft Keying)로 변조된다.

[0045] PHICH는 물리 HARQ Hybrid - Automat ic Repeat and request ) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉， PHICH는 상향링크 HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고， 셀 특정 (cel l-speci f ic)하게 스크램블 (scrambl ing) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며， BPSK(Binary phase shi ft keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산 인자 (Spreading Factor ; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹올 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및 /또는 시간 영역에서 다이버시티 이득올 얻기 위해 3번 반복 ( repet i t ion)된다.

[0046] PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서， n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE Control Channel Element )로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCHCPaging channel ) 및 DL-SCH(Downl ink-shared channel )의 자원 할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트 (Upl ink Schedul ing Grant ) , HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel ) 및 DL-SCH (Down 1 ink- shared channel )는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서， 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.

[0047] PDSCH의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩 (decoding)을 해야하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어， 특정 PDCCH가 "A "라는 RNTI (Radio Network Temporary Ident i ty)로 CRC( cycl ic redundancy check) 마스킹 (masking)되어 있고， "B"라는 무선자원 (예， 주파수 위치) 및 '' C"라는 전송형식정보 (예， 전송 블록 사이즈， 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우， 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 R TI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고， "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면， 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고， 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B "와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

[0048]도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.

[0049]도 5을 참조하면， 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel )가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQKChannel Qual ity Indicator) , MIM0를 위한 RKRank Indicator) , 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Schedul ing Request ) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉， PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히， 도 5는 m=0인 PUCCH, m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.

[0050]또한， 한 서브프레임 내에서 사운당 참조 신호가 전송될 수 있는 시간은 하나의 서브프레임에서 시간 축 상에서 가장 마지막에 위치하는 심볼이 있는 구간이며, 주파수 상으로는 데이터 전송 대역을 통하여 전송된다. 동일한 서브프레임의 마지막 심볼로 전송되는 여러 단말의 사운딩 참조 신호들은 주파수 위치에 따라 구분이 가능하다,

[0051]도 6은 LTE TDD 시스템에서 무선 프레임의 구조를 예시한다. LTE TDD 시스템에서 무선 프레임은 2개의 하프 프레임 (hal f frame)으로 구성되며， 각 하프 프레임은 2개의 슬롯올 포함하는 4개의 일반 서브프레임과 DwPTS(Downl ink Pi lot Time Slot ) , 보호구간 (Guard Period, GP) 및 UpPTS Upl ink Pi lot Time Slot )을 포함하는 특별 서브프레임 (special subframe)으로 구성된다.

[0052]상기 특별 서브프레임에서， DwPTS는 단말에서의 초기 샐 탐색， 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 즉, DwPTS는 하향링크 전송으로， UpPTS는 상향링크 전송으로 사용되며， 특히 UpPTS는 PRACH 프리앰블이나 SRS 전송의 용도로 활용된다. 또한， 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

[0053]상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 1과 같이 설정을 정의하고 있다. 표 1에서 ^ ^{= 1} / 5000 x 2048)인 경우 _DwpTS 와 UpPTS를 나타내며, 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.

[0054] 【표 1】

[0055] 한편 , 타입 2 무선 프레임의 구조， 즉 TDD 시스템에서 상향링크 /하향링크 서브프레임 설정 (UL/DL conf igurat ion)은 아래의 표 2와 같다.

[0056] 【표 2】

[005기상기 표 2에서 D는 하향링크 서브프레임， U는 상향링크 서브프레임을 지시하며， S는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한, 상기 표 2는 각각의 시스템에서 상향링크 /하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 역시 나타나있다.

[0058]상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고， 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

[0059] 이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다. MIM0(Mult iple-Input Mul t iple- Output )는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서， 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중 안테나 '라 지칭할 수 있다.

[0060] 다중 안테나 기술에서는， 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 ( fragment )을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나， 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한， 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면， 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.

[0061] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다.

[0062]송신단에는 송신 안테나가 Ν _τ 개 설치되어 있고， 수신단에서는 수신 안테나가 N _R 개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는， 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서， 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 R ₀ 라고 한다면， 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레아트는， 이론적으로， 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 ¾는 Ν _τ 와 N _R 중 작은 값이다.

[0063] 【수학식 1】

R. = min(N _T , N _R )

[0064] ¹ \ 1 ^ R

[0065] 예를 들어， 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통산 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후， 실질적으로 데이터 전송를을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며， 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.

[0066] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구， 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구， 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.

[006기 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 Ν _τ 개의 송신 안테나와 N _R 개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， Ν _τ 개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ν _τ 개이므로ᅳ 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.

S N,

[0070] 한편， 각각의 전송 정보 ^τ 에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 하면， 전송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.

[0073]또한, s

전송 전력의 대각행렬 P를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.

[0074] 【수학식 4】

[0076]한편， 전송전력이 조정된 정보 백터 S에 가중치 행렬 가 적용되어 실제 전송되는 ΝΤ개의 송신신호 (transmitted signal) W ^' , ^X N _T 가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호

V

'·½' ^''' '¾ _Γ 는 백터 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같아 나타낼 수 있다. 여기서 ^는 번째 송신안테나와 번째 정보 간의 가중치를 의미한다. w는 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.

[0077] 【수학식 5】

X二 = Ws = WPs

[0078]

[0079] 일반적으로， 채널 행렬의 탱크의 물리적인 의미는， 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 탱크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로， 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면， 채널 행렬 H의 탱크 (rank(H) )는 수학식 6과 같이 제한된다.

0080] 【수학식 6】

[0082]또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림 (Stream) ' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림 ¹ 은 '레이어 (Layer ) ' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서， 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.

[0083] 【수학식 7】

[讓] # °f streams < rank H < min{N _T , N _R )

[0085] 여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.

[0086] 한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대웅시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 흔합 (Hybr id)된 형태도 가능하다.

[0087] 이하에서는, 참조 신호에 관하여 설명한다.

[0088] 일반적으로 채널 측정을 위하여 데이터와 함께 송신측과 수신측 모두가 이미 알고 있는 참조 신호가 송신측에서 수신측으로 전송된다. 이러한 참조 신호는 채널 측정뿐만 아니라 변조 기법을 알려주어 복조 과정이 수행되도록 하는 역할을 수행한다. 참조 신호는 기지국과 특정 단말을 위한 전용 참조 신호 (dedi cated RS ; DRS) , 즉 단말 특정 참조 신호와 셀 내 모든 단말을 위한 셀 특정 참조 신호인 공통 참조 신호 (co瞧 on RS 또는 Cel l speci f i c RS ; CRS)로 구분된다. 또한， 셀 특정 참조 신호는 단말에서 CQI/PMI/RI 를 측정하여 기지국으로 보고하기 위한 참조 신호를 포함하며, 이를 CSI-RS Channel State Informat ion-RS)라고 지칭한다.

[0089]상술한 CSI-RS 는 CRS와 별도로 PDSCH에 대한 채널 측정을 목적으로 제안되었으며， CRS와 달리 CSI-RS는 다중 셀 환경에서 샐 간 간섭 ( inter-cel l interference ; ICI )를 줄이기 위하여 최대 32가지의 서로 다른 자원 설정 (conf igurat ion)으로 정의될 수 있다.

[0090] CSI-RS (자원) 설정은 안테나 포트 개수에 따라 서로 다르며， 인접 셀 간에는 최대한 다른 (자원) 설정으로 정의되는 CSI— RS가 송신되도록 구성된다. CSI-RS는 CRS와 달리 최대 8개의 안테나 포트까지 지원하며, 3GPP 표준문서에서는 안테나 포트 15 내지 22까지 총 8개의 안테나 포트를 CSI-RS를 위한 안테나 포트로 할당한다.

[0091] 이하， 채널 상태 정보 (channel state informat ion, CSI ) 보고에 관하여 설명한다. 현재 LTE 표준에서는 채널 상태 정보 없이 운용되는 개루프 (open-loop) MIM0와 채널 상태 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed-loop) MIM0 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIM0 에서는 MIM0 안테나의 다중화 이득 (mult iplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 범포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해， 단말에게 PUCCH(Physi cal Upl ink Control CHannel ) 또는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )를 할당하여 하향링크 신호에 대한채널 상태 정보 (CSI )를 피드백 하도록 명령한다.

[0092] CSI는 RI (Rank Indicator) , PMI (Precoding Matrix Index) , CQ I (Channel Qual i ty Indicat ion) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선, RI는 상술한 바와 같이 채널의 탱크 정보를 나타내며， 단말이 동일 주파수 -시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한， RI는 채널의 통텀 페이딩 ( long term fading)에 의해 결정되므로 PMI , CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.

[0093] 두 번째로， PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SI R 등의 메트릭 (metr ic)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다.

[0094]마지막으로， CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SI R을 의미한다.

[0095] 앞에서 설명한 바와 같이， LTE 시스템에서 채널 상태 정보 (CSI )는 이로 제한되는 것은 아니지만 CQI , PMI , RI 등을 포함하며， 각 단말의 전송 모드에 따라 CQI , PMI , RI가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송되기도 한다. 채널 상태 정보가 주기적으로 전송되는 경우를 주기적 보고 (per iodic report ing)라고 하며, 채널 상태 정보가 기지국의 요청에 의해서 전송되는 경우를 비주기적 보고 (aper iodi c report ing)라고 한다.

[0096] 비주기적 보고의 경우， 기지국이 내려주는 상향링크 스케줄링 정보에 포함되어 있는 요청 비트 (request bi t )가 단말에게 전송된다. 그 후, 단말은 자신의 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)를 통해서 기지국에게 전달한다. 주기적 보고의 경우, 각 단말 별로 상위계층 신호를 통해 반 -정적 (semi-stat ic) 방식으로 주기와 해당 주기에서의 오프셋 등이 서브프레임 단위로 시그널링된다. 각 단말은 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 정해진 주기에 따라 상향링크 제어 채널 (PUCCH)을 통해 기지국에 전달한다. 채널 상태 정보를 전송하는 서브프레임에 상향링크 데이터가 동시에 존재하면, 채널 상태 정보는 데이터와 함께 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)올 통해 전송된다.

[0097] 기지국은 각 단말의 채널 상황 및 셀 내의 단말 분포 상황 등을 고려하여 각 단말에 적합한 전송 타이밍 정보를 단말에게 전송한다. 전송 타이밍 정보는 채널 상태 정보를 전송하기 위한 주기， 오프셋 등을 포함하며, RRC 메시지를 통해 각 단말에게 전송될 수 있다.

[0098] 한편 TDD 시스템에서는， TDD 시스템의 채널 대칭성 (channel reciproci ty)를 이용하여 피드백 오버헤드를 줄이기 위하여， PMI/RI를 보고하지 않고 CQI만 보고하는 CSI 피드백이 사용될 수 있다. 즉， PMI/RI를 피드백하지 않는 대신에 상향링크로 전송되는 SRS (sounding reference signal )를 이용하여 하향링크 채널을 추정하고， 상대적으로 간단한 CSI 피드백을 통하여 SRS를 이용하여 얻은 채널 추정치를 보정한다. 이는 SRS로 추정한 하향링크 채널에는 하향링크 간섭의 영향이 고려되지 않았기 때문이다. 일반적으로 SRS로 추정한 하향링크 채널과 실제 하향링크 채널 간에는 다음 수학식 8과 같은 관계를 만족한다.

[0099] 【수학식 8】 [0100] H =

[0101]상기 수학식 8에서 Η는 SRS를 이용하여 추정한 하향링크 채널， "는 복소 상수, ^는 실제 하향링크 채널을 나타낸다. 이 때, 단말에서 PDSCH 전송 모드를 전송 다이버시티 ( transmi t divers i ty; TxD)로 가정하여， 아래 수학식 9와 같이 계산한 CQI를 전송할 수 있다. 즉, 아래 수학식 9는 TxD 기반 CQI 산출 방법을 예시한다.

[0102] 【수학식 9】

IH' ²

CQ/ =

[0103] ¹

[0104]상기 수학식 9에서 l l는 간섭의 전력을 나타내는 값이다. 기지국은 SRS로 추정한 하향링크 채널 H 과 단말로부터 수신한 CQI를 이용하여 실제 하향링크 채널 H을 다음 수학식 ₁₀ 과 같이 추정할 수 있다ᅳ

[0105] 【수학식 10】

[010기상기 수학식 10과 같이 보정된 실제 하향링크 채널 H 를 이용하여 CQI를 계산하면, 다음 수학식 11에 따라 하향링크 간섭까지 고려된 CQI를 산출할 수 있다.

[0108] [수학식 11】

[0110] 그러나， 수신 빔포밍으로 간섭 신호를 제거하는 IRC ( Interference Reject ion Combiner ) UE의 경우, 상술한 TxD 기반 CQI 계산 방식은 하향링크 채널 추정 오차를 유발할 수 있다. 상기 수학식 9에서 UE는； 참조 신호인 SRS로부터 추정된 채널에 대해 MRC (Maximum Rat io Combining) 빔포밍을 수행하였고， 이로써 기지국은 수학식 11에서 볼 수 있듯이 하향링크 간섭까지 고려된 CQI 값을 얻을 수

2

H

있다ᅳ 하지만 _IRC 빔포밍 을 수행하는 경우 수학식 9의 CQI 분자는 더 이상 이 아니고， 수학식 11은 성립하지 않는다. 대신， 아래 수학식 12과 같이

2 기지국에서 추정한 채널의 는 보고된 실제 채널 크기 (즉， CQI )와 ^ε 만큼의 차이를 갖는다.

[0111] 【수학식 12】

+ ε

[0113]따라서， 기지국은 최적 MCS (Modul at ion and Coding Scheme)로 데이터 전송을 수행하지 못할 수 있다. 물론 CQI는 실제로 양자화 (quant i zat ion) 오차를 가지고 있으므로 실제로는 수학식 11도 오차가 존재하지만 IRC UE는 IRC 빔포밍으로 인해 추가 오차가 발생하므로 기지국은 최적 MCS 찾기 더욱 어려을 수 있다.

[0114] 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 UE가 TxD 기반 CQI가 아닌 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI (single antenna port transmi ss ion scheme based CQI ) 산출 및 보 i를 제안한다.

[0115]구체적으로， 우선적으로 기지국은 CSI-RS (또는 CRS)의 각 안테나 포트에 서로 다른 프리코딩 백터 (precoding vector )을 적용하여 UE에게 전송한다. 프리코딩 백터들은 지국이 자신의 UE들과의 하향링크 채널을 고려하여 스스로 결정할 수 있으며 또는 채널과 무관하게 고정된 프리코딩 백터들의 집합을 사용할 수도 있다.

[0116] 예를 들어, 64개의 안테나를 가지고 있는 기지국은 UE에게 8 포트 CSI-RS를 설정하고， 8개의 서로 다른 PMI (64 by 1 vector)를 각 안테나 포트에 프리코더로 적용하여 송신한다. 어떤 PMI를 사용하였는지 혹은 각 안테나 포트에 프리코딩이 적용되었는지에 대해 UE는 알지 못한다. 하지만 필요하다면， CSI— RS 또는 CRS가 송신되는 안테나 포트에 프리코딩이 걸려있다는 사실올 참조 신호 설정과 함께 UE에게 시그널링 해줄 수 있다. 기지국은 UE가 상기 8개의 PMI 중 적어도 한 개의 PMI는 하향링크 채널의 도미넌트 고유 백터 (dominant eigen vector)와 높은 상관도를 갖는선호 (preferred) PMI로 선택할 수 있다고 가정한다.

[0117] PMI/RI를 보고하지 않는 CSI , 즉 PMI/RI 오프 모드에서 UE는, 자신에게 설정 된 복수의 안테나포트들 각각을 독립적인 단일 안테나 포트로 가정하고， 각 안테나 포트 별로 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI를 계산한다.

[0118]또는， PMI/RI 오프 모드와는 별개로, 기지국이 UE에게 CSI-RS 안테나 포트 또는 CRS 안테나 포트에 프리코딩이 걸려있다는 것을 시그널링해주었다면， UE는 복수의 안테나 포트들 각각을 독립적인 단일 안테나 포트로 가정하고, 각 안테나 포트 별로 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI를 계산한다.

[0119]또는 기지국이 UE에게 복수의 안테나 포트로 정의되는 참조 신호에 대해 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI를 계산하도록 직접 지시할 수도 있다.

[0120] UE는 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI 산출 방법에 따라 계산된 CQI들 중 가장 좋은 (예를 들어 , 가장 SINR이 높은 또는 가장 주파수 효율성 (spectral ef f iciency)이 우수한) N개의 CQI를 선별하여 보고할 수 있으며， N개의 CQI가 계산된 안테나 포트 인덱스들도 함께 보고할 수 있다.

[0121] N은 기지국이 결정하여 UE로 반-정적으로 또는 동적으로 시그널링해주거나， UE가 직접 결정하여 해당 CQI와 함께 기지국으로 보고한다. 기지국이 안테나 포트 인덱스들을 보고받은 경우， 기지국은 안테나 포트에 적용된 프리코딩을 알고 있으므로, 결과적으로 어떤 프리코딩을 사용했을 때 UE가 어떤 CQI를 보고했는 지 알 수 있다.

[0122]본 발명에 따르면， UE가 보고한 CQI는 이미 프리코딩이 가해진 유효 채널 (effect ive channel )에 대한 CQI 이므로, 기지국은 CQI 계산 시 가정된 프리코더와 동일한 프리코더를 실제 신호 송신 시 사용하는 경우 별도의 CQI 보정 없이 그대로 사용할 수 있다. 기지국이 CQI 계산 시 가정된 프리코더와 동일하지 않은 프리코더를 사용하는 경우， 기지국은 아래 수학식 13 및 수학식 14와 같이 별도의 CQI 보정을 수행할 수 있다. 수학식 13은 UE로부터 보고된 CQI를 나타내며， 수학식 14는 보고된 CQI의 보정 과정을 나타낸다.

[0123] 【수학식 13】

Reported CQI _n =

[0124] n

[0125]상기 수학식 13에서 i는 UE에서의 간섭 전력과 잡음 전력의 합이고ᅳ n번째 CSI-RS 안테나 포트에 적용된 프리코더를 나타낸다. 또한, ^HP "는 n번째 CSI-

RS 안테나 포트를 통하여 측정된 하향링크 채널이고, 이 적용되었을 경우의 수신된 범포밍 백터이다.

[0126] 【수학식 14】

[ 0128]

[0129]수학식 14에서는 근사화 과정이 포함된 것으로， 기지국이 CQI 계산 시 가정된 프리코더과 실제 사용하는 프리코더가 공간 도메인 (spat ial domain)에서 유사한 방향을 가리킨다면 (즉， 코릴레이션 (correlat ion)이 높다면)， 수학식 14의 근사화에 따른 오차는 층분히 작을 수 있다. 반면, 기지국이 CQI 계산 시 가정된 프리코더와 실제 사용하는 프리코더가 공간 도메인에서 크게 다른 방향을 가리킨다면 (즉， 코릴레이션이 작다면) , 수학식 14의 근사화에 따른 오차는 클 수 있다.

[0130]또한， 기지국이 SU-MIM0 전송을 하는 경우 보고된 을 그대로 사용할 가능성이 크다. 따라서 보고된 CQI는 별도의 보정없이 사용된다. 하지만 기지국이 MU-MIM0 전송을 하는 경우 함께 스케줄링되는 UE의 간섭을 고려하여 상기 보고된 을 그대로 사용하지 않을 가능성이 크다. 이 경우 수학식 14와 같은 보정이 필요하겠으몌 과 ^p m은 코릴레이션이 높을 것이다. 이는， UE는 N개의 안테나 포트들 대한 N개의 CQI를 보고하였고， 해당 N개의 프리코더들 중 적어도 하나는 실제 프리코더인 과 코릴레이션 높을 것이기 때문이다.

[0131] 한편， 위 설명에서 UE는 CQI와 해당 안테나 포트 인덱스를 함께 기지국으로 보고하였지만, 이와 달리 CQI만을 보고하고 해당 안테나 포트 인텍스는 기지국이 추정할 수도 있다. 기지국이 SRS로부터 하향링크 채널을 추정한 시점과 UE가 CSI- RS로부터 하향링크 채널의 CQI를 계산한 시점 차이가 크지 않다면 (즉, 채널 에이징 (channel aging)이 되지 않았다면) , UE는 기지국과 동일 하향링크 채널 (즉ᅳ 시간 영역으로 정적인 하향링크 채널)에 대해 CQI를 계산한다. 따라서， 기지국은 CQI 값 자체는 모르더라도， 각 UE가 수신 간섭을 고려하지 않은 상태에서 가장 높은 CQI를 달성하는 안테나 포트부터 가장 낮은 CQI를 달성하는 안테나 포트를 오더링 (ordering) 할 수 있다. 그 결과, UE는 가장 좋은 N개의 CQI를 선별하여 정해진 순서대로 보고하고， 기지국은 안테나 포트와 CQI를 템핑할 수 있다.

[0132] 하지만， 醒 SE (minimum mean square error)-IRC 수신기와 같이 UE가 자신의 채널뿐만 아니라 수신 간섭 채널을 고려하여 SINR을 최대화하는 자신의 수신 빔포밍을 계산하는 경우， 기지국은 안테나 포트 인덱스를 추정할 수 없다. 이는 UE가 수신 간섭 채널까지 고려하여 수신 범포밍올 계산하고 수신 SINR을 추정하지만， 기지국은 UE의 수신 간섭 채널을 모르기 때문에 오로지 의도한 (desired) 하향링크 채널만을 이용하여 수신 SINR을 추정해야 하기 때문이다. 따라서 IRC UE는 안테나 포트 인덱스를 추가적으로 보고하는 것이 바람직하다. [0133]또는 안테나 포트 인덱스를 보고하지 않는 대신， 기지국이 CQI와 안테나 포트 간에 맵핑올 할 수 있도록 자신의 IRC 기능을 끈 상태에서 CQI를 계산해야 한다. 이를 위해 기지국이 UE에게 자신의 IRC 기능을 끈 상태에서 CQI를 계산하도록 직접 시그널링 해주거나， 기지국이 상기 언급한 다양한 방식으로 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI 계산을 지시하는 경우 UE는 IRC 기능을 끈 상태에서 CQI를 계산하도록 제한한다. 또는 CQI 계산시 IRC 기능의 on/of f 여부를 UE가 결정하고 해당 결정을 기지국으로 보고한다.

[0134] 기지국이 CQI를 바탕으로 고 -랭크 MIM0 전송을 수행하는 경우, 아래과 같이 CQI 보정 후 전송을 수행할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 탱크 2 전송을 가정하였으나， 탱크 3 이상에서도 유사한 방식으로 적용 가능하다.

[0135] 기지국은 탱크 2 PMI가 [P _k PJ인 경우， 참조 신호의 k번째 안테나 포트， n번째 안테나 포트에 대한 CQI _k , CQI _n 에 대해 레이어 간 간섭 ( inter layer interference)을 반영하여 보정한다. 탱크 M MIM0 전송에 대한 CQI 보정이 부정확할 경우， UE는 M 안테나 포트 전송 기반 CQI를 계산하고 기지국으로 보고한다. 예를 들어， 64개의 안테나를 가지고 있는 기지국은 UE에게 8 포트 CSI- RS를 설정 하고， 순서대로 M 안테나 포트를 하나의 안테나 포트 그룹으로 묶어 총 8/M개의 그룹을 만들어 낸다. 그리고 각 그룹 마다 서로 다른 PMI (64 by M 행렬)를 적용하여 송신한다.

[0136] PMI/RI 오프 모드에서 UE는 자신에게 설정 된 복수의 안테나 포트들올 M개의 안테나 포트 그룹 단위로 나누고, 각 안테나 포트 그룹 별로 M 안테나 포트 전송 기반 CQI를 계산한다. 이 때, UE는 기지국이 M by M 크기의 단위 행렬을 프리코더로 사용하였다고 가정하고， 각 안테나 포트 그룹 별로 두 코드워드 (codeword) (또는 두 전송 블록)에 해당하는 두 개의 CQI를 계산한다. UE는 이와 같이 계산된 8/M 개 그룹에 대한 (탱크 M) CQI 중 가장 좋은 N개 그룹의 CQI를 선별하여 보고할 수 있고， 해당 안테나 포트 그룹 인덱스도 함께 보고할 수 있다. 각 CQI는 M 레이어 전송을 가정하고 계산되었기 때문에 레이어 간 간섭이 모두 반영되었다.

[013기본 발명에서는 UE는 복수의 안테나 포트들을 갖는 하나의 참조 신호를 설정 받고 이 참조 신호에 대한 CQI를 계산 및 보고하는 것을 제안하였지만， UE가 복수의 안테나 포트들을 갖는 여러 개 의 참조 신호들을 설정 받고 각 참조 신호에 본 발명을 적용할 수 있다. 또는 서로 다른 단일 안테나 포트 CSI-RS 또는 서로 다른 M 안테나 포트 CSI-RS를 갖는 CSI 프로세스들을 여러 개 설정 하고 UE는 안테나 포트 인덱스 대신 CSI 프로세스 인덱스를 보고함으로써 동일한 동작을 할 수 있다. 여기서 CSI 프로세스란 독립적인 피드백 구성을 가지고 채널 정보를 피드백하는 동작을 의미하며， 이러한 CSI 프로세스는， 하나의 서빙셀에 하나 또는 그 이상 존재할 수 있다.

[0138] 한편， 상술한 랭크 M MIM0 전송에 대한 CQI를 계산할 때， M은 다음과 같은 형태로 기지국이 결정하여 UE에게 알려주거나 UE가 결정하여 기지국으로 알려줄 수 있다.

[0139] 기지국이 M을 결정하는 경우, 기지국은 UE와의 하향링크 채널에 대해 특이값 분해 (SVD; singular value decomposi t ion)를 수행하여 고유 _. 값 (eigen value)들의 크기 분포와 UE 지오메트리 (geometry) 등을 참조하여 M을 결정한다. 이후， RRC 시그널링을 통해 반-정적으로 또는 DCI를 통해 동적으로 M을 UE에게 알려준다. RRC 시그널링될 경우 CSI-RS 설정에 M을 지시하는 파라미터가 추가될 수 있다.

[0140] 하지만 기지국이 M을 결정하는 경우， 기지국은 UE가 받는 하향링크 간섭의 크기를 고려하지 못한 채로 M이 차선 값으로 결정될 수 있다. 따라서 UE가 M을 결정하고 기지국으로 알려줄 수 도 있다. 이를 위해， CSI 피드백은 RI 보고 주기 ( long term) 와 CQI 보고 주기 (short term)로 나누어 운용한다.

[0141]또한， 기지국은 UE의 RI 보고를 위한 CSI-RS_RI와 CQI 보고를 위한 CSI- RS_CQI를 나누어 운용하며， SRS로부터 추정된 채널올 바탕으로 임의의 프리코딩을 적용하여 CSI-RS_RI를 송신한다. 예를 들어， 임의의 프리코딩은 기지국이 SRS로부터 계산한 하향링크 채널을 SVD한 뒤， 특이값이 큰 값에 해당하는 right singular vectors 부터 순서대로 n개를 선별하여 n개의 CSI-RS_RI 안테나 포트들 각각에 프리코더로 적용한다. 이 때, n은 UE가 보고 할 수 있는 최대 탱크를 의미한다. 기지국과 UE는 n번째 안테나 포트에 n번째 도미넌트 특이 백터 (dominant singular vector)가 적용되었다고 가정한다. 이후 UE는 CSI-RS_RI의 각 안테나 포트로 추정된 채널과 간섭 및 잡음의 양을 고려하여 탱크를 결정한다. 즉， UE는 n개의 안테나 포트에 해당하는 n개의 채널을 가지고 있으며, 첫 번째 안테나 포트로 추정된 첫 번째 채널부터 시작하여 몇 번째 채널까지 각 채널에 독립적 레이어를 수신하는 것이 바람직한지를 결정한다. 다시 말해, UE는 탱크 m을 상정하고 전송량을 계산할 때， m by m 크기의 단위 행렬과 m by (n-m) 크기의 영 (zero) 행렬을 결합하고， 이를 프리코더라 가정한 후 전송량을 계산한다. 상기 행렬의 결합은 행렬 A, 행렬 B가 있을 때， [A B]를 의미하며， 가로로 두 행렬을 배치하여 새로운 행렬을 만드는 것을 나타낸다.

[0142] 이와 같이， UE는 CSI-RS_RI를 이용하여 RI를 계산 한 뒤， 기지국으로 피드백한다. 이후 기지국은 피드백 받은 RI와 SRS로부터 추정된 채널을 이용하여 CSI-RS_CQI 를 프리코딩하고， 상술한 방식대로 UE는 CSI-RS_CQI로부터 M 안테나 포트 전송 기반 CQI를 계산하여 피드백한다.

[0143]도 8은 본 발명의 실시예에 따라 단일 안테나 포트 전송 기반 CQI를 산출하는 과정을 도시하는 순서도이다.

[0144] 도 8을 참조하면， 단말은 단계 801에서 상위 계층을 통하여， M개의 안테나 포트들로 정의되는 참조 신호 설정을 수신한다. 이 경우， 프리코더 및 랭크 지시자의 보고 없이 상기 CQI의 보고하라는 지시를 수신하거나， 상기 M개의 포트들을 통하여 수신되는 참조 신호들 각각에 대하여 서로 다른 프리코더가 적용되었는지 여부에 관한 정보 자체를 추가적으로 수신할 수도 있다.

[0145] 다음으로， 단말은 단계 802에서 기지국으로부터， 상기 M개의 안테나 포트들 각각을 통하여， 서로 다른 프리코더가 적용된 참조 신호들을 수신하고， 단계 803에서 상기 서로 다른 프리코더가 적용된 참조 신호들을 이용하여, M개의 CQI들을 산출한다. 추가적으로， 단말은 상기 M개의 CQI들 중 채널 품질이 우수한 순으로 상기 N개의 CQI를 선택한다.

[0146]마지막으로, 단말은 기지국으로 단계 804와 같이 M개의 CQI들 중 N개의 CQI들을 보고한다. 이 경우， 상기 N개의 CQI들 각각에 대웅하는 안테나 포트의 인덱스가 함께 보고될 수 있다.

[0147]도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다. [0148]도 9를 참조하면， 통신 장치 (900)는 프로세서 (910)， 메모리 (920)， RF 모듈 (930)， 디스플레이 모들 (940) 및 사용자 인터페이스 모들 (950)을 포함한다.

[0149]통신 장치 (900)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모들은 생략될 수 있다. 또한， 통신 장치 (900)는 필요한 모들을 더 포함할 수 있다. 또한， 통신 장치 (900)에서 일부 모들은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서 (910)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작올 수행하도록 구성된다. 구체적으로， 프로세서 (910)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 8에 기재된 내용을 참조할 수 있다.

[0150] 메모리 (920)는 프로세서 (910)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템， 어플리케이션， 프로그램 코드， 데이터 등을 저장한다. RF 모들 (930)은 프로세서 (910)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능올 수행한다. 이를 위해， RF 모듈 (930)은 아날로그 변환， 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모들 (940)은 프로세서 (910)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모들 (940)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Di splay) , LED(Light Emi tt ing Diode) , 0LED(0rganic Light Emi tt ing Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모들 (950)은 프로세서 (910)와 연결되며 키패드， 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.

[0151] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은자명하다. [0152]본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어， 하드웨어， 펌웨어 (f iraware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(appl icat ion speci f ic integrated circui ts) , DSPs(digi tal signal processors) , DSPDs(digital signal processing devi ces) , PLDs (programmable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러， 마이크로 콘트롤러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

[0153] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

[0154] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

【산업상 이용가능성】

[0155]상술한 바와 같은 TDD 방식의 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.