KR100856435B1 - 양자화된 빔형성 피드백에 의한 다중입력 다중출력멀티캐리어 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

양자화된 빔형성 피드백에 의한 다중입력 다중출력멀티캐리어 통신 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

멀티캐리어 수신기는 멀티캐리어 송신국에 의해 사용하기 위해 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 생성한다. 멀티캐리어 수신기는 송신국으로부터 수신된 신호에 의해 생성된 수신 서브캐리어 신호에 정정된 수신 빔형성기 매트릭스(

Description

양자화된 빔형성 피드백에 의한 다중입력 다중출력 멀티캐리어 통신 시스템 및 방법{MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT MULTICARRIER COMMUNICATION SYSTEM AND METHODS WITH QUANTIZED BEAMFORMING FEEDBACK}
본 발명의 실시예는 무선 통신에 관한 것으로, 일부 실시예에서는, 멀티캐리어 통신에 관한 것이다.
통상적으로, 무선 통신 시스템은 송신국으로 하여금 채널 조건의 변경에 그 송신물을 적응시키기 위해 피드백을 이용한다. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 신호를 채용하는 시스템과 같이 다수의 서브캐리어를 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템에 있어서의 하나의 문제점은 채널 조건이 서브캐리어 각각에 대해 서로 다를 수도 있다는 것이다. 채널 조건의 변경에 적응하기 위한 피드백의 양은 현저할 수도 있으며 대역폭을 소비할 뿐만 아니라 추가적인 에너지를 사용한다. 이것은, 특히, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 경우에서와 같이, 동일한 서브캐리어를 통해 추가적인 데이터 스트림을 통신하기 위해 다수의 안테나가 사용되는 경우에 중요하다. 따라서, 적은 피드백으로 채널 조건의 변경에 적응할 수도 있는 시스템 및 방법이 일반적으로 필요하다.
첨부된 특허청구범위는 본 발명의 다양한 실시예 중 일부에 관한 것이다. 하지만, 상세한 설명은 도면과 함께 고려될 경우에 본 발명의 실시예의 더 완벽한 이해를 제공할 것이며, 도면에서, 동일한 참조부호는 도면 전반에 걸쳐 동일한 대상을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 송신기의 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 수신기의 블록 다이어그램이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 양자화 방식을 나타낸 것이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 양자화된 빔형성 계수의 진폭 및 위상 서브필드를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 서브캐리어의 그룹에 대한 양자화된 빔형성기 계수를 생성하는데 사용하기 위한 채널 측정치를 나타낸 것이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 양자화된 송신 빔형성 계수를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 신호 송신 절차의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 신호 수신 절차의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 4×2 다중입력 다중출력(MIMO) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 송신기의 동작을 나타낸 기능 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 다중입력 다중출력(MIMO) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 수신기의 동작을 나타낸 기능 다이어그램이다.
다음의 설명 및 도면은 본 발명의 특정 실시예를 충분히 예시하여 당업자로 하여금 그 실시예들을 실시하게 한다. 다른 실시예들은 구조적, 논리적, 전기적 프로세스 및 다른 변경예를 포함할 수도 있다. 실시예는 오직 가능한 변형예를 나타낸다. 개별 부품 및 기능은 명시적으로 요청되지 않으면 선택적이며, 동작 시퀀스는 변할 수도 있다. 어떠한 실시예의 일부 및 그 특성은 다른 실시예에 포함되거나 대체될 수도 있다. 본 발명의 실시예는, 실제로 2개 이상이 개시되면 본 출원의 범위를 임의의 단일 발명 또는 창의적 개념에 자발적으로 제한하려고 하지 않고 오직 편의를 위해, 여기에서, 오직 "발명"이라는 용어에 의해 개별적으로 또는 일괄적으로 지칭될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 송신기의 블록 다이어그램 이다. 멀티캐리어 송신기(100)는 무선 통신 디바이스의 일부일 수도 있으며, 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 통신 신호와 같이 복수의 서브캐리어를 포함하는 멀티캐리어 통신 신호를 송신할 수도 있다.
일부 실시예에 따르면, 멀티캐리어 송신기(100)는 역 푸리에 변환(IFFT)이 서브캐리어에 수행되기 전에, 양자화된 송신 빔형성 계수를 멀티캐리어 통신 신호의 심볼-변조 서브캐리어에 적용할 수도 있다. 양자화된 송신 빔형성 계수는 연관 심볼-변조 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 그 위상을 시프트시키기 위한 양을 나타내는 각각의 서브캐리어에 대한 사전 결정된 비트 수를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 복수의 송신 서브캐리어 빔형성기(108)를 포함하여, 양자화된 송신 빔형성 계수를 심볼-변조 서브캐리어(107)에 적용할 수도 있다.
일부 실시예에서, 송신 서브캐리어 빔형성기(108)는 IFFT가 심볼-변조 서브캐리어에 수행되기 전에, 주파수 영역에서의 양자화된 송신 빔형성 계수를 주파수-영역 심볼-변조 서브캐리어(107)에 적용할 수도 있다. 일부 실시예에서, 수신국에 의해 생성되는 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)는 송신 빔형성 계수를 포함한다. 일부 실시예에서, 송신 빔형성 계수는 복소값일 수도 있다.
양자화된 송신 빔형성 계수의 사용은 수신국에 의해 제공되는 피드백의 양을 현저히 감소시킬 수도 있다. 일부 실시예에서는, 폐루프 적응형 빔형성이 송신기(100)에 의해 수행될 수도 있다. 적응형 빔형성은 통신 채널에서의 다중경로 차 이를 고려함으로써 상이한 공간 채널에 대한 신호를 생성할 수도 있다. 적응형 빔형성의 다른 목적은 그 채널 조건을 고려(즉, 페이딩 채널의 채널 조건의 변경에 적응시킴)할 뿐만 아니라 송신국과 수신국 간의 채널 조건도 고려하는 것이다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는, 특이값 분해(singular value decomposition; SVD)에 기초하여 적응형 빔형성을 수행하는 폐루프 다중입력 다중출력(MIMO)의 일부일 수도 있다. 이들 실시예에서, MIMO 시스템은, 직교 공간 채널로서 지칭되는 복수의 디커플링된(독립 또는 직교) 단일입력 단일출력(SISO) 시스템으로서 간주될 수도 있다. 일반적으로, 직교 공간 채널의 수는 송신 안테나의 최소 수 및 수신 안테나의 최소 수보다 크지 않다. 본 발명의 일부 실시예에 의하면, 공간 채널은 실질적으로 직교일 수도 있다. 실질적인 직교성은 적절한 송신 및 수신 빔형성 계수를 적용함으로써 달성된다.
일부 실시예에서, 인코딩된 비트 스트림(103)은 회로(104)의 비트 디멀티플렉서에 의해, 공간 채널의 수에 따라 수개의 플로우(데이터 스트림)로 분리될 수도 있다. 이들 플로우는 공간 비트 스트림으로서 지칭될 수도 있으며, 동일한 변조 및/또는 코딩 방식이 공간 채널 각각에 대해 사용될 경우에 동일한 비트 수를 포함할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 공간 비트 스트림은 상이한 변조 및/또는 코딩 방식이 공간 채널 각각에 대해 사용될 경우에 상이한 비트 수를 포함할 수도 있다.
일부 실시예에서, 각각의 공간 채널은 주파수 대역폭의 증가 없이 부가적인 데이터의 송신을 허용하는 다른 공간 채널과 동일한 서브캐리어에 대한 개별 및/또 는 독립 데이터 스트림을 통신하는데 사용될 수도 있다. 공간 채널의 사용은 채널의 다중경로 특성을 이용한다.
본 발명의 폐루프 MIMO 실시예에 의하면, 공간 채널이 실질적으로 직교일 경우에, 각각의 공간 채널은 안테나보다 빔형성 패턴과 연관될 수도 있다. 각각의 공간 채널에서의 신호는 가용 안테나로부터 동시에 송신될 수도 있다. 즉, 각각의 안테나는, 개별 안테나에 특정된 상이한 가중치로 신호를 송신할 수도 있다. 이하, 이들 실시예의 예가 더 상세히 설명된다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 순방향 에러 정정(FEC) 인코더일 수도 있는 인코더(102)를 포함하여, 에러 정정 코드를 비트 스트림(101)에 적용하고 인코딩된 비트 스트림(103)을 생성한다. 또한, 일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 비트 디멀티플렉서 및 인터리버 회로(104)를 포함하여, 인코딩된 비트 스트림(103)의 비트를 치환하고(permute), 그 비트를 복수의 공간/주파수 채널로 디멀티플렉싱할 수도 있다. 일부 실시예에서, 치환된 비트는 회로(104)의 비트 디멀티플렉서에 의해, 각각의 공간 채널과 연관된 하나 이상의 공간 스트림으로 분리될 수도 있다. 공간 스트림 각각은 인터리빙 패턴에 따라 회로(104)의 인터리버에 의해 치환될 수도 있다. 그 후, 회로(104)의 비트 디멀티플렉서는 멀티캐리어 통신 채널의 데이터 서브캐리어에 대한 변조를 위해, 치환된 공간 스트림 각각을 그룹으로 분리할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 비트의 그룹화는 서브캐리어에 대한 변조 레벨에 기초할 수도 있으며, 프로세싱 회로(116)에 의해 제공될 수도 있다.
또한, 일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 각각의 공간 스트림 및/또는 공간 채널에 대한 심볼 매핑 회로(106)를 포함하여 공간 채널 멀티플렉싱 비트 스트림(105)으로부터 심볼-변조 서브캐리어(107)를 생성할 수도 있다. 송신 서브캐리어 빔형성기(108)는 멀티캐리어 통신 채널의 각 서브캐리어와 연관될 수도 있으며, 양자화된 송신 빔형성 계수(118)를 각각의 서브캐리어 신호에 적용하여 각각의 송신 안테나(114)에 대한 주파수-영역 심볼-변조 서브캐리어(109)를 생성할 수도 있다.
또한, 일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 각각의 송신 안테나(114)에 대한 시간-영역 샘플(111)을 생성하기 위하여, 송신 서브캐리어 빔형성기(108)에 의한 양자화된 송신 빔형성 계수(118)의 적용 이후에 심볼-변조 서브캐리어(109)에 대한 IFFT를 수행하도록 각각의 송신 안테나(114)에 대한 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 회로(110)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 주기 확장(cyclic extension)이 시간-영역 샘플(111)에 부가되어 심볼간 간섭의 효과의 감소를 도울 수도 있다.
또한, 일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는, 송신 안테나(114) 중 하나와 연관될 수도 있는 디지털-아날로그 변환(DAC) 회로 및 무선 주파수(RF) 회로(112)를 포함할 수도 있다. 회로(112)는 IFFT 회로(110)에 의해 생성된 시간-영역 샘플(111)로부터 송신을 위한 RF 신호를 생성할 수도 있다.
또한, 일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 프로세싱 회로(116)를 포함하여 송신 파라미터를 송신기(100)의 다양한 소자에 제공할 수도 있다. 본 발명 의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 예를 들어, 프로세싱 회로(116)는 회로(104)의 인터리버에 대해 인터리빙 파라미터(120)를 제공하고, 심볼 매핑 회로(106) 각각에 서브캐리어 변조 레벨(122)을 제공하고, IFFT 회로(110)에 IFFT 사이즈 정보(124)를 제공하며, 인코더(102)에 코드 타입 및/또는 코딩 레이트 정보(126)를 제공할 수도 있다. 일부 실시예에서, 회로(116)는 고속 링크 적응을 위해 다른 통신국으로부터 수신된 채널 피드백 정보(115)에 기초하여 송신 파라미터를 할당할 수도 있다.
일부 실시예에서, 송신 안테나(114)는 멀티캐리어 통신 채널을 통해 복수의 공간 채널로 복수의 공간 스트림을 송신하는데 사용될 수도 있다. 이들 실시예에서, 공간 스트림 및/또는 공간 채널의 수는 송신 안테나의 수보다 작거나 같을 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서는, 4개의 안테나(114)가 대응하는 공간 채널을 통해 최대 4개의 공간 스트림을 송신하는데 사용될 수도 있다.
일부 실시예에서, 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 계수는 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 나타낼 수도 있다. 일부 실시예에서, 각각의 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)는, 송신 안테나의 수와 동일한 다수의 로우(row) 및 공간 스트림(또는 공간 채널)의 수와 동일한 다수의 컬럼을 갖는 단위 매트릭스일 수도 있다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "로우" 및 "컬럼"의 사용은 대체가능하다.
일부 실시예에서, 각각의 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 요소는 사전 결정된 비트 수를 갖는 각각의 필드를 가지는 진폭 서브필드 및 위상 서브필드를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 진폭 서브필드는 연관 심볼-변조 서브캐리어의 진폭을 가중시키기 위한 양의 제곱을 나타낸다. 이것은 도 4a 및 4b를 참조하여 이하에 더 상세히 설명된다. 일부 실시예는 송신 빔형성 계수의 제곱 진폭의 균일 양자화(uniform quantization)를 사용할 수도 있다. 이러한 균일 양자화는, 송신 빔형성 계수의 제곱 진폭이 균일에 가까운 분포를 갖기 때문에 통상적인 랜덤 레일레이 인도어 채널(random Rayleigh indoor channel)에 거의 최적일 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 송신국의 일부일 수도 있으며, 수신국으로부터 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 포함하는 채널 피드백 정보(115)를 수신할 수도 있다. 이들 실시예에서, 프로세싱 회로(116)는 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터의 양자화된 송신 빔형성 계수(118)를 송신 서브캐리어 빔형성기(108) 중 대응하는 하나의 송신 서브캐리어 빔형성기에 제공할 수도 있다. 이들 실시예에서, 수신국은 송신기(100)로부터 수신된 신호를 측정하여 멀티캐리어 통신 채널의 각 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정할 수도 있으며, 채널 전달 매트릭스(H)로부터 각 서브캐리어에 대한 양자화된 빔형성 매트릭스(V)를 생성할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 이들 실시예에서, 수신국은 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 빔형성 매트릭스(V)를 응답 패킷으로 송신국에 송신할 수도 있다. 이들 실시예 중 일부에서, 수신국은 송신국으로부터 수신된 패킷의 프리앰블을 측정하여 멀티캐리어 통신 채널의 각 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 수신국은 송신국으로부터 수신된 패킷의 물리 레이어 수렴 프로토콜(PLCP) 헤더를 측정하여 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정할 수도 있다. 이들 실시예 중 일부에서, 수신국은 채널 전달 매트릭스(H)에 대한 특이값 분해(SVD)를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 빔형성 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00001
)를 생성할 수도 있다. 이하, 이들 실시예는 더 상세하게 설명된다.
일부 실시예에서, 양자화된 빔형성 매트릭스(V)를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 송신국과 수신국 간의 패킷 교환의 초기 부분 동안에(즉, 코어스(coarse) 양자화 모드 동안에) 더 감소할 수도 있으며, 패킷 교환의 후속 부분 동안에(즉, 정밀 양자화 모드 동안에) 더 증가할 수도 있다. 이러한 방식으로, 송신국은 채널 조건에 신속하게 조절될 수도 있으며, 그 후, 시간이 경과함에 따라, 그 송신을 정밀 튜닝하여 더 신속한 링크 적응을 허용할 수도 있다.
일부 실시예에서, 양자화된 빔형성 매트릭스(V)의 요소는 이전에 수신된 빔형성 계수와의 차를 나타낼 수도 있다. 일부 실시예에서, 양자화된 빔형성 계수는 서브캐리어의 그룹에 적용될 수도 있다. 이하, 이들 실시예는 더 상세히 설명된다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100; 도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(200; 도 2)는 광대역 멀티캐리어 통신 채널을 통해 통신할 수도 있다. 광대역 채널은 하나 이상의 멀티캐리어 서브채널을 포함할 수도 있다. 서브채널들은 주파수-분할 멀티플렉싱될 수도 있고(즉, 다른 서브채널로부터 주파수적으로 분리됨), 사전 결정된 주파수 스펙트럼 내에 존재할 수도 있다. 서브채널들은 복수의 직교 서브캐리어를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 서브채널의 직교 서브캐리어는 근접하게 이격된 OFDM 서브캐리어일 수도 있다. 근접하게 이격된 서브캐리어들 간의 직교성을 달성하기 위하여, 일부 실시예에서, 특정 서브채널의 서브캐리어들은 그 서브채널의 다른 서브캐리어들의 실질적으로 중심 주파수에서 널(null)을 가질 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100; 도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(200; 도 2)는, 표준-스루풋 채널 또는 고-스루풋 통신 채널을 포함하는 멀티캐리어 통신을 통해 하나 이상의 다른 통신국과 통신할 수도 있다. 이들 실시예에서, 표준-스루풋 채널은 하나의 서브채널을 포함하고, 고-스루풋 채널은 하나 이상의 서브채널 및/또는 각각의 서브채널과 연관된 하나 이상의 공간 채널의 조합을 포함할 수도 있다. 공간 채널은, 직교성이 빔형성 및/또는 다이버시티를 통해 달성될 수도 있는 특정 서브채널과 연관된 비-직교 채널(즉, 주파수적으로 분리되지 않음)일 수도 있다.
일부 실시예에 의하면, 매퍼(mapper; 106(도 1))는 개별 서브캐리어 변조 할당에 따라 서브캐리어를 심볼-변조할 수도 있다. 이것은 적응형 비트 로딩(ABL)으로서 지칭될 수도 있다. 이에 따라, 하나 이상의 비트는 서브캐리어에 대해 변조된 심볼에 의해 표현될 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 개별 서브채널에 대한 변조 할당은 그 서브캐리어에 대한 채널 특성 또는 채널 조건에 기초할 수도 있다. 일부 실시예에서, 서브캐리어 변조 할당은 심볼당 0 비트로부터 심볼당 10 이상의 비트까지의 범위일 수도 있다. 변조 레벨의 관점에서, 서브캐리어 변조 할당은, 심볼당 1 비트를 통신하는 바이너리 위상 시프트 키잉(BPSK), 심볼당 2 비트를 통신하는 직교 위상 시프트 키잉(QPSK), 심볼당 3 비트를 통신하는 8PSK, 심볼당 4 비트를 통신하는 16-직교 진폭 변조(16-QAM), 심볼당 5 비트를 통신하는 32-QAM, 심볼당 6 비트를 통신하는 64-QAM, 심볼당 7 비트를 통신하는 128-QAM, 및 심볼당 8 비트를 통신하는 256-QAM을 포함할 수도 있다. 또한, 서브캐리어 당 더 높은 데이터 통신 레이트를 갖는 변조 차수가 사용될 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 통신 채널에 대한 주파수 스펙트럼은 5 GHz 주파수 스펙트럼 또는 2.4 GHz 주파수 스펙트럼에서의 서브채널을 포함할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않고, 또한, 다른 주파수 스펙트럼이 동일하게 적합하지만, 이들 실시예에서, 5 GHz 주파수 스펙트럼은 대략 4.9 GHz로부터 5.9 GHz까지의 범위를 갖는 주파수를 포함할 수도 있으며, 2.4 GHz 스펙트럼은 대략 2.3 GHz로부터 2.5 GHz까지의 범위를 갖는 주파수를 포함할 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100; 도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(200; 도 2)는 무선 통신 디바이스의 일부일 수도 있다. 무선 통신 디바이스는 예를 들어, PDA(personal digital assistant), 무선 통신 능력을 갖는 랩탑 또는 휴대용 컴퓨터, 웹 태블릿(web tablet), 무선 전화, 무선 헤드셋, 페이저, 단문 메 시징 디바이스, 디지털 카메라, 액세스 포인트, 또는 정보를 무선으로 수신 및/또는 송신할 수도 있는 다른 디바이스일 수도 있다. 또한, 무선 통신 디바이스가 DVB-T(Digital Video Broadcasting Terrestrial) 방송 표준, 및 고성능 무선 로컬 영역 네트워크(HiperLAN) 표준을 포함하는 다른 기술에 따라 통신물을 송신 및/또는 수신하기에 적합할 수도 있지만, 일부 실시예에서, 무선 통신 디바이스는, WLAN(wireless local area networks)용의 IEEE 802.11(a), 802.11(b), 802.11(g/h) 및/또는 802.11(n) 표준, 및/또는 WMAN(wireless metropolitan area networks)용의 802.16 표준을 포함하는 IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers) 표준과 같은 특정 통신 표준에 따라 RF 통신물을 송신 및/또는 수신할 수도 있다.
안테나(114; 도 1) 및 안테나(202; 도 2)는, 예를 들어, 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 루프 안테나, 마이크로스트립 안테나, 또는 RF 신호의 수신 및/또는 송신에 적합한 다른 타입의 안테나를 포함하여, 지향성 또는 무지향성 안테나를 포함할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예는 802.11x 구현(예를 들어, 802.11a, 802.11g, 802.11 HT 등)의 맥락에서 설명되지만, 본 발명의 범위는 이러한 사항에 제한되지 않는다. 본 발명의 일부 실시예는 WPAN(wireless personal area network), WLAN(wireless local area network), WMAN(wireless metropolitan area network), WWAN(wireless wide area network), 셀룰러 네트워크, 3세대(3G) 네트워크, 4세대(4G) 네트워크, UMTS(a universal mobile telephone system), 및 유사한 통신 시 스템 내에서 사용되지만 이에 제한되지 않을 수도 있는 것과 같이, 멀티캐리어 무선 통신 채널(예를 들어, 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(OFDM), 이산 멀티-톤 변조(DMT) 등)을 사용하는 임의의 무선 시스템의 일부로서 구현될 수도 있다.
멀티캐리어 송신기(100; 도 1) 및 멀티캐리어 수신기(200; 도 2)는 수개의 별도의 기능 소자를 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 기능 소자 중 하나 이상은 결합될 수도 있고, 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함하는 프로세싱 소자와 같은 소프트웨어-구성 소자 및/또는 다른 하드웨어 소자의 조합에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 일부 소자는 하나 이상의 마이크로프로세서, DSP, 주문형 집적회로(ASIC), 및 적어도 여기에서 설명된 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 로직 회로의 조합을 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 수신기의 블록 다이어그램이다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 멀티캐리어 수신기(200)는 무선 통신 디바이스의 일부일 수도 있으며, OFDM 통신 신호와 같이 복수의 서브캐리어를 포함하는 멀티캐리어 통신 신호를 수신할 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 수신국의 일부일 수도 있으며, 멀티캐리어 통신 채널을 통해 송신국과 통신할 수도 있다. 송신국은 멀티캐리어 송신기(100; 도 1)와 같은 멀티캐리어 송신기를 포함할 수도 있다.
다른 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 멀티캐리어 송신기(100)와 같은 멀티캐리어 송신기를 또한 포함하는 멀티캐리어 통신국의 일부일 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 멀티캐리어 통 신국은 로컬 영역 네트워크와 같은 네트워크의 일부로서 다른 멀티캐리어 통신국과 통신할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 멀티캐리어 수신기(200)는 멀티캐리어 통신 채널을 통해 수신기(200)로 패킷을 송신함에 있어서 송신국에 의한 사용을 위하여 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 생성한다. 이들 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하고, 그 채널 전달 매트릭스(H)로부터 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 생성한다. 또한, 멀티캐리어 수신기(200)는 서브캐리어 각각에 대한 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00002
)를 생성하여, 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 사용하여 송신하고 있었던 송신국으로부터 수신된 신호의 각 공간 채널로부터 배치(constellation) 신호를 분리할 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하기 위한 채널 추정기(220), 및 연관 채널 전달 매트릭스(H)로부터 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 생성하기 위한 빔형성기 매트릭스 계산 회로(222)를 포함한다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하기 위해 각각의 서브캐리어에 대한 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00003
)에 따라 입력 서브캐리어 신호들(207)을 결합하도록 복수의 수신 빔형성기(208)를 포함한다. 여기에서 사용되는 바와 같이,
Figure 112008023411834-pct00004
는 아래에서 설명되는
Figure 112008023411834-pct00005
의 공액 전치를 지칭한다. 계산 회로(222)는 채널 전달 매트릭스(H) 및 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)로부터 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00006
)를 계산할 수도 있다. 일부 실시예에서, 수신 빔형성기(208)는 연관 서브캐리어에 대한 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00007
)의 수신 빔형성기 계수(218)에 기초하여 주파수 영역에서 입력 서브캐리어 신호들(207)을 결합할 수도 있다. 일부 실시예에서, 입력 서브캐리어 신호들(207)은, 송신 전에, 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 서브캐리어에 적용한 송신국으로부터의 데이터 패킷의 수신으로부터의 신호에 대해 FFT를 수행함으로써 생성될 수도 있다.
일부 실시예에서, 회로(222)에 의해 생성된 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)는 주파수 영역에서 연관 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 그 위상을 시프트시키기 위하여, 송신 서브캐리어 빔형성기(108; 도 1)에 대한 양을 나타내는 사전 결정된 비트 수를 갖는 양자화된 빔형성 계수를 포함한다.
본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 채널 추정기(220)는 송신국에 의해 전송된 현재 패킷의 프리앰블(예를 들어, PLCP 헤더)로부터의 채널 측정치에 기초하여, 멀티캐리어 통신 채널의 각 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정할 수도 있다.
일부 실시예에서, 계산 회로(222)는 각각의 서브캐리어에 있어서, 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여, 초기 수신기 빔형성 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00008
) 및 초기(즉, 비-양자화된) 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성할 수도 있다. 이들 실시예에서, 계산 회로(222)는 각각의 서브캐리어에 대한 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대해 양자화를 수행하여, 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성할 수도 있다. 그 양자화는 진폭 및 위상 성분에 대한 사전 결정된 비트 수에 기초할 수도 있으며, 사전 결정된 비트 수에 기초하여, 매트릭스(V)의 양자화된 빔형성기 계수에 대한 사전 결정된 값을 선택할 수도 있다. 이들 실시예에서, 계산 회로(222)는 채널 전달 매트릭스(H) 및 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 추정치에 기초하여 등가 채널 전달 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00009
) 를 생성할 수도 있다. 또한, 이들 실시예에서, 계산 회로(222)는 등가 채널 전달 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00010
)에 기초하여 "정정된" 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00011
)를 생성할 수도 있다. 이들 실시예에서, 등가 채널 전달 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00012
)는 HV(즉, 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)에 의해 승산된 채널 전달 매트릭스(H))와 같을 수도 있다.
일부 실시예에서, 양자화된(즉, 유한) 빔형성 계수의 사용은 서브캐리어 및/또는 공간 채널 간의 직교성을 감소시킬 수도 있으며, 그들 간의 크로스토크를 야기할 수도 있다. 크로스토크는 각각의 공간 채널의 출력에서 신호대 간섭비(SINR)의 열화를 야기할 수도 있다. "정정된" 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00013
)의 사용은 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 사용하여 송신국으로부터의 신호의 수신을 허용할 수도 있으며, 크로스토크의 효과의 감소를 지원할 수도 있다.
일부 실시예에서, 채널 전달 매트릭스(H)는 초기(즉, 비-양자화된) 송신 빔 형성 매트릭스(V)의 공액 전치에 의해 승산되고 의사-대각 매트릭스(D)에 의해 승산된 초기 수신기 빔형성 매트릭스(U)와 실질적으로 동일할 수도 있다. 의사-대각 매트릭스(D)는 실수의 음이 아닌 특이값을 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 계산 회로(222)는, 다음 수학식에 따라, 제로 포싱(zero forcing)을 수행함으로써 등가 채널 전달 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00014
)에 기초하여 정정된 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00015
)를 생성할 수도 있다.
Figure 112006096461714-pct00016
여기서, k는 특정 서브캐리어를 나타내고,
Figure 112006096461714-pct00017
는 서브캐리어 k에 대한 정정된 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00018
)의 공액 전치이다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일반적으로, 수신기 서브캐리어 빔형성기(208)는 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00019
)의 공액 전치(즉,
Figure 112006096461714-pct00020
)의 계수를 서브캐리어 신호(207)에 적용한다. 일부 실시예에서, 수신기 서브캐리어 빔형성기(208) 각각은 멀티캐리어 통신 채널의 하나의 서브캐리어와 연관될 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 또한 멀티캐리어 통신 채널을 통해 대응하는 복수의 공간 채널로 복수의 공간 스트림을 수신하기 위한 복수의 수신기 안테나(202)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 공간 스트림의 수는 다수의 수신기 안테나(202)보다 작거나 같을 수도 있다.
일부 실시예에서, 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00021
)는 공간 스트림을 수신함에 있어서 사용되는 수신 안테나의 수와 동일한 다수의 컬럼, 및 공간 스트림의 수(또는 공간 채널의 수)와 동일한 다수의 로우를 갖는 단위 매트릭스를 포함할 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 또한 아날로그-디지털 변환(ADC) 및 RF 프로세싱 회로(204)를 포함하여, 안테나(202) 각각으로부터 수신된 신호로부터 시간-영역 샘플(205)을 생성할 수도 있다. 일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 또한 FFT 회로(206)를 포함할 수도 있다. FFT 회로(206)는 시간-영역 샘플(205)로부터 임의의 주기 확장을 제거할 수도 있으며, 시간-영역 샘플(205)에 대해 FFT를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 주파수-영역 신호(207)를 생성할 수도 있다. 수신 빔형성기 회로(208)는 연관 서브캐리어에 대한 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112008023411834-pct00022
)의 계수(218)에 따라 각각의 안테나로부터 수신된 특정 서브캐리어에 대한 주파수-영역 신호(207)를 결합할 수도 있다. 이러한 방식으로, 각각의 공간 채널로부터 배치 신호들이 분리되어, 분리된 심볼-변조 서브캐리어 신호(209)를 생성한다.
일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 또한 디매퍼(demapper; 210)를 포함할 수도 있다. 디매퍼(210)는 분리된 심볼-변조 서브캐리어 신호(209)를 디매핑하여, 각각의 공간 채널로부터 그리고 각각의 서브캐리어에 대한 비트(211)의 블록을 생성할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 디매퍼(210)는 로그-가능성 비(LLR)를 사용하여 그 비트를 생성할 수도 있다. 일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 또한 입력 비트를 치환 및 멀티플렉싱하기 위한 디인터리버 및 멀티플렉서 회로(212)를 포함하여, 디인터리버 파라미터(221)에 기초하여 인코딩된 비트 스트림(213)을 생성할 수도 있다. 일부 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(200)는 또한 코드 레이트(226) 및/또는 FEC 타입 정보에 기초하여 인코딩된 비트 스트림(213)을 디코딩하기 위한 디코더(214)를 포함하여, 디코딩된 비트 스트림(201)을 생성할 수도 있다.
프로세싱 회로(216)는 멀티캐리어 수신기(200)의 다양한 소자에 대한 파라미터를 생성 및/또는 할당할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 예를 들어, 프로세싱 회로(216)는 FFT 사이즈 정보(224)를 FFT 회로(206)에 제공할 수도 있고, 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00023
)의 요소를 수신기 서브캐리어 빔형성기(208)에 제공할 수도 있으며, 서브캐리어 변조 레벨(219)을 디매퍼(210)에 제공할 수도 있다.
일부 실시예에서, 주파수 영역에 존재할 수도 있는 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)는 양자화 이전에 수신기의 IFFT 회로에 의해 시간 영역으로 변환될 수도 있다. 이 시간 영역 송신 빔형성 매트릭스의 요소는 진폭 및 위상 포맷에 있어서 복소수의 어레이로서 표현될 수도 있다. 이들 실시예에서, 회로(222)는 송신국으로의 송신을 위해 시간 영역 송신 빔형성 매트릭스의 요소를 양자화할 수도 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 양자화 방식을 나타낸 것이다. 도 3a는, 진폭 서브필드의 사전 결정된 비트 수가 0 비트(즉, na=0)이고 위상 서브필드를 구성하는 사전 결정된 비트 수가 2 비트(즉,
Figure 112008023411834-pct00024
=2)인 서브캐리어에 대한 송신 빔형성 매트릭스(V)의 양자화를 나타낸 것이다. 진폭 비트는 도면의 방사 방향으로 도시되어 있고, 위상 비트는 도면의 주변 방향으로 도시되어 있다. 이 예에서, 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)는 진폭에 대한 임의의 변경 없이도 최대 4개의 가능한 위상 조정치를 제공할 수도 있다. 도 3b는, 진폭 서브필드의 사전 결정된 비트 수가 1 비트(즉, na=1)이고 위상 서브필드를 구성하는 사전 결정된 비트 수가 3 비트(즉,
Figure 112008023411834-pct00025
=3)인 서브캐리어에 대한 송신 빔형성 매트릭스(V)의 양자화를 나타낸 것이다. 이 예에서, 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)는 최대 8개의 가능한 위상 조정치 및 2개의 진폭 설정치를 제공할 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 양자화된 빔형성 계수의 진폭 및 위상 서브필드를 나타낸 것이다. 도 4a는 진폭 서브필드(402)의 사전 결정된 비트 수가, 컬럼(403)에 기록된 최대 8개의 가능한 진폭 설정치를 허용하는 3 비트(즉, na=3)인 일 예를 나타낸다. 일부 실시예에서, 진폭 설정치 중 하나는 특정 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)의 서브필드를 위해 회로(222; 도 2)에 의해 선택될 수도 있다.
일부 실시예에서는, 송신 빔형성 계수의 제곱 진폭의 균일 양자화가 사용된다. 양자화의 일부 예시적인 레벨이 도 4a의 컬럼(401)에 도시되어 있다. 송신 빔형성 매트릭스(V)에 있어서, 서브캐리어-변조 심볼은, 컬럼(403)에 도시된 값인 양자화된 제곱 진폭의 제곱근에 의해 승산될 수도 있다. 응답 패킷에서, 컬럼(401)으로부터의 값이 송신될 수도 있고, 송신기에서의 룩업 테이블이 컬럼(403)으로부터의 매트릭스(V)에 대한 연관 빔형성 계수를 획득하기 위해 사용될 수도 있다.
도 4b는 위상 서브필드(404)의 사전 결정된 비트 수가, 컬럼(405)에 리스팅된 최대 16개의 가능한 위상 설정치를 허용하는 4 비트(즉,
Figure 112008023411834-pct00026
=4)인 일 예를 나타낸 것이다. 일부 실시예에서, 위상 설정치 중 하나는 특정 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)의 서브필드를 위해 회로(222; 도 2)에 의해 선택될 수도 있다.
예를 들어, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 특정 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)가 서브필드(001, 0001)를 포함할 경우, 연관 송신 서브캐리어 빔형성기(108; 도 1)는 연관 서브캐리어 신호(107; 도 1)의 진폭을 √0.1875로 가중(예를 들어, 승산)시키고, 그 위상을 -7π/8만큼 시프트시킬 수도 있다.
일부 실시예에서, 진폭 서브필드(402) 및/또는 위상 서브필드(404)를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 송신국과 수신국 간의 패킷 교환의 초기 부분 동안(즉, 코어스 양자화 모드 동안) 더 감소될 수도 있다. 일부 실시예에서, 진폭 서브필드(402) 및/또는 위상 서브필드(404)를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 패킷 교환의 후속 부분 동안(즉, 정밀 양자화 모드 동안) 더 증가할 수도 있다. 일부 실시예에서, 수신국은 송신국에서 사용된 비트의 수를 통신할 수도 있다.
본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 패킷 교환의 초기 부분 동안, 송신국 및 수신국은 코어스 양자화 모드로 동작할 수도 있으며, 여기서, 진폭 서브필드를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 0 비트 내지 2 비트의 범위일 수도 있으며, 위상 서브필드를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 1 비트 내지 3 비트의 범위일 수도 있다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 패킷 교환의 후속 부분 동안, 송신국 및 수신국은 정밀 양자화 모드로 동작할 수도 있으며, 여기서, 진폭 서브필드를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 2 비트 내지 4 비트의 범위일 수도 있으며, 위상 서브필드를 구성하는 사전 결정된 비트 수는 3 비트 내지 5 비트의 범위일 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 서브캐리어의 그룹에 대한 양자화된 빔형성기 계수를 생성하는데 사용하기 위한 채널 측정치를 나타낸 것이다. 이들 실시예에서, 복수의 송신 캐리어 빔형성기(108; 도 1)는 양자화된 빔형성기 계수를 서브캐리어의 그룹에 적용할 수도 있다. 일부 실시예에서, 채널 응답(502)은 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어(504)에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 생성하는데 사용하기 위한 채널 추정기(220; 도 2)에 의해 결정될 수도 있다. 회로(222; 도 2)는 서브캐리어의 그룹에 대한 채널 가중 벡터(506)에 기초하여 서브캐리어의 그룹에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 계산할 수도 있다. 이러한 방식으로, 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)의 수가 감소될 수도 있다. 도 5에서, 48개의 서브캐리어(504)는 6개의 그룹으로 분할된다. 각각의 그룹은 8개의 인접한 서브캐리어를 가진다. 이 예에서, 하나의 송신 빔형성기 매트릭스(V)가 8개의 인접한 서브캐리어의 각 그룹용으로 제공될 수도 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 양자화된 빔형성 계수를 나타낸 것이다. 이들 실시예에서, 수신국 및 송신국은, 양자화된 빔형성 매트릭스(V)의 요소가 이전에 수신된 빔형성 계수와의 차를 나타내는 차동 시그널링 모드로 동작할 수도 있다. 일부 실시예에서, 멀티캐리어 통신 채널의 특정 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)는 이전의 빔형성 설정치로부터 진폭 및 위상을 조정하기 위한 양을 나타내는 사전 결정된 비트 수를 포함할 수도 있다. 도 6a에 도시된 예에서, 특정 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)는, 비트와 연관된 컬럼(604)에서의 액션을 송신국에 나타낼 수도 있는 4 비트(컬럼(602)에 도시됨)를 포함할 수도 있다. 이 예에서, 서브캐리어 당 오직 4 비트만이 진폭 및 위상 양자를 조정하는데 사용된다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 일부 실시예에서, 비트는 또한 특정 서브캐리어를 턴-오프시키도록 나타낼 수도 있다(예를 들어, 1000과 동일한 비트).
일부 실시예에서, 수신국은 차동 시그널링 모드에서의 동작을 나타내도록 송신국에 표시자를 전송할 수도 있다. 예를 들어, 채널 피드백 정보(115; 도 1)는, 양자화된 빔형성 매트릭스(V)의 요소가 이전에 생성된 빔형성기 요소와의 차를 나타내는지 절대 빔형성기 계수를 나타내는지를 나타내기 위한 표시자를 포함할 수도 있다.
도 6b는 차동 시그널링 모드에서의 양자화된 빔형성 계수의 조정을 나타낸 것이다. 다양한 포인트와 연관된 비트는 컬럼(602; 도 6a)의 비트에 대응한다. 이 예시에서, 이전의 양자화된 빔형성 계수는 포인트(606)에 위치한다. "0100"의 수신은 이전의 양자화된 빔형성 계수에 어떠한 변경도 야기하지 않지만, 다른 양자화된 빔형성 계수의 수신은 도시된 바와 같이 위상 및/또는 진폭의 변경을 야기할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 신호 송신 절차의 흐름도이다. 본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 멀티캐리어 신호 송신 절차(700)는 멀티캐리어 송신기(100; 도 1)와 같은 멀티캐리어 송신기에 의해 수행될 수도 있다.
동작(702)은 수신국으로부터 멀티캐리어 통신 채널의 하나 이상의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 수신하는 단계를 포함한다. 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)는 연관 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 그 위상을 시프트시키기 위한 양을 나타내는 각각의 서브캐리어에 대한 사전 결정된 비트 수를 포함할 수도 있다.
동작(704)은 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V) 각각을 서브캐리어 신호에 적용하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(704)은 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 주파수 영역에서 심볼-변조 서브캐리어에 적용하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(704)은 송신 서브캐리어 빔형성기(108; 도 1)에 의해 수행될 수도 있다. 일부 실시예에서, 동작(704)은 각각의 안테나에 대한 주파수-영역 신호를 형성하기 위해 각각의 서브캐리어 및 각각의 공간 채널에 대해 수행된다. 이하, 이 동작의 예는 송신기(900; 도 9)의 빔형성기(910; 도 9)에 의해 수행되는 것으로서 더 상세히 설명된다.
동작(706)은 서브캐리어 신호에 대해 IFFT를 수행하여 복수의 송신 안테나 각각에 대한 시간-영역 샘플을 생성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(706)은 IFFT 회로(110; 도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
동작(708)은 동작(706)에서 생성된 시간-샘플로부터 송신용 RF 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(708)은 회로(112; 도 1)에 의해 수행될 수도 있다. 일부 실시예에서, RF 신호는 각각의 송신 안테나에 대해 생성될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티캐리어 신호 수신 절차의 흐름도이다. 멀티캐리어 신호 수신 절차(800)는 멀티캐리어 수신기(200; 도 2)와 같은 멀티캐리어 수신기에 의해 수행될 수도 있다.
동작(802)은 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(802)은 송신국으로부터 수신된 현재의 패킷 또는 패킷 헤더에 기초할 수도 있다. 일부 실시예에서, 동작(802)은 채널 추정기(200; 도 2)에 의해 수행될 수도 있다.
동작(804)은 연관 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)로부터 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 생성하는 단계를 포함한다. 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V) 각각의 사전 결정된 비트 수는 동작 모드에 의존할 수도 있다. 예를 들어, 코어스 양자화 모드로 동작할 경우에는, 정밀 양자화 모드로 동작하는 경우에 비해 더 적은 비트가 사용될 수도 있다. 또한, 차동 시그널링 모드로 동작하는 경우, 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)는 차를 나타낼 수도 있다. 일부 실시예에서, 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)는 서브캐리어의 그룹에 대해 생성될 수도 있다.
동작(806)은 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 송신국으로 송신하는 단계를 포함한다. 또한, 동작(806)은 동작 모드의 표시를 포함하는 다른 채널 피드백 정보를 송신하는 단계를 포함할 수도 있다.
동작(808)은 송신국으로부터 패킷을 수신하는 단계를 포함한다. 수신된 패킷은 동작(804)에서 수신국에 의해 생성된 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V)를 사용하여 송신되었을 수도 있다.
동작(810)은 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00027
)를 수신 신호에 적용하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(810)은 각각의 서브캐리어에 대한 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00028
)에 따라 입력 서브캐리어 신호들(207; 도 2)을 결합하여 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00029
)는 동작(804)에서의 양자화된 송신 빔형성기 매트릭스(V) 및 채널 전달 매트릭스(H)로부터 계산될 수도 있다.
일부 실시예에서, 동작(804)은 각각의 서브캐리어에 있어서, 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하고, 각각의 서브캐리어에 대한 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대해 양자화를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 동작(804)은 양자화된 송신 빔형성 매트릭 스(V)에 기초하여 등가 채널 전달 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00030
)를 생성하고, 등가 채널 전달 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00031
)에 기초하여 "정정된" 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00032
)를 생성하는 단계를 더 포함한다.
절차(700; 도 7) 및 절차(800; 도 8)의 개별 동작이 별도의 동작으로서 예시 및 설명되었지만, 개별 동작 중 하나 이상이 동시에 수행될 수도 있으며, 그 동작이 예시된 순서로 수행될 필요는 없다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 4×2 다중입력 다중출력(MIMO) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 송신기의 동작을 나타낸 기능 다이어그램이다. 도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 다중입력 다중출력(MIMO) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 수신기의 동작을 나타낸 기능 다이어그램이다. 이들 예시적인 실시예에서, 송신기(900; 지국 #1으로 지칭됨) 및 수신기(1000; 지국#2로서 지칭됨)는 4×2 MIMO OFDM 시스템을 포함할 수도 있으며, 여기서, 송신기(900)는 4개의 송신 안테나(914A 내지 914D)를 사용하여 2개의 데이터 스트림을 송신할 수도 있고, 수신기(1000)는 2개의 수신 안테나(1002A 및 1002B)로 2개의 데이터 스트림을 수신할 수도 있다. 2개의 데이터 스트림 각각은 송신 빔형성기(908A 내지 908D)에 의한 송신 빔형성 매트릭스(V)의 적용을 통해 생성된 대응하는 공간 채널을 통해 송신될 수도 있다.
송신기(900)는 송신기(100; 도 1)의 특정 실시예를 나타낸 것이며, 여기서, 컨볼루셔널 인코더(902)는 인코더(102; 도 1)에 대응하고, 비트 스트림 스플리 터(904A), 인터리버(904B), 및 인터리버(904C)는 비트 디멀티플렉서 및 인터리버 회로(104; 도 1)에 대응하고, 심볼-매핑 회로(906A 및 906B)는 심볼-매핑 회로(106; 도 1)에 대응하고, 송신 빔형성기(908A 내지 908H)는 빔형성기(108; 도 1)에 대응하고, IFFT 회로(910A 내지 910D)는 IFFT 회로(110; 도 1)에 대응하고, DAC 및 RF 회로(912A 내지 912D)는 DAC 및 RF 회로(112; 도 1)에 대응하고, 송신 안테나(914A 내지 914D)는 송신 안테나(114)에 대응하며, 명령 생성기(916)는 송신 파라미터 할당기(116; 도 1)에 대응할 수도 있다.
이들 실시예에서, 비트 스트림 스플리터(904A)는 인코더(902)로부터 수신된 인코딩 비트 스트림을 2개의 비트 스트림으로 분할할 수도 있다. 각각의 비트 스트림은 대응하는 공간 채널을 통한 송신용의 2개의 공간 스트림 중 하나에 대응할 수도 있다. 명령 생성기(916)에 의해 제공된 파라미터에 기초하여, 인터리버(904B)는 제 1 비트 스트림에 대한 인터리빙 동작을 수행하고 수도 있고, 인터리버(904C)는 제 2 비트 스트림에 대한 인터리빙 동작을 수행할 수도 있다. 심볼-매핑 회로(906A)는 제 1 비트 스트림의 비트를 매핑하여 제 1 심볼 스트림을 생성할 수도 있고, 심볼-매핑 회로(906B)는 제 2 비트 스트림의 비트를 매핑하여 제 2 심볼 스트림을 생성할 수도 있다. 송신 빔형성기(908A, 908C, 908E 및 908G)는 심볼 매핑 회로(906A)로부터 제 1 심볼 스트림을 각각 수신할 수도 있다. 송신 빔형성기(908B, 908D, 908F 및 908H)는 심볼 매핑 회로(906B)로부터 제 2 심볼 스트림을 각각 수신할 수도 있다.
송신 빔형성기(908A 및 908B)는 IFFT 회로(910A), DAC 및 RF 회로(912A), 및 송신 안테나(914A)를 포함하는 제 1 RF 체인 또는 단일 채널 파이프라인(SCP 1)과 연관될 수도 있다. 송신 빔형성기(908C 및 908D)는 IFFT 회로(910B), DAC 및 RF 회로(912B), 및 송신 안테나(914B)를 포함하는 제 2 RF 체인(SCP 2)과 연관될 수도 있다. 송신 빔형성기(908E 및 908F)는 IFFT 회로(910C), DAC 및 RF 회로(912C), 및 송신 안테나(914C)를 포함하는 제 3 RF 체인(SCP 3)과 연관될 수도 있다. 송신 빔형성기(908G 및 908H)는 IFFT 회로(910D), DAC 및 RF 회로(912D), 및 송신 안테나(914D)를 포함하는 제 4 RF 체인(SCP 4)과 연관될 수도 있다.
제 1 RF 체인에 있어서, 송신 빔형성기(908A)는 각각의 서브캐리어 주파수와 연관된 양자화된 빔형성 매트릭스(V)를 제 1 심볼 스트림에 적용하고, 송신 빔형성기(908B)는 양자화된 빔형성 매트릭스(V)를 제 2 심볼 스트림에 적용한다. 이 실시예에서, 각각의 양자화된 빔형성 매트릭스(V)는 송신 안테나의 수(예를 들어, 4)×공간 채널의 수(예를 들어, 2)의 수치를 가질 수도 있다. IFFT 회로(910A)는 송신 빔형성기(908A) 및 송신 빔형성기(908B) 양자로부터 가중된 신호(예를 들어, 각각의 서브캐리어에 대한 주파수 영역 신호)를 수신하고, IFFT를 수행하여 DAC 및 RF 회로(912A)에 대한 시간 영역 샘플을 생성한다. 이에 따라, 안테나(914A)는 2개의 공간 데이터 스트림 각각으로부터의 성분을 갖는 신호를 송신한다. 동일한 동작이 다른 3개의 RF 체인에 대해서 수행되어, 4개의 안테나가 2개의 공간 스트림의 통신물에 대해 2개의 공간 채널을 생성하게 한다.
본 발명의 범위가 이러한 사항에 제한되지는 않지만, 4×2 MIMO 실시예에서, 최대 2개의 공간 데이터 스트림이 4개의 송신 안테나를 사용하여 송신될 수도 있 다. 도 9에는 2개의 공간 스트림을 송신하기 위해 4개의 송신 안테나(914)를 사용하는 것으로서 도시되어 있지만, 이것이 필수요건은 아니며, 2개 정도의 송신 안테나가 사용될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 수신기(1000)는 수신기(200; 도 2)의 특정 실시예를 나타낸 것이며, 여기서, 수신 안테나(1002A 및 1002B)는 수신 안테나(202; 도 2)에 대응하고, RF 프로세싱 회로(1004A 및 1004B)는 ADC 및 RF 프로세싱 회로(204; 도 2)에 대응하고, FFT 회로(1006A 및 1006B)는 FFT 회로(206; 도 2) 및 채널 추정기(220; 도 2)에 대응하고, 수신 빔형성기(1008A 내지 1008D)는 수신 빔형성기(208; 도 2)에 대응하고, 디매퍼(1010A 및 1010B)는 디매퍼(210; 도 2)에 대응하며, 디인터리버(1012A 및 1012B)는 회로(212; 도 2)에 대응한다. 간략화를 위하여, 수신기(200; 도 2)를 나타낸 블록 다이어그램은 채널 이퀄라이저(1022A 및 1022B) 및 컴바이너(1020A 및 1020B)에 대응하는 소자를 도시하지는 않는다.
수신기(1000)에서, 2개 이상의 수신 안테나(1002A 및 1002B)는 송신기(900)에 의해 송신된 2개의 공간 스트림을 수신하기 위해 함께 사용될 수도 있다. 수신 안테나(1002A 및 1002B)는 송신 안테나(914A 내지 914D) 각각에 의해 송신된 성분을 갖는 멀티캐리어 신호를 각각 수신한다. 수신기(1000)는, 수신 안테나(1002A), RF 회로(1004A), FFT 회로(1006A) 및 수신 빔형성기(1008A 및 1008B)를 구비하는 제 1 RF 체인을 포함한다. 또한, 수신기(1000)는, 수신 안테나(1002B), RF 회로(1004B), FFT 회로(1006B) 및 수신 빔형성기(1008C 및 1008D)를 구비하는 제 2 RF 체인을 포함한다. 심볼 컴바이너(1020A), 이퀄라이저(1022A), 디매퍼(1010A) 및 디인터리버(1012A)는 제 1 공간 채널 또는 제 1 공간 데이터 스트림과 연관될 수도 있지만, 심볼 컴바이너(1020B), 이퀄라이저(1022B), 디매퍼(1010B) 및 디인터리버(1012B)는 제 2 공간 채널 또는 제 2 공간 데이터 스트림과 연관될 수도 있다.
제 1 RF 체인의 경우, FFT 회로(1006A)는 수신 빔형성기 매트릭스(
Figure 112006096461714-pct00033
)를 각각의 서브캐리어로부터의 심볼에 적용하는 빔형성기(1008A 및 1008B)를 수신하도록 제공되는 각각의 서브캐리어에 대한 주파수-영역 심볼 변조 서브캐리어를 생성한다. 수신 빔형성기(1008A)는 제 1 공간 채널과 연관된 심볼을 생성하고, 수신 빔형성기(1008B)는 제 2 공간 채널과 연관된 심볼을 생성한다. 유사한 동작인 제 2 RF 체인에 대해 수행된다.
심볼 컴바이너(1020A)는 수신 빔형성기(1008A)로부터 수신된 제 1 공간 채널의 심볼을 수신 빔형성기(1008C)로부터 수신된 제 1 공간 채널의 심볼과 결합한다. 심볼 컴바이너(1020B)는 수신 빔형성기(1008B)로부터 수신된 제 2 공간 채널의 심볼을 수신 빔형성기(1008D)로부터 수신된 제 2 공간 채널의 심볼과 결합한다. 제 1 공간 채널의 결합된 심볼은 이퀄라이저(1022A)에 의해 이퀄라이징되고, 디매퍼(1010A)에 의해 디매핑되며, 디인터리버(1012A)에 의해 디인터리빙된다. 제 2 공간 채널의 결합된 심볼은 이퀄라이저(1022B)에 의해 이퀄라이징되고, 디매퍼(1010B)에 의해 디매핑되며, 디인터리버(1012B)에 의해 디인터리빙된다. 디코더(1014)는 공간 채널/공간 스트림 양자의 비트를 디코딩할 수도 있다.
다른 방법을 구체적으로 언급하지 않으면, 프로세싱, 컴퓨팅, 계산, 결정, 디스플레잉 등과 같은 용어는 하나 이상의 프로세싱 시스템 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 프로세싱 시스템의 레지스터 및 메모리 내의 물리적인(예를 들어, 전자적인) 양으로서 표현되는 데이터를 그 프로세싱 시스템의 레지스터 또는 메모리 또는 그러한 다른 정보 저장장치, 송신 또는 디스플레이 디바이스 내의 물리적인 양으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환할 수도 있는 유사한 디바이스의 액션 및/또는 프로세스를 지칭할 수도 있다. 또한, 여기에서 사용되는 바와 같이, 프로세싱 디바이스는, 휘발성 또는 비휘발성 메모리 또는 그들의 조합일 수도 있는 컴퓨터-판독가능 메모리와 커플링된 하나 이상의 프로세싱 소자를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은, 여기에서 설명된 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수도 있는 머신-판독가능 매체 상에 저장된 명령으로서 구현될 수도 있다. 머신-판독가능 매체는 머신(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장 또는 송신하는 임의의 메커니즘을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 머신-판독가능 매체는 판독-전용 메모리(ROM), 랜덤-액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시-메모리 디바이스, 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수도 있다.
요약은 독자가 기술적 개시의 본성 및 요지를 확인할 수 있게 하는 요약을 필요로 하는 37 C.F.R 섹션 1.72(b)와 부합하도록 제공된다. 그 요약은 특허청구범위의 범위 또는 의미를 제한 또는 해석하기 위해 사용되지는 않을 것임을 이해하고 제출된다.
이상의 상세한 설명에서, 종종, 다양한 특성들은 본 개시물을 간략화하기 위해 단일의 실시예로 함께 그룹화된다. 이러한 개시 방법은, 청구물의 실시예가 각각의 특허청구범위에 명백하게 기재된 것보다 더 많은 특성을 필요로 한다는 의도를 고려하는 것으로서 해석되진 않는다. 대신, 다음의 특허청구범위가 고려할 경우, 본 발명은 단일의 개시 실시예의 모든 특성 미만에 존재한다. 따라서, 다음의 특허청구범위는 상세한 설명에 포함되며, 각각의 특허청구범위는 별개의 바람직한 실시예로서 그 자체를 주장한다.

Claims (35)

  1. 송신국의 일부로서 동작하는 멀티캐리어 송신기로서,
    심볼-변조 서브캐리어에 대해 역 푸리에 변환(IFFT)이 수행되기 전에, 양자화된 송신 빔형성 계수를 신호 경로에서의 복수의 심볼-변조 서브캐리어에 적용하는 송신 서브캐리어 빔형성기를 포함하되,
    상기 양자화된 송신 빔형성 계수가 연관된 하나 이상의 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 위상을 시프트시키는 양을 나타내는 서브캐리어에 대해 사전 결정된 비트 수를 포함하고,
    상기 사전 결정된 비트 수가 상기 송신국과 수신국 사이의 패킷 교환의 초기 부분 동안에 보다 작고 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안에 보다 큰
    멀티캐리어 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화된 송신 빔형성 계수는 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안 이전에 적용된 양자화된 송신 빔형성 계수와 상이함을 나타내는
    멀티캐리어 송신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    멀티캐리어 통신 채널을 통해 대응하는 복수의 공간 채널 상으로 복수의 공간 스트림을 송신하는 복수의 송신 안테나를 더 포함하되,
    상기 공간 스트림의 수는 상기 송신 안테나의 수 이하이고,
    각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 계수는 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대응하며, 상기 매트릭스는 상기 송신 안테나의 수와 동일한 로우(row)의 수 및 상기 공간 스트림의 수와 동일한 컬럼(column)의 수를 갖는 단위 매트릭스이고,
    상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 요소는 진폭 서브필드 및 위상 서브필드를 포함하며, 각각의 서브필드는 사전 결정된 비트 수를 갖는
    멀티캐리어 송신기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기는 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 포함하는 채널 피드백 정보를 상기 수신국으로부터 수신하며,
    상기 수신국은 상기 송신국으로부터 수신된 신호를 측정하여 상기 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하고, 상기 송신국에 송신하기 위해 응답 패킷으로 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는
    멀티캐리어 송신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신국은 상기 송신국으로부터 수신된 패킷의 프리앰블을 측정하여 상기 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는
    멀티캐리어 송신기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신국은 상기 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(a singular value decomposition;SVD)를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는
    멀티캐리어 송신기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 진폭 서브필드 및 상기 위상 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 상기 송신국과 상기 수신국 사이의 상기 패킷 교환의 상기 초기 부분 동안에 보다 작고, 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안에 보다 큰
    멀티캐리어 송신기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패킷 교환의 상기 초기 부분 동안에, 상기 송신국 및 상기 수신국은 코어스(coarse) 양자화 모드로 동작하며, 상기 진폭 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 0 비트 내지 2 비트의 범위를 갖고, 상기 위상 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 1 비트 내지 3 비트의 범위를 가지며,
    상기 패킷 교환의 상기 후속 부분 동안에, 상기 송신국 및 상기 수신국은 정밀 양자화 모드로 동작하며, 상기 진폭 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 2 비트 내지 4 비트의 범위를 갖고, 상기 위상 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 3 비트 내지 5 비트의 범위를 가지는
    멀티캐리어 송신기.
  9. 제 2 항에 있어서,
    채널 피드백 정보는 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 요소가 이전에 생성된 요소와의 차를 나타내는지 또는 절대 빔형성 계수를 나타내는지를 표시하는 표시자를 포함하는
    멀티캐리어 송신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 서브캐리어 빔형성기는 상기 양자화된 송신 빔형성 계수를 서브캐리어의 그룹에 적용하는
    멀티캐리어 송신기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    수신국으로부터 수신된 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터의 상기 양자화된 송신 빔형성 계수를 채널 피드백 정보의 일부로서 제공하는 프로세싱 회로와,
    상기 송신 서브캐리어 빔형성기에 대한 공간 채널 멀티플렉싱된 비트 스트림으로부터 상기 심볼-변조 서브캐리어를 생성하는 심볼 매핑 회로와,
    상기 송신 서브캐리어 빔형성기에 의해 상기 양자화된 송신 빔형성 계수를 적용한 후에 상기 심볼-변조 서브캐리어에 대해 FFT를 수행하는 각각의 송신 안테나에 대한 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 회로를 더 포함하는
    멀티캐리어 송신기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신국은 제 1 통신국이며, 상기 양자화된 송신 빔형성 계수는 데이터 패킷을 제 2 통신국에 송신하는데 사용되며,
    상기 제 2 통신국은 상기 제 1 통신국에 의해 전송된 현재의 패킷으로부터 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 채널 추정기와, 상기 제 1 통신국에 의해 사용하기 위해 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 빔형성기 매트릭스 계산 회로를 포함하는
    멀티캐리어 송신기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 통신국은 각각의 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00034
    )에 따라 상기 데이터 패킷의 수신으로부터 생성된 입력 서브캐리어 신호를 조합하여, 각각의 공간 채널로부터 배치 신호(constellation signal)를 분리하며,
    상기 빔형성 매트릭스 계산 회로는 상기 채널 전달 매트릭스(H) 및 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00035
    )를 계산하는
    멀티캐리어 송신기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신국은 멀티캐리어 수신기를 더 포함하는 멀티캐리어 통신국이며,
    상기 멀티캐리어 수신기는,
    다른 멀티캐리어 통신국에 의해 전송된 현재의 패킷으로부터 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 채널 추정기와,
    상기 다른 통신국에 의해 사용하기 위해 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 빔형성기 매트릭스 계산 회로와,
    각각의 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00036
    )에 따라 상기 다른 통신국으로부터의 데이터 패킷의 수신으로부터 생성된 서브캐리어 신호를 주파수 영역에서 조합하여, 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하는 복수의 수신기 빔형성기를 포함하며,
    상기 빔형성기 매트릭스 계산 회로는 상기 채널 전달 매트릭스(H) 및 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00037
    )를 더 계산하는
    멀티캐리어 송신기.
  15. 멀티캐리어 통신 채널의 하나 이상의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 채널 추정기와,
    상기 채널 전달 매트릭스(H) 중 연관된 채널 전달 매트릭스로부터 상기 서브캐리어 각각에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 빔형성기 매트릭스 계산 회로와,
    각각의 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00038
    )에 따라 입력 서브캐리어 신호를 조합하여 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하는 복수의 수신기 빔형성기를 포함하며,
    상기 빔형성기 매트릭스 계산 회로는 상기 서브캐리어 중 연관된 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H) 및 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00039
    )를 계산하는
    멀티캐리어 수신기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)는 송신 서브캐리어 빔형성기에 대해 연관된 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 위상을 시프트시키는 양을 나타내는 사전 결정된 비트 수를 갖는 양자화된 송신 빔형성 계수를 포함하며,
    상기 채널 추정기는 현재의 패킷의 프리앰블로부터의 채널 측정치에 기초하여 상기 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는
    멀티캐리어 수신기.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 계산 회로는 각각의 서브캐리어에 대해, 상기 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하고,
    상기 계산 회로는 각각의 서브캐리어에 대한 상기 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대해 양자화를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하고,
    상기 계산 회로는 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)에 기초하여 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00040
    )를 생성하며,
    상기 계산 회로는 연관된 서브캐리어에 대한 상기 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00041
    )에 기초하여 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00042
    )를 생성하는
    멀티캐리어 수신기.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신기 빔형성기 중 각 하나는 상기 멀티캐리어 통신 채널의 하나의 서브캐리어와 연관되는
    멀티캐리어 수신기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    멀티캐리어 통신 채널을 통해 대응하는 복수의 공간 채널 상으로 복수의 공간 스트림을 수신하는 복수의 수신기 안테나를 더 포함하되,
    상기 공간 스트림의 수는 상기 수신기 안테나의 수 이하이고,
    각각의 서브캐리어에 대한 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00043
    )는 상기 공간 스트림의 수신 시에 사용된 상기 수신 안테나의 수와 동일한 컬럼의 수 및 상기 공간 스트림의 수와 동일한 로우의 수를 갖는 단위 매트릭스를 포함하며,
    상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 요소는 진폭 서브필드 및 위상 서브필드를 포함하며, 각각의 서브필드는 사전 결정된 비트 수를 갖는
    멀티캐리어 수신기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 진폭 서브필드 및 상기 위상 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 송신국과 수신국 사이의 패킷 교환의 초기 부분 동안에 보다 작고, 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안에 보다 큰
    멀티캐리어 수신기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 패킷 교환의 상기 초기 부분 동안에, 상기 송신국 및 상기 수신국은 코어스 양자화 모드로 동작하며, 상기 진폭 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 0 비트 내지 2 비트의 범위를 갖고, 상기 위상 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 1 비트 내지 3 비트의 범위를 가지며,
    상기 패킷 교환의 상기 후속 부분 동안에, 상기 송신국 및 상기 수신국은 정밀 양자화 모드로 동작하며, 상기 진폭 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 2 비트 내지 4 비트의 범위를 갖고, 상기 위상 서브필드를 포함하는 상기 사전 결정된 비트 수는 3 비트 내지 5 비트의 범위를 갖는
    멀티캐리어 수신기.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 요소는 이전에 생성된 빔형성 계수와의 차를 나타내며,
    상기 수신기는 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)의 요소가 이전에 생성된 요소와의 차를 나타내는지 또는 절대 빔형성 계수를 나타내는지를 표시하는 표시자를 포함하는 채널 피드백 정보를 송신국으로 전송하는
    멀티캐리어 수신기.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 수신기 빔형성기는 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00044
    )로부터의 계수를 인접한 서브캐리어 그룹에 적용하는
    멀티캐리어 수신기.
  24. 멀티캐리어 통신 채널을 통해 신호를 통신하는 방법으로서,
    양자화된 송신 빔형성 계수를 복수의 심볼-변조 서브캐리어에 적용하는 단계와,
    상기 양자화된 송신 빔형성 계수를 적용한 후, 상기 심볼-변조 서브캐리어에 대해 역 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 양자화된 송신 빔형성 계수가 연관된 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 위상을 시프트시키는 양을 나타내는 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 사전 결정된 비트 수를 포함하고,
    상기 사전 결정된 비트 수는 상기 멀티캐리어 통신 채널을 통한 패킷 교환의 초기 부분 동안에 보다 작고 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안에 보다 큰
    신호 통신 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 수신국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 수신국은 송신국으로부터 수신된 신호를 측정하여 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하고, 상기 송신국으로의 송신을 위해 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하며,
    상기 수신국은 상기 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는
    신호 통신 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 양자화된 송신 빔형성 계수는 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안에 이전에 적용된 양자화된 송신 빔형성 계수와 상이함을 나타내고,
    상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 구성하는 상기 사전 결정된 비트 수는 송신국과 수신국 사이의 상기 패킷 교환의 상기 초기 부분 동안에 보다 작고, 상기 패킷 교환의 후속 부분 동안에 보다 큰
    신호 통신 방법.
  27. 멀티캐리어 통신 채널을 통해 멀티캐리어 통신 신호를 통신하는 방법으로서,
    상기 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 단계와,
    상기 채널 전달 매트릭스(H) 중 연관된 채널 전달 매트릭스로부터 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계와,
    각각의 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00045
    )에 따라 입력 서브캐리어 신호를 조합하여 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하는 단계를 포함하되,
    서브캐리어에 대한 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00046
    )는 연관된 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H) 및 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터 계산되며,
    상기 입력 서브캐리어 신호는 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 사용하여 송신국에서 송신되는
    통신 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    각각의 서브캐리어에 대해, 상기 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계와,
    각각의 서브캐리어에 대한 상기 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대해 양자화를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계를 더 포함하는
    통신 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)에 기초하여 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00047
    )를 생성하는 단계와,
    상기 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00048
    )에 기초하여 정정된 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00049
    )를 생성하는 단계를 더 포함하는
    통신 방법.
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    멀티캐리어 통신 채널을 통해 신호를 수신하는 하나 이상의 실질적 무방향성 안테나와,
    상기 멀티캐리어 통신 채널의 하나 이상의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 채널 추정기와,
    상기 채널 전달 매트릭스(H) 중 연관된 채널 전달 매트릭스로부터 상기 서브캐리어 각각에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 빔형성기 매트릭스 계산 회로와,
    각각의 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00050
    )에 따라 입력 서브캐리어 신호를 조합하여 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하는 복수의 수신 빔형성기를 포함하되,
    상기 계산 회로는 상기 서브캐리어 중 연관된 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H) 및 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00051
    )를 계산하는
    시스템.
  31. 청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 30 항에 있어서,
    각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)는 송신 서브캐리어 빔형성기에 대해 연관된 서브캐리어의 진폭을 가중시키고 위상을 시프트시키는 양을 나타내는 사전 결정된 비트 수를 갖는 양자화된 송신 빔형성 계수를 포함하되,
    상기 채널 추정기는 현재의 패킷의 프리앰블로부터의 채널 측정치에 기초하여 상기 멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는
    시스템.
  32. 청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 31 항에 있어서,
    상기 계산 회로는 각각의 서브캐리어에 대해, 상기 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하고,
    상기 계산 회로는 각각의 서브캐리어에 대한 상기 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대해 양자화를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하며,
    상기 계산 회로는 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)에 기초하여 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00052
    )를 생성하고,
    상기 계산 회로는 연관 서브캐리어에 대한 상기 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00053
    )에 기초하여 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00054
    )를 생성하는
    시스템.
  33. 청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 경우에,
    멀티캐리어 통신 채널의 각각의 서브캐리어에 대한 채널 전달 매트릭스(H)를 추정하는 단계와,
    상기 채널 전달 매트릭스(H) 중 연관된 채널 전달 매트릭스로부터 각각의 서브캐리어에 대한 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계와,
    각각의 서브캐리어에 대한 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00055
    )에 따라 입력 서브캐리어 신호를 조합하여 각각의 공간 채널로부터 배치 신호를 분리하는 단계를 포함하는 동작을 상기 프로세서가 수행하도록 하는 인스트럭션을 제공하되,
    서브캐리어에 대한 상기 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00056
    )는 연관 서브캐리어에 대한 상기 채널 전달 매트릭스(H) 및 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)로부터 계산되며,
    상기 입력 서브캐리어 신호는 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 사용하여 송신국에서 송신되는 것을 프로세서가 수행하도록 하는 인스트럭션을 저장하는
    컴퓨터 판독 가능 매체.
  34. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 33 항에 있어서,
    상기 인스트럭션이 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 더 실행될 경우에,
    각각의 서브캐리어에 대해, 상기 채널 전달 매트릭스(H)에 대해 특이값 분해(SVD)를 수행하여 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계와,
    각각의 서브캐리어에 대한 상기 초기 송신 빔형성 매트릭스(V)에 대해 양자화를 수행하여 각각의 서브캐리어에 대한 상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)를 생성하는 단계를 더 포함하는 동작을 상기 프로세서가 수행하도록 하는
    컴퓨터 판독 가능 매체.
  35. 청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 34 항에 있어서,
    상기 인스트럭션이 하나 이상의 상기 프로세서에 의해 더 실행될 경우,
    상기 양자화된 송신 빔형성 매트릭스(V)에 기초하여 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00057
    )를 생성하는 단계와,
    상기 등가 채널 전달 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00058
    )에 기초하여 정정된 수신기 빔형성 매트릭스(
    Figure 112008023411834-pct00059
    )를 생성하는 단계를 더 포함하는 동작을 상기 프로세서가 수행하도록 하는
    컴퓨터 판독 가능 매체.
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