KR100997849B1 - 랜덤화된 ｆｆｔ 행렬들에 기반하는 유니터리 프리코딩 - Google Patents

랜덤화된 ｆｆｔ 행렬들에 기반하는 유니터리 프리코딩 Download PDF

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Abstract

다중-입력 다중-출력(MIMO) 무선 통신 시스템들에 대한 선형 프리코딩에서 사용될 수 있는 유니터리 행렬들의 구성을 용이하게 하는 시스템들 및 방법들이 설명된다. 각각의 유니터리 행렬은 대각 행렬과 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬을 결합(예를 들어, 곱셈)함으로써 생성될 수 있다. 유니터리 행렬들은 채널과 관련된 피드백을 제공하고 그리고/또는 획득된 피드백에 기반하여 채널을 통한 전송을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

Description

랜덤화된 ＦＦＴ 행렬들에 기반하는 유니터리 프리코딩{UNITARY PRECODING BASED ON RANDOMIZED FFT MATRICES}
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 선형 프리코딩과 관련하여 사용될 수 있는 유니터리 행렬들을 생성하는 것에 관한 것이다.
본 출원은 출원번호가 60/731,301이고, 발명의 명칭이 "A METHOD AND APPARATUS FOR PRE-CODING"이고, 출원일이 2005년 10월 27일인 미국 가출원에 대한 우선권을 주장한다. 전술한 출원 전체는 참조로서 여기에 통합된다.
무선 통신 시스템들은 예컨대 음성, 데이터 등과 같은 다양한 타입들의 통신 컨텐츠를 제공하기 위해 폭넓게 사용된다. 전형적인 무선 통신 시스템들은 사용가능한 시스템 자원들(예를 들어, 대역폭, 전송 전력,...)을 공유함으로써 다수의 사용자들과의 통신을 지원할 수 있는 다중-액세스 시스템들일 수 있다. 이러한 다중-액세스 시스템들의 예들은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템들, 시분할 다중 접속(TDMA) 시스템들, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 시스템들, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템들 등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 다중-액세스 통신 시스템들은 다수의 모바일 장치들에 대 한 통신을 동시에 지원할 수 있다. 각각의 모바일 장치는 순방향 및 역방향 링크들을 통한 전송들을 통해 하나 이상의 기지국들과 통신할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국들로부터 모바일 장치들로의 통신 링크를 지칭하며, 역방향 링크(또는 업링크)는 모바일 장치들로부터 기지국들로의 통신 링크를 지칭한다. 또한, 모바일 장치들 및 기지국들 사이의 통신들은 단일-입력 단일-출력(SISO) 시스템들, 다중-입력 단일-출력(MISO) 시스템들, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템들 등을 통해 설정될 수 있다.
MIMO 시스템들은 일반적으로 데이터 전송을 위해 다수(NT)의 전송 안테나들과 다수(NR)의 수신 안테나들을 사용한다. NT개의 전송 안테나들 및 NR개의 수신 안테나들에 의해 형성되는 MIMO 채널은 NS개의 독립적인 채널들로 분할될 수 있으며, 상기 NS개의 독립적인 채널들은 공간 채널들로 지칭될 수 있으며, NS≤{NT, NR}이다. NS개의 독립적인 채널들 각각은 차원(dimension)에 대응한다. 또한, 다수의 전송 및 수신 안테나들에 의해 생성되는 추가적인 차원들이 사용되면, MIMO 시스템들은 향상된 성능(예를 들어, 증가된 스펙트럼 효율, 더 높은 스루풋 및/또는 더 큰 신뢰성)을 제공할 수 있다.
MIMO 시스템은 공통 물리 매체를 통해 순방향 및 역방향 링크 통신들을 나누기 위해 다양한 이중화 기법들을 지원할 수 있다. 예를 들어, 주파수 분할 이중화(FDD) 시스템들은 순방향 및 역방향 링크 통신들을 위해 개별적인 주파수 영역들 을 사용할 수 있다. 또한, 시분할 이중화(TDD) 시스템들에서, 순방향 및 역방향 통신들은 공통 주파수 영역을 사용할 수 있다. 그러나, 기존의 기법들은 채널 정보와 관련된 피드백을 제한적으로 제공하거나 상기 피드백을 제공하지 못할 수 있다. 또한, 채널을 통한 전송들은 종종 채널의 조건들 및/또는 성질들에 기반하여 맞춤화되는데 실패한다.
다음의 설명은 하나 이상의 실시예들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 이러한 실시예들의 간단한 요약을 제공한다. 이러한 요약은 모든 고려되는 실시예들의 광범위한 개관은 아니며, 모든 실시예들의 키 또는 결정적인 엘리먼트들을 식별하거나 이러한 실시예들의 범위를 설명하기 위해 의도된 것은 아니다. 이러한 요약의 목적들 중 하나는 이후에 제시될 보다 상세한 설명에 대한 서론으로서 단순화된 형태로서 설명된 실시예들의 몇몇 개념들을 제공하는 것이다.
하나 이상의 실시예들 및 이들에 대한 대응하는 설명에 따르면, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 무선 통신 시스템들에 대한 선형 프리코딩(precoding)에서 사용될 수 있는 유니터리(unitary) 행렬들의 구성을 용이하게 하는 것과 관련하여 다양한 양상들이 설명된다. 각각의 유니터리 행렬은 대각(diagonal) 행렬을 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬과 결합(예를 들어, 곱셈)함으로써 생성될 수 있다. 유니터리 행렬들은 채널과 관련된 피드백을 제공하고 그리고/또는 획득된 피드백에 기반하여 채널을 통한 전송을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
관련된 양상에 따르면, 무선 통신 시스템에서 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법이 여기에서 설명된다. 상기 방법은 유니터리 행렬들의 세트를 구성하는 단계를 포함할 수 있으며, 유니터리 행렬들 각각은 대각 행렬 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬에 기반하여 생성된다. 또한, 상기 방법은 순방향 링크 채널의 추정에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 역방향 링크 채널을 통해 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양상은 무선 통신 장치에 관한 것이다. 상기 무선 통신 장치는 대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들의 결합에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 생성하고 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 프리코딩에 대한 채널 관련 피드백을 산출하기 위한 명령들을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 상기 통신 장치는 메모리에 저장된 명령들을 실행하도록 구성되며 메모리와 연결된 프로세스를 포함할 수 있다.
또다른 양상은 유니터리 행렬들을 생성하고 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백을 제공하는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 상기 무선 통신 장치는 대각 행렬들 및 이상 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 구성하기 위한 수단; 채널 추정에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택하기 위한 수단; 및 역방향 링크를 통해 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 전송하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
또다른 양상은 유니터리 행렬들의 세트를 생성하고 - 유니터리 행렬들 각각은 대각 행렬 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬의 함수로서 구성됨 -, 채널 추정을 산출하기 위해 순방향 링크 채널을 추정하고, 채널 추정에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 식별하기 위한 기계-실행가능한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체에 관한 것이다. 상기 기계-판독가능한 매체는 추가적으로 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 특정한 유니터리 행렬의 인덱스를 결정하고 역방향 링크를 통해 상기 인덱스를 전송하기 위한 기계-실행가능한 명령들을 포함할 수 있다.
다른 양상에 따르면, 무선 통신 시스템의 장치는 프로세서를 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 코드북을 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 순방향 링크 채널의 평가에 기반하여 프리코딩에서의 사용을 대하여 피드백하기 위한 특정한 유니터리 행렬을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 역방향 링크 채널을 통해 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 기지국으로 전송하도록 구성될 수 있다.
추가적인 양상에 따르면, 무선 통신 시스템에서 피드백에 응답하여 전송의 제어를 용이하게 하는 방법이 여기에 설명된다. 상기 방법은 유니터리 행렬들의 세트를 구성하는 단계를 포함할 수 있으며, 유니터리 행렬들 각각은 대각 행렬 및 이상 푸리에 변환(DFT) 행렬에 기반하여 생성될 수 있다. 또한, 상기 방법은 수신된 인덱스에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 방법은 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양상은 무선 통신 장치에 관한 것이다. 상기 무선 통신 장치는 대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들의 결합에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 구성하고, 획득된 인덱스에 기반하여 상기 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 식별하고, 특정한 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 제어하기 위한 명령들을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신 장치는 메모리에 연결되며, 메모리에 포함된 명령들을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
또다른 양상은 유니터리 행렬들을 구성하고 채널을 통한 전송을 제어하는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 상기 무선 통신 장치는 대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 생성하기 위한 수단, 수신된 인덱스에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 식별하기 위한 수단 및 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 제어하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
또다른 양상은 대각 행렬을 획득하고; 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬을 획득하고; 선형 프리코딩과 관련하여 사용되는 유니터리 행렬을 산출하기 위해 대각 행렬 및 DFT 행렬을 결합하기 위한 기계-실행가능한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체에 관한 것이다.
또다른 양상에 따르면, 무선 통신 장치에 있는 장치는 프로세서를 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하는 유니터리 행렬들의 세트를 포함하는 코드북을 구성하고, 수신된 인덱스에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 결정하고, 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 적응시키도록 구성될 수 있다.
전술되고 관련된 목표들을 달성하기 위해, 하나 이상의 실시예들은 뒤에서 상세하게 설명되며 특히 청구항들에서 제시되는 특징들을 포함한다. 다음의 설명 및 도면들은 하나 이상의 실시예들에 대한 양상들을 상세하게 설명한다. 이러한 양상들은 다양한 실시예들의 원리들이 적용될 수 있는 몇몇 다양한 방식들을 나타내며, 설명된 실시예들은 모든 이러한 양상들 및 이들의 균등물들을 포함하도록 의도된다.
도 1은 여기에 설명된 다양한 양상들에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 무선 통신 환경 내에 적용하기 위한 예시적인 통신 장치를 나타낸다.
도 3은 무선 통신 환경에서 유니터리 프로코딩을 수행하는 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 4는 MIMO 무선 통신 시스템에서 선형 프리코딩에 사용될 수 있는 하나 이상의 유니터리 행렬들의 산출을 용이하게 하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 5는 MIMO 무선 통신 시스템에서 구성된 유니터리 행렬들의 세트를 레버리지(leverage)함으로써 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 6은 MIMO 무선 통신 시스템에서 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송의 제어를 용이하게 하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 7은 MIMO 무선 통신 시스템에서 선형 프리코딩에 적용될 수 있는 유니터리 행렬들의 세트의 생성을 용이하게 하는 예시적인 모바일 장치를 나타낸다.
도 8은 MIMO 무선 통신 시스템에서 선형 프리코딩과 관련하여 랜덤화된 DFT 행렬들에 부분적으로 기반하여 구성된 유니터리 행렬들을 생성하거나 그리고/또는 사용하는 것을 용이하게 하는 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 9는 여기에 설명된 다양한 시스템들 및 방법들과 관련하여 적용될 수 있는 예시적인 무선 네트워크 환경을 나타낸다.
도 10은 MIMO 무선 통신 환경에서 유니터리 행렬들을 레버리지함으로써 유니터리 행렬들을 생성하고 채널 관련 피드백을 제공하는 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 11은 MIMO 무선 통신 환경에서 유니터리 행렬들을 적용함으로써 유니터리 행렬들을 구성하고 채널을 통한 전송을 제어하는 예시적인 시스템을 나타낸다.
다양한 실시예들이 이제 도면들과 관련하여 설명되며, 유사한 참조번호는 유사한 엘리먼트를 지칭하도록 사용된다. 다음의 설명에서, 설명의 목적으로, 하나 이상의 양상들에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 많은 특정한 세부사항들이 설명된다. 그러나, 이러한 실시예(들)이 이러한 특정한 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것은 명백하다. 다른 인스턴스들에서, 잘-알려진 구조들 및 장치들은 이러한 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해 블록 다이어그램으로 도시된다.
본 출원에서 사용되는 용어들 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합, 소프트웨어 또는 실행 소프트웨어를 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 오브젝트, 실행, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 설명을 위해, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션과 컴퓨팅 장치 모두는 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 상에 로컬화되거나 그리고/또는 둘 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 저장된 다양한 데이터 구조들을 가지는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷들을 가지는 신호(예를 들어, 신호를 통해 로컬 시스템, 분산 시스템, 및/또는 다른 시스템들과의 인터넷과 같은 네트워크를 경유하여 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트들로부터의 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다.
또한, 다양한 실시예들이 모바일 장치와 관련하여 여기에서 설명된다. 모바일 장치는 또한 시스템, 가입자 유니트, 가입자 스테이션, 모바일 스테이션, 모바일, 원격 스테이션, 원격 터미널, 액세스 터미널, 사용자 터미널, 터미널, 무선 통신 장치, 사용자 에이전트, 사용자 장치 또는 사용자 설비(UE)로 호칭될 수 있다. 모바일 장치는 셀룰러 전화기, 코드리스(cordless) 전화기, 세션 개시 프로토콜(SIP) 폰, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 개인 정보 단말기(PDA), 무선 접속 능 력을 가지는 핸드헬드 장치, 컴퓨팅 장치 또는 무선 모뎀과 연결되는 다른 프로세싱 장치일 수 있다. 또한, 다양한 실시예들이 기지국과 관련하여 설명된다. 기지국은 모바일 장치(들)과 통신하기 위해 사용될 수 있으며, 또한 액세스 포인트, 노드 B, 또는 몇몇 다른 용어로서 호칭될 수 있다.
또한, 여기에서 설명되는 다양한 양상들 및 특징들은 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기법들을 이용하여 방법, 장치, 또는 제조 물품(article of manufacture)으로서 구현될 수 있다. 여기에서 사용되는 "제조 물품"이라는 용어는 임의의 컴퓨터-판독가능 장치, 캐리어 또는 매체로부터 액세스가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 자기 저장 장치들(예를 들어, 하드디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립들...), 광학 디스크들(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD)...), 스마트 카드들 및 플래시 메모리 장치들(예를 들어, EPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브...)을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 추가적으로, 여기에 설명되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치들 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 나타낼 수 있다. "기계-판독가능한 매체"라는 용어는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장하거나, 포함하거나 그리고/또는 전달할 수 있는 무선 채널들 및 다양한 다른 매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이제 도 1과 관련하여, 무선 통신 시스템(100)은 여기에서 제공되는 다양한 실시예들에 따라 설명된다. 시스템(100)은 다수의 안테나 그룹들을 포함할 수 있는 기지국(102)을 포함한다. 예를 들어, 하나의 안테나 그룹은 안테나들(104 및 106)을 포함할 수 있고, 다른 그룹은 안테나들(108 및 110)을 포함할 수 있고, 추가적인 그룹은 안테나들(112 및 114)을 포함할 수 있다. 두 개의 안테나들이 각각의 안테나 그룹에 대하여 도시되어 있으나, 더 많거나 또는 더 적은 개수의 안테나들이 각각의 그룹에 대하여 사용될 수 있다. 기지국(102)은 추가적으로 전송기 체인과 수신기 체인을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해될 수 있는 신호의 전송 및 수신과 관련된 다수의 컴포넌트들(예를 들어, 프로세서들, 변조기들, 다중화기들, 복조기들, 역다중화기들, 안테나들 등)을 포함할 수 있다.
기지국(102)은 모바일 장치(116) 및 모바일 장치(122)와 같은 하나 이상의 모바일 장치들과 통신할 수 있으며, 기지국(102)은 실질적으로 모바일 장치들(116 및 122)과 유사한 임의의 개수의 모바일 장치들과 통신할 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 모바일 장치들(116 및 122)은 예컨대 셀룰러 폰들, 스마트 폰들, 랩톱들, 핸드헬드 통신 장치들, 핸드헬드 컴퓨팅 장치들, 위상 라디오들, 글로벌 포지셔닝 시스템들, PDA들 및/또는 무선 통신 시스템(100)을 통한 통신을 위한 임의의 다른 적절한 장치일 수 있다. 도시된 바와 같이, 모바일 장치(116)는 안테나들(112 및 114)과 통신하며, 안테나들(112 및 114)은 순방향 링크(118)를 통해 모바일 장치(116)로 정보를 전송하고 역방향 링크(120)를 통해 모바일 장치(116)로부터 정보를 수신한다. 또한, 모바일 장치(122)는 안테나들(104 및 106)과 통신하며, 안테나들(104 및 106)은 순방향 링크(124)를 통해 모바일 장치(122)로 정보를 전송하고 역방향 링크(126)를 통해 모바일 장치(122)로부터 정보를 수신한다. 주 파수 분할 이중화(FDD) 시스템에서, 예를 들어, 순방향 링크(118)는 역방향 링크(120)에 의해 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 순방향 링크(124)는 역방향 링크(126)에 의해 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 사용할 수 있다. 또한, 시분할 이중화(TDD) 시스템에서, 순방향 링크(118) 및 역방향 링크(120)는 공통 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 순방향 링크(124) 및 역방향 링크(126)는 공통 주파수 대역을 사용할 수 있다.
안테나들의 각각의 그룹 및/또는 이들이 통신하도록 지정된 영역은 기지국(102)의 섹터로 지칭된다. 예를 들어, 안테나 그룹들은 기지국(102)에 의해 커버되는 영역들의 섹터에 있는 모바일 장치들과 통신하도록 설계될 수 있다. 순방향 링크들(118 및 124)을 통한 통신에서, 기지국(102)의 전송 안테나들은 모바일 장치들(116 및 122)에 대한 순방향 링크들(118 및 124)의 신호-대-잡음비를 향상시키기 위해 빔형성(beamforming)을 이용할 수 있다. 또한, 기지국(102)은 관련된 커버리지를 통해 랜덤하게 분산된 모바일 장치들(116 및 122)로 전송하기 위해 빔형성을 이용하며, 인접한 셀들에 있는 모바일 장치들은 단일 안테나를 통해 모든 자신의 모바일 장치들로 전송하는 기지국과 비교하여 더 적은 간섭에 종속적일 수 있다.
일례에 따르면, 시스템(100)은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템일 수 있다. 또한, 시스템(100)은 FDD, TDD 등과 같은 임의의 타입의 이중화를 이용할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 기지국(102)은 순방향 링크들(118 및 124)을 통해 모바일 장치들(116 및 122)로 전송할 수 있다. 또한, 모바일 장치들(116 및 122)은 각각의 순방향 링크 채널들을 추정하고 역방향 링크들(120 및 126)을 통해 기지국(102)으로 제공될 수 있는 대응하는 피드백을 생성할 수 있다. 선형 프리코딩 기법들은 (예를 들어, 기지국(102)에 의해) 채널 관련 피드백에 기반하여 수행될 수 있으며, 그리하여 채널을 통한 다음 전송들은 채널 관련 피드백을 이용함으로써 제어될 수 있다(예를 들어, 빔형성 이득은 선행 프리코딩을 적용함으로써 획득될 수 있다).
기지국(102) 및 모바일 장치들(116 및 122)은 피드백을 제공 및/또는 분석(예를 들어, 추정된 채널(들)을 양자화)하기 위해 공통 코드북들을 사용할 수 있다. 코드북들은 각각 N개의 유니터리 행렬들의 세트를 포함할 수 있으며, N은 임의의 정수일 수 있다. 예를 들어, 기지국(102) 및 모바일 장치(116)(및/또는 모바일 장치(122))에 의해 공유되는 공통 코드북들은 N=2M개의 유니터리 행렬들을 포함할 수 있으며, M은 프리코딩 행렬을 인덱싱하기 위한 수신기(예를 들어, 모바일 장치(들)(116 및 122))로부터 전송기(예를 들어, 기지국(102))로의 피드백의 비트 수일 수 있다. 일례에 따르면, 기지국(102) 및/또는 모바일 장치들(116 및 122)은 코드북들의 유니터리 행렬들을 구성할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 유니터리 행렬들이 구성되고 기지국(102) 및/또는 모바일 장치들(116 및 122)로 분산될 수 있다.
일례에 따르면, 모바일 장치들(116 및 122)은 (예를 들어, 채널 행렬을 산출하기 위해) 순방향 링크 채널들을 추정하고, (예를 들어, 채널 행렬의 유니터리 부 분을 양자화하기 위해) 코드북들로부터 (예를 들어, 가장 근접한) 특정한 유니터리 행렬들을 선택하기 위해 상기 채널 추정들을 코드북들에 포함된 유니터리 행렬들과 비교할 수 있다. 그 후에, 선택된 유니터리 행렬들과 관련된 인덱스들은 기지국(102)으로 전송될 수 있다. 기지국(102)은 선택된 유니터리 행렬들을 식별하기 위해 수신된 인덱스들을 사용할 수 있으며, 선택된 유니터리 행렬들은 (예를 들어, 빔형성을 위해) 순방향 링크들(118 및 124)을 통한 전송을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서 설명되는 바와 같이 유니터리 행렬들을 적용함으로써, 각각의 전송 안테나의 전송 전력은 전송되는 스트림들의 개수와 관계없이 실질적으로 동일할 수 있다.
도 2와 관련하여, 무선 통신 환경 내에 적용하기 위한 통신 장치(200)가 도시된다. 통신 장치(200)는 기지국 또는 기지국의 일부이거나 또는 모바일 장치 또는 모바일 장치의 일부일 수 있다. 통신 장치(200)는 선형 프리코딩과 관련하여 사용될 수 있는 유니터리 행렬들을 구성하는 유니터리 행렬 발생기(202)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유니터리 행렬들은 MIMO 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 또한, 유니터리 행렬 발생기(202)에 의해 생성되는 유니터리 행렬들은 코드북을 형성할 수 있으며, 코드북은 통신 장치(200)가 상호작용하는 다른 통신 장치의 코드북과 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 유니터리 행렬 발생기(202)는 통신 장치(200)로부터 분리되어 있을 수 있으며; 이러한 예에서, 유니터리 행렬 발생기(202)는 유니터리 행렬들을 구성하여 통신 장치(200)로 전달할 수 있다. 다른 예에 따르면, 통신 장치(200)는 유니터리 행렬 발생기(202)를 통해 유니터리 행렬들의 코드북을 구성할 수 있으며, 그 후에 구성된 코드북을 다른 통신 장치로 제공할 수 있으며; 본 발명은 전술한 예들에 한정되지 않음을 이해해야 할 것이다.
예시적으로, 통신 장치(200)는 유니터리 행렬 발생기(202)를 통해 유니터리 행렬들의 코드북을 구성하는 기지국일 수 있다. 상기 기지국은 모바일 장치로부터 유니터리 행렬들의 코드북과 관련된 인덱스를 획득할 수 있으며, 상기 인덱스는 모바일 장치와 관련된 유니터리 행렬들의 실질적으로 유사한 코드북으로부터 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 통신 장치(200)는 유니터리 행렬 발생기(202)를 레버리지함으로써 유니터리 행렬들의 코드북을 생성하는 모바일 장치일 수 있다. 이러한 예에 따르면, 모바일 장치는 채널을 추정하고 채널 추정을 양자화하기 위해 유니터리 행렬들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 채널 추정에 대응하는 특정한 유니터리 행렬은 유니터리 행렬 발생기(202)에 의해 산출된 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택될 수 있으며, 선택된 유니터리 행렬에 속하는 인덱스는 (예를 들어, 유니터리 행렬들의 실질적으로 유사한 세트를 포함하는 실질적으로 유사한 코드북을 사용하는) 기지국으로 전송될 수 있다.
유니터리 행렬 발생기(202)는 TDD 무선 통신 시스템들, FDD 무선 통신 시스템들 등에서 사용하기 위해 유니터리 행렬들을 생성할 수 있다. 유니터리 행렬 발생기(202)는
Figure 112008038149209-pct00001
과 같은 유니터리 행렬들의 세트를 구성할 수 있으며, N은 임의의 정수일 수 있다. 또한, N=2M이며, M은 피드백의 비트들의 개수일 수 있다. 일례에 따르면, N은 64일 수 있으며 그에 따라 (예를 들어, 인덱스와 관련된) 피드백의 6개의 비트가 수신기(예를 들어, 모바일 장치)로부터 전송기(예를 들어, 기지국)로 전달될 수 있으며; 본 발명은 본 발명은 전술한 예들에 한정되지 않는다.
유니터리 행렬 발생기(202)는 대각 행렬 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬을 생성 및/또는 획득할 수 있다. 또한, 유니터리 행렬 발생기(202)는 DFT 행렬과 대각 행렬을 곱함으로써 유니터리 행렬들 각각을 구성할 수 있다. 설명에 따르면, 대각 행렬은 랜덤 위상과 관련될 수 있다. 예를 들어, 유니터리 행렬 발생기(202)는 유니터리 행렬들을 결정하기 위해
Figure 112008038149209-pct00002
또는
Figure 112008038149209-pct00003
를 평가할 수 있으며, 여기서 MT는 전송 안테나들의 개수일 수 있으며, L은 공간-시간 코드들(예를 들어, 공간 다중화 스트림들)의 랭크(rank) 및/또는 개수일 수 있다. 또한,
Figure 112008038149209-pct00004
는 (0,1)의 랜덤 변수일 수 있으며, F의 열(column)들은 직교정규(orthonormal)하고 DFT 행렬의 열들로부터 선택될 수 있다.
추가적인 설명에 따르면, 유니터리 행렬 발생기(202)는
Figure 112008038149209-pct00005
와 같은 DFT 행렬을 평가할 수 있으며, n은 0부터 MT-1 사이에 있을 수 있고 l은 0부터 L-1 사이에 있을 수 있다. 4개의 전송 안테나들이 (예를 들어, 기지국에 의해) 사용되고 2개의 수신 안테나들이 (예를 들어, 모바일 장치에 의해) 사용되는 일례에서, MT는 4일 수 있고 L은 2일 수 있다. 이러한 예에 따라, 유니터리 행렬 발생기(202)는
Figure 112008038149209-pct00006
과 같은 DFT 행렬을 생성할 수 있으며, 유니터리 행렬 발생기(202)는 유니터리 행렬
Figure 112008038149209-pct00007
를 생성하기 위해 이러한 DFT 행렬을 대각 행렬과 곱할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 통신 장치(200)는 유니터리 행렬들을 생성하고, 유니터리 행렬들에 기반하여 채널 관련 피드백을 산출하고, (예를 들어, 채널을 통해 다음 전송을 제어하기 위해) 유니터리 행렬들과 관련된 피드백을 사용하는 등의 동작들과 관련하여 다양한 명령들을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 또한, 통신 장치(200)는 명령들(예를 들어, 메모리 내에 포함된 명령들, 다른 소스로부터 획득된 명령들...)의 실행과 관련하여 사용될 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다.
이제 도 3과 관련하여, 무선 통신 환경에서 유니터리 프리코딩을 수행하는 시스템(300)이 도시된다. 시스템(300)은 모바일 장치(304)(및/또는 임의의 개수의 다른 모바일 장치들(미도시))와 통신하는 기지국(302)을 포함한다. 기지국(302)은 순방향 링크 채널을 통해 정보를 모바일 장치(304)로 전송할 수 있으며; 또한, 기지국(302)은 역방향 링크 채널을 통해 모바일 장치(304)로부터 정보를 수신할 수 있다. 또한, 시스템(300)은 MIMO 시스템일 수 있다. 일례에 따르면, 모바일 장치(304)는 역방향 링크 채널을 통해 순방향 링크 채널과 관련된 피드백을 제공할 수 있으며, 기지국(302)은 (예를 들어, 빔형성을 용이하게 하기 위해 사용되는) 순방향 링크 채널을 통해 다음 전송을 제어 및/또는 수정하기 위해 피드백을 사용할 수 있다.
모바일 장치(304)는 위에서 설명된 바와 같이 대각 행렬들을 DFT 행렬들과 곱함으로써 유니터리 행렬들을 구성하는 유니터리 행렬 발생기(306)를 포함할 수 있다. 또한, 기지국(302)은 유니터리 행렬 발생기(306)와 실질적으로 유사할 수 있는 유니터리 행렬 발생기(308)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 기지국(302) 및 모바일 장치(304)는 유니터리 행렬 발생기들(306 및 308)에 의해 생성된 유니터리 행렬들의 공통 세트를 포함하는 실질적으로 유사한 코드북들을 획득할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 예컨대 유니터리 행렬 발생기(306)는 모바일 장치(304)를 위한 코드북을 구성할 수 있으며 상기 코드북은 기지국(302)으로 제공될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 다른 예에 따르면, 유니터리 행렬 발생기(308)는 기지국(302)을 위한 코드북을 생성할 수 있으며, 기지국(302)은 상기 코드북을 모바일 장치(304)로 전달할 수 있다. 또한, 다른 장치가 유니터리 행렬들의 코드북을 생성하여 기지국(302) 및 모바일 장치(304) 모두에게 상기 코드북을 제공할 수 있으며, 본 발명은 전술한 예들에 한정되지 않는다.
모바일 장치(304)는 추가적으로 채널 추정기(310) 및 피드백 생성기(312)를 포함할 수 있다. 채널 추정기(310)는 기지국(302)으로부터 모바일 장치(304)로의 순방향 링크 채널을 추정할 수 있다. 채널 추정기(310)는 순방향 링크 채널에 대응하는 행렬 H를 생성할 수 있으며, H의 열들은 기지국(302)의 전송 안테나들과 관련되고 H의 행들은 모바일 장치(304)의 수신 안테나들과 관련된다. 일례에 따르면, 기지국(302)은 네 개의 전송 안테나들을 사용할 수 있고 모바일 장치(304)는 2개의 수신 안테나들을 사용할 수 있으며, 그리하여 채널 추정기(310)는 2-대-4 채널 행렬 H(예를 들어,
Figure 112008038149209-pct00008
)를 산출하기 위해 순방향 링크 채널을 평가할 수 있으며, 본 발명은 임의의 크기(예를 들어, 임의의 개수의 행들 및/또는 열들)의 (예를 들어, 임의의 개수의 수신 및/또는 전송 안테나들에 대응하는) 채널 행렬 H의 사용을 고려한다는 것을 이해하도록 한다.
피드백 생성기(312)는 역방향 링크 채널을 통해 기지국(302)으로 전달될 수 있는 피드백을 생성하기 위해 채널 추정(예를 들어, 채널 행렬 H)을 이용할 수 있다. 일례에 따르면, 피드백 생성기(312)(및/또는 채널 추정기(310))는 대응하는 채널 유니터리 행렬 U를 생성하기 위해 채널 행렬 H의 고유 분해(eigen decomposition)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 채널 유니터리 행렬 U는 추정된 채 널 행렬 H로부터 결정된 채널의 방향과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 채널 행렬 H의 고유 분해는 H H H = U H ΛU에 기반하여 수행될 수 있으며, 여기서 U는 채널 행렬 H에 대응하는 채널 유니터리 행렬일 수 있고, H H 는 H의 켤레 전치(conjugate transpose)일 수 있고, U H 는 U의 켤레 전치일 수 있고, Λ는 대각 행렬일 수 있다.
또한, 피드백 생성기(312)는 (예를 들어, 채널 유니터리 행렬 U를 양자화하기 위해) 유니터리 행렬 발생기(306)를 통해 구성된 유니터리 행렬들의 세트를 채널 유니터리 행렬 U와 비교할 수 있다. 또한, 유니터리 행렬들의 세트로부터의 선택이 이루어질 수 있다. 상기 세트로부터 선택된 유니터리 행렬과 관련된 인덱스는 피드백 생성기(312)에 의해 식별될 수 있다. 또한, 피드백 생성기(312)는 역방향 링크 채널을 통해 기지국(302)으로 인덱스를 제공할 수 있다.
기지국(302)은 추가적으로 피드백 평가기(314) 및 프리코더(316)를 포함할 수 있다. 피드백 평가기(314)는 모바일 장치(304)로부터 수신된 피드백(예를 들어, 양자화된 정보와 관련되는 획득된 인덱스)을 분석할 수 있다. 예를 들어, 피드백 평가기(314)는 수신된 인덱스에 기반하여 선택된 유니터리 행렬을 식별하기 위해 유니터리 행렬 발생기(308)에 의해 생성된 유니터리 행렬들의 코드북을 사용할 수 있으며; 그리하여 피드백 평가기(314)에 의해 식별된 유니터리 행렬은 피드백 생성기(312)에 의해 선택된 유니터리 행렬과 실질적으로 유사할 수 있다.
또한, 프리코더(316)는 피드백 평가기(314)에 의해 식별된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 다음 전송들을 변경하기 위해 기지국(302)에 의 해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리코더(316)는 상기 피드백에 기반하여 순방향 링크 통신들을 위한 빔형성을 수행할 수 있다. 추가적인 예에 따르면, 프리코더(316)는 식별된 유니터리 행렬을 기지국(302)의 전송 안테나들과 관련된 전송 벡터와 곱할 수 있다. 또한, 여기에서 설명된 바와 같이(예를 들어, 유니터리 행렬 발생기들(306 및 308)에 의해) 구성된 유니터리 행렬을 사용하는 각각의 전송 안테나에 대한 전송 전력은 (안테나들이 다른 전력 레벨들을 사용하게 할 수 있는 랜덤하게 생성된 유니터리 행렬을 사용할 수 있는 기존의 기법들과 반대로) 실질적으로 유사할 수 있다.
일례에 따르면, 프리코딩 및 공간 분할 다중 접속(SDMA) 코드북 프리코딩 및 SDMA는 유효 안테나들 및 타일(tile) 안테나들 사이의 매핑일 수 있다. 특정한 매핑은 프리코딩 행렬에 의해 정의될 수 있다. 프리코딩 행렬의 열들은 기지국(302)에 의해 사용될 수 있는 공간 빔들의 세트를 정의할 수 있다. 기지국(302)은 SISO 전송에서 프리코딩 행렬의 하나의 열을 사용할 수 있고, STTD 또는 MIMO 전송에서 다수의 열들을 사용할 수 있다.
모바일 장치(304)는 나중의 전송들을 위해 기지국(302)에 의해 사용될 우선적인 프리코딩 행렬을 피드백할 것을 선택할 수 있다. 이러한 프리코딩 행렬들의 세트는 코드북을 형성한다. 다수의 예시적인 프리코딩/SDMA 코드북들이 여기에서 설명되며 BFCHBeamCodeBookIndex의 대응하는 값들은 오버헤드 메시지 프로토콜에서 정의될 수 있다. 본 발명은 다음의 예들에 한정되지는 않는다는 것을 이해하도록 한다. 코드북에 있는 몇몇 프리코딩 행렬들은 클러스터들로 그룹화될 수 있다. 하나의 클러스터에 있는 행렬들은 공간의 일부에 걸쳐있을 수 있다. 모바일 장치(304)가 클러스터 내에 빔 인덱스를 피드백하면, 기지국(302)은 이를 자신이 상이한 클러스터들로 다른 모바일 장치들을 스케줄링할 수 있다는 표시로서 취급한다.
BFCHBeamIndex에 있는 BeamIndex 필드는 BFCHBeamCodeBookIndex에 의해 특정되는 코드북에 빔을 인덱싱할 수 있다. BeamIndex는 우선적이지 않은(no preferred) 프리코딩 또는 SDMA 행렬, 하나의 공간 빔을 통한 우선적인 SISO 프리코딩 또는 SDMA 전송, 두 개의 공간 빔들을 통한 우선적인 STTD 프리코딩 또는 SDMA 전송, 및 (프리코딩 행렬의 하나의 열보다 많은) 공간 빔들의 세트를 통한 우선적인 MIMO 프리코딩 또는 SDMA 전송 중 하나 이상을 표시할 수 있다.
코드북이 MIMO를 지원하면, 프리코딩 행렬의 0번째부터 (SpatialOrder-1)번째 열들이 사용될 수 있다는 것을 이해하도록 하며, 여기서 SpatialOrder는 순방향 트래픽 채널 MAC 프로토콜에서 정의된다. 공간 빔
Figure 112008038149209-pct00009
가 변조 심볼 s를 전송하기 위해 사용되면, wjs가 유효 안테나 j를 통해 전송되며, 여기서 NEFT _ TX _ ANT는 오버헤드 메시지 프로토콜에서 유지되는 파라미터 EffectiveNumAntenna와 동일하며, T는 행렬 전치를 나타낸다.
다음으로, i는 복소수의 허수 부분을 나타낼 수 있다
BFCHBeamCodeBookIndex=0000. 이러한 코드북은 SISO 전송을 위해 유효할 수 있으며 NEFT _ TX _ ANT=4이다. BeamIndex=0: 모바일 장치(304)는 특정한 프리코딩 행렬을 선택하지 않으며 기지국(302)에 의해 선택된 랜덤 행렬을 선택한다. 랜덤 행렬은 기지국(302)에서 선택된 레이트로 변화할 수 있다.
클러스터 1. BeamIndex=1:[0.5 0.5i -0.5 -0.5i]T
클러스터 2. BeamIndex=2:[0.5 -0.5i -0.5 0.5i]T
BFCHBeamCodeBookIndex=0001. 일 양상에서, 코드북은 NEFT _ TX _ ANT=4이면 SISO 및 MIMO 전송들을 위해 유효할 수 있다.
Figure 112008038149209-pct00010
코드북은 다음과 같이 정의될 수 있다:
BeamIndex=0: 모바일 장치(304)는 특정한 프리코딩 행렬을 선택하지 않으며 기지국(302)에 의해 선택된 랜덤 행렬을 선택한다. 랜덤 행렬은 기지국(302)에 의해 선택된 레이트로 변화할 수 있다. 위의 수치값들은 예시로서 제공된 것이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 것을 이해하도록 한다.
BeamIndex=1: BeamMat의 0번째 열
BeamIndex=2: BeamMat의 1번째 열
BeamIndex=3: BeamMat의 2번째 열
BeamIndex=4: BeamMat의 3번째 열
프리코딩 행렬들. 일례에 따르면, BeamIndex=5 내지 BeamIndex=35: BeamIndex가 j와 동일하면, seedk ,j=(2π[BIT_REVERSE([(4*j+k)*2654435761] mod 232)] mod 220)/220으로 정의한다(여기서, k=0,1,2,3). 대응하는 프리코딩 행렬 U j 는 U j =Λ j D로서 정의되는 랜덤 유니터리 행렬일 수 있으며, 여기서 Λ j 는
Figure 112008038149209-pct00011
형태의 대각 행렬이고, φk=seedk ,j는 0과 2π 사이의 균일한 랜덤 변수이고, D는 4x4 DFT 행렬(예를 들어, D={Dm,n, m,n=0,...,3},
Figure 112008038149209-pct00012
)이다.
클러스터 1. 일 양상에서, BeamIndex=36 내지 BeamIndex=49: BeamIndex가 j와 동일하면, seedk ,j=(2π[BIT_REVERSE([(2*j+k)*2654435761] mod 232)] mod 220)/220으로 정의한다(여기서, k=0,1). 대응하는 프리코딩 행렬은 BeamMat(:,0:1)*U j 로서 정의되며, BeamMat(:,0:1)은 BeamMat의 0번째 및 1번째 열들이고, U j =Λ j D이고,
Figure 112008038149209-pct00013
이고, φk=seedk ,j는 0과 2π 사이의 균일한 랜덤 변수이고, D는 2x2 DFT 행렬(예를 들어, D={Dm ,n, m,n=0,1},
Figure 112008038149209-pct00014
)이다.
클러스터 2. 일 양상에서, BeamIndex=50 내지 BeamIndex=63: BeamIndex가 j와 동일하면, seedk ,j=(2π[BIT_REVERSE([(2*j+k)*2654435761] mod 232)] mod 220)/220으로 정의한다(여기서, k=0,1). 대응하는 프리코딩 행렬은 BeamMat(:,2:3)*U j 로서 정의되며, BeamMat(:,2:3)은 BeamMat의 2번째 및 3번째 열들이고, U j =Λ j D이고,
Figure 112008038149209-pct00015
이고, φk=seedk ,j는 0과 2π 사이의 균일한 랜덤 변수이고, D는 2x2 DFT 행렬(예를 들어, D={Dm ,n, m,n=0,1},
Figure 112008038149209-pct00016
)이다. 이전의 설명은 하나 이상의 예시들로서 제공되며; 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4-6과 관련하여, MIMO 시스템들에 대한 선행 프리코딩에서 사용될 수 있는 유니터리 행렬들을 구성하는 것에 관한 방법들이 설명된다. 설명의 단순화를 위해, 상기 방법들은 일련의 동작들로서 도시되고 설명되지만, 상기 방법들은 동작들의 순서에 제한되지 않는다는 것을 이해하도록 하며, 하나 이상의 실시예들에 따라 몇몇 동작들이 상이한 순서들로 발생하거나 그리고/또는 여기에서 도시되고 설명되는 다른 동작들과 동시에 발생할 수 있다. 예를 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 대안적으로 방법이 상태 다이어그램과 같은 일 련의 상호관련된 상태들 또는 이벤트들로서 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 도시된 동작들 모두가 하나 이상의 실시예들에 따라 방법을 구현하기 위해 요구되지는 않을 수 있다.
도 4과 관련하여, MIMO 무선 통신 시스템에서 선행 프로코딩에서 사용될 수 있는 하나 이상의 유니터리 행렬들의 생성을 용이하게 하는 방법(400)이 제시된다. 402에서, 대각 행렬이 획득될 수 있다. 예를 들어, 대각 행렬은 랜덤 위상과 관련될 수 있다. 또한, 대각 행렬은 실질적으로 임의의 크기(예를 들어, 실질적으로 임의의 개수의 행들 및 열들)일 수 있다. 추가적으로, 대각 행렬은 (예를 들어, 대각 행렬을 획득하는 통신 장치에 의해) 생성될 수 있거나, 다른 소스로부터 수신 등으로 획득될 수 있다. 404에서, DFT 행렬이 획득될 수 있다. DFT 행렬은 MTxL 행렬일 수 있으며, MT는 전송 안테나들의 개수일 수 있고, L은 공간-시간 코드들(예를 들어, 공간 다중화 스트림들)의 랭크 또는 개수일 수 있다. DFT 행렬은 생성될 수 있거나, 다른 소스로부터 수신 등으로 획득될 수 있다. 406에서, 대각 행렬 및 DFT 행렬에 기반하여 선행 프리코딩에서 사용되는 유니터리 행렬이 구성될 수 있다. 예를 들어, 대각 행렬은 유니터리 행렬을 생성하기 위해 DFT 행렬에 의해 곱해질 수 있다. 또한, 구성되는 유니터리 행렬은 (예를 들어, 유니터리 행렬을 사용함으로써) 각각의 전송 안테나의 전송 전력이 전송되는 스트림들의 개수와 관계없이 실질적으로 동일하도록 할 수 있다.
이제 도 5과 관련하여, MIMO 통신 시스템에서 구성된 유니터리 행렬들의 세 트를 레버리지함으로써 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법(500)이 제시된다. 502에서, 유니터리 행렬들의 세트가 구성될 수 있으며, 세트에 있는 각각의 유니터리 행렬은 대각 행렬 및 DFT 행렬에 기반하여 생성될 수 있다. 예를 들어, N개의 유니터리 행렬들의 세트가 생성될 수 있으며, 여기서 N은 실질적으로 임의의 정수일 수 있다. 또한, 유니터리 행렬들을 인덱싱하기 위해 M 비트의 피드백이 사용될 수 있으며, N=2M이다. 다른 예에 따르면, 각각의 유니터리 행렬은 대각 행렬과 DFT 행렬을 곱함으로써 생성될 수 있다. 504에서, 순방향 링크 채널이 추정될 수 있다. 예를 들어, 채널 관련 유니터리 행렬을 생성하기 위해 고유 분해가 수행될 수 있다. 506에서, 순방향 링크 채널의 추정에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬이 선택될 수 있다. 일례에 따르면, 특정한 유니터리 행렬은 채널 관련 유니터리 행렬과 세트 내에 있는 유니터리 행렬들을 비교함으로써 선택될 수 있다. 예를 들어, 채널 관련 유니터리 행렬에 가장 유사한 유니터리 행렬이 선택될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 508에서, 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 특정한 유니터리 행렬의 인덱스가 결정될 수 있다. 510에서, 인덱스는 역방향 링크 채널을 통해 전송될 수 있다. 일례에 따르면, 기지국 및 모바일 장치는 인덱스에 대한 공통적인 이해를 가질 수 있으며; 그리하여 기지국은 순방향 링크 채널을 통한 다음 전송을 변경하기 위해 전송된 인덱스를 적용할 수 있다.
도 6과 관련하여, MIMO 통신 시스템에서 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송의 제어를 용이하게 하는 방법(600)이 제시된다. 602에서, 유니터리 행렬들의 세트가 구성될 수 있으며, 각각의 유니터리 행렬은 대각 행렬 및 DFT 행렬에 기반하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 유니터리 행렬은 DFT 행렬에 의해 곱해질 수 있다. 604에서, 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬과 관련된 인덱스가 수신될 수 있다. 예를 들어, 인덱스는 실질적으로 유사한 유니터리 행렬들의 세트를 사용하는 모바일 장치로부터 역방향 링크 채널을 통해 수신될 수 있다. 606에서, 상기 인덱스에 기반하여 선택된 유니터리 행렬이 식별될 수 있다. 608에서, 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송이 수정될 수 있다. 예를 들어, 순방향 링크 채널을 통해 전송할 신호를 생성하기 위해 유니터리 행렬은 전송 벡터와 곱해질 수 있다.
여기에서 설명된 하나 이상의 양상들에 따라, 채널 관련 피드백의 제공, 채널 관련 피드백의 평가, 채널 관련 피드백의 사용 등과 관련하여 추론들이 이루어질 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 사용되는 "추론하다(infer)" 또는 "추론(inference)"이라는 용어는 일반적으로 이벤트들 및/또는 데이터를 통해 획득된 관측들의 세트로부터 시스템의 상태들, 환경 및/또는 사용자에 관하여 논증 또는 추론하는 프로세스를 지칭한다. 추론은 특정한 컨텍스트 또는 동작을 식별하기 위해 이용될 수 있거나 또는 예컨대 상태들에 관한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적 - 즉, 데이터 및 이벤트들에 대한 고려에 기반하는 관심있는 상태들에 대한 확률 분포의 계산일 수 있다. 추론은 또한 이벤트들 또는 데이터의 세트로부터 상위-레벨 이벤트들을 구성하기 위해 이용되는 기법들을 지칭할 수 있다. 이러한 추론은 관측된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터의 세트로부터 새로운 이벤트들 또는 동작들을 구성하도록 야기하고, 이벤트들이 유사한 시간 근접도로 상관되는지 여부, 및 이벤트들 및 데이터가 하나 또는 여러개의 이벤트 및 데이터 소스들로부터 야기되는지 여부에 대하여 제공한다.
일례에 따르면, 위에서 제시된 하나 이상의 방법들은 유니터리 행렬들의 세트로부터 채널과 관련된 피드백을 제공하기 위해 사용될 수 있는 유니터리 행렬을 선택하는 것과 관련된 추론들을 수행하는 과정을 포함할 수 있다. 추가적인 설명에서, 순방향 링크 채널을 통한 전송을 수정하는 것과 관련하여 사용할 유니터리 행렬의 결정에 대한 추론이 이루어질 수 있다. 이전의 예들은 설명을 위한 것이며 이루어질 수 있는 추론들의 수 또는 이러한 추론들이 여기에서 설명되는 다양한 실시예들 및/또는 방법들과 관련하여 이루어지는 방식을 제한하도록 의도된 것이 아님을 이해해야 할 것이다.
도 7은 MIMO 무선 통신 시스템에서 선행 프리코딩에 적용될 수 있는 유니터리 행렬들의 세트의 생성을 용이하게 하는 모바일 장치(700)를 나타낸다. 모바일 장치(700)는 예컨대 수신 안테나(미도시)로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대한 전형적인 동작들(예를 들어, 필터링, 증폭, 다운컨버팅 등)을 수행하고, 샘플들을 획득하기 위해 조절된 신호를 디지털화하는 수신기(702)를 포함한다. 예를 들어, 수신기(702)는 MMSE 수신기일 수 있으며, 수신된 심볼들을 복조하고 복조된 심볼들을 채널 추정을 위해 프로세서(706)로 제공할 수 있는 복조기(704)를 포함할 수 있다. 프로세서(706)는 수신기(702)에 의해 수신된 정보를 분석하고 그리고/또 는 전송기(716)에 의한 전송을 위한 정보를 생성하기 위한 전용 프로세서, 모바일 장치(700)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기(702)에 의해 수신된 정보의 분석과 전송기(716)에 의한 전송을 위한 정보의 생성 및 모바일 장치(700)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 기능 모두를 수행하는 프로세서일 수 있다.
모바일 장치(700)는 추가적으로 프로세서(706)와 동작하도록 연결된 메모리(708)를 포함할 수 있으며, 메모리(708)는 전송될 데이터, 수신된 데이터, 이용가능한 채널과 관련된 정보, 분석된 신호 및/또는 간섭 강도와 관련된 데이터, 할당된 채널, 전력, 레이트 등과 관련된 정보, 및 채널 추정 및 채널을 통한 통신을 위한 임의의 다른 적절한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(708)는 추가적으로 (예를 들어, 성능 기반, 용량 기반 등의) 채널을 추정하고 그리고/또는 사용하는 것과 관련된 프로토콜들 및/또는 알고리즘들을 저장할 수 있다.
여기에서 설명되는 데이터 저장부(예를 들어, 메모리(708))는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나 또는 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함할 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 이러한 설명에서, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래밍가능한 ROM(PROM), 전기적으로 프로그래밍가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 삭제가능한 PROM(EEPROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 동작하는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 이러한 설명에서, RAM은 동기적 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기적 DRAM(SDRAM), 더블 데이터 레이트 SDRAM(DDR SDRAM), 향상된 SDRAM(ESDRAM), 싱크링크 DRAM(SLDRAM) 및 디렉트 램버스 RAM(DRRAM)과 같은 다양한 형태들로 사용가능하다. 본 발명의 시스템들 및 방법들의 메모리(708)는 이러한 그리고 임의의 다른 적절한 타입들의 메모리를 포함하도록 의도되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
수신기(702)는 추가적으로 선형 프리코딩에서 사용될 수 있는 유니터리 행렬들을 구성하는 유니터리 행렬 발생기(710)와 동작하도록 연결된다. 예를 들어, 유니터리 행렬 발생기(710)는 대각 행렬 및 DFT 행렬에 기반하여 유니터리 행렬을 생성할 수 있다. 일례에 따르면, 유니터리 행렬 발생기(710)는 유니터리 행렬을 생성하기 위해 대각 행렬을 DFT 행렬과 곱할 수 있다. 또한, 대각 행렬은 랜덤 위상과 관련될 수 있다. 또한, DFT 행렬은 MTxL 행렬일 수 있으며, MT는 전송 안테나들의 개수일 수 있고, L은 공간-시간 코드들(예를 들어, 공간 다중화 스트림들)의 랭크 또는 개수일 수 있다. 추가적으로, 피드백 생성기(712)는 순방향 링크 채널과 관련된 피드백을 제공하기 위해 유니터리 행렬들을 사용할 수 있다. 피드백 생성기(712)(및/또는 다른 컴포넌트)는 순방향 링크 채널을 추정할 수 있다. 또한, 추정된 순방향 링크 채널에 기반하여, 피드백 생성기(712)는 유니터리 행렬들로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택할 수 있다. 예를 들어, 선택된 유니터리 행렬과 관련된 인덱스는 피드백 생성기(712)에 의해 결정될 수 있으며, 그 후에 인덱스는 역방향 링크 채널을 통해 피드백으로 전송될 수 있다. 모바일 장치(700)는 또한 변조기(714) 및 예컨대 신호를 기지국, 다른 모바일 장치 등으로 전송하는 전송 기(716)를 포함할 수 있다. 프로세서(706)로부터 분리된 것으로 도시되어 있더라도,유니터리 행렬 발생기(710), 피드백 생성기(712) 및/또는 변조기(714)는 프로세서(706) 또는 다수의 프로세서들(미도시)의 일부일 수 있다는 것을 이해하도록 한다.
도 8은 MIMO 무선 통신 시스템에서 선행 프리코딩과 관련하여 랜덤화된 DFT 행렬들에 적어도 부분적으로 기반하여 구성되는 유니터리 행렬들의 생성 및/또는 사용을 용이하게 하는 시스템(800)을 나타낸다. 시스템(800)은 다수의 수신 안테나들(806)을 통해 하나 이상의 모바일 장치들(804)로부터 신호(들)을 수신하는 수신기(810) 및 전송 안테나(808)를 통해 하나 이상의 모바일 장치들(804)로 전송하는 전송기(822)를 가지는 기지국(802)(예를 들어, 액세스 포인트,...)을 포함한다. 수신기(810)는 수신 안테나들(806)로부터 정보를 수신하고 수신된 신호를 복조하는 복조기(812)와 동작하도록 관련된다. 복조된 심볼들은 도 7과 관련하여 위에서 설명된 프로세서와 유사할 수 있으며 메모리(816)에 연결된 프로세서(814)에 의해 분석되며, 메모리(816)는 신호(예를 들어, 파일럿) 강도 및/또는 간섭 강도를 추정의 추정과 관련된 정보, 모바일 장치(들)(804)(또는 다른 기지국(미도시))에 대하여 전송되거나 또는 수신되는 데이터, 및/또는 여기에서 설명된 다양한 동작들 및 기능들을 수행하는데 관련된 임의의 다른 적절한 정보를 저장한다. 프로세서(814)는 추가적으로 랜덤화된 DFT 행렬들에 적어도 부분적으로 기반하여 유니터리 행렬들을 구성하는 유니터리 행렬 발생기(818)와 연결된다. 예를 들어, 유니터리 행렬 발생기(818)는 기지국(802)에 의해 획득되는 채널과 관련된 피드백의 생성과 관련하여 모바일 장치(들)(804)에 의해 사용되는 유니터리 행렬들의 세트와 실질적으로 유사할 수 있는 유니터리 행렬들의 세트를 생성할 수 있다.
유니터리 행렬 발생기(818)는 추가적으로 모바일 장치(들)(804)로부터 역방향 링크 채널(들)을 통해 수신된 피드백을 분석하는 피드백 평가기(820)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 피드백 평가기(820)는 유니터리 행렬 발생기(818)에 의해 구성된 유니터리 행렬들의 세트에 포함된 선택된 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 획득할 수 있다. 그리하여, 피드백 평가기(820)는 선택된 유니터리 행렬을 식별할 수 있다. 또한, 피드백 평가기(820)는 순방향 링크 채널을 통한 다음 전송과 관련하여 선택된 유니터리 행렬을 사용하도록 수행할 수 있다. 다음 전송을 제어하기 위해 사용되는 정보(예를 들어, 선택된 유니터리 행렬, 전송 벡터와 결합된 선택된 유니터리 행렬,...과 관련된 정보)는 변조기(822)로 제공될 수 있다. 변조기(822)는 안테나(808)를 통한 전송기(826)에서 모바일 장치(들)(804)로의 전송을 위한 제어 정보를 다중화할 수 있다. 프로세서(814)와 분리된 것으로 도시되어 있더라도, 잠재적인 피드백 평가기(818), 명시적인 피드백 평가기(820) 및/또는 변조기(822)는 프로세서(814) 또는 다수의 프로세서들(미도시)의 일부일 수 있다는 것을 이해하도록 한다.
도 9는 예시적인 무선 통신 시스템(900)을 나타낸다. 무선 통신 시스템(900)은 간결함을 위해 하나의 기지국(910) 및 하나의 모바일 장치(950)를 도시하고 있다. 그러나, 시스템(900)은 하나보다 많은 기지국 및/또는 하나보다 많은 모바일 장치를 포함할 수 있다는 것을 이해하도록 하며, 추가적인 기지국들 및/또 는 모바일 장치들은 아래에서 설명되는 예시적인 기지국(910) 및 모바일 장치(950)와 실질적으로 유사하거나 또는 상이할 수 있다. 추가적으로, 기지국(910) 및/또는 모바일 장치(950)는 이들 사이의 무선 통신을 용이하게 하기 위해 여기에 설명된 시스템들(도 1-3 및 7-8) 및/또는 방법들(도 4-6)을 적용할 수 있다는 것을 이해하도록 한다.
기지국(910)에서, 다수의 데이터 스트림들에 대한 트래픽 데이터가 데이터 소스(912)로부터 전송(TX) 데이터 프로세서(914)로 제공된다. 일례에 따르면, 각각의 데이터 스트림은 개별적인 안테나를 통해 전송될 수 있다. TX 데이터 프로세서(914)는 코딩된 데이터를 제공하기 위해 트래픽 데이터 스트림에 대하여 선택된 특정한 코딩 방식에 기반하여 트래픽 데이터 스트림을 포매팅하고, 코딩하고, 인터리빙한다.
각각의 데이터 스트림에 대한 코딩된 데이터는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 기법들을 이용하여 파일롯 데이터와 함께 다중화될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 파일롯 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM)되거나, 시분할 다중화(TDM)되거나, 또는 코드 분할 다중화(CDM)될 수 있다. 파일롯 데이터는 전형적으로 알려진 방식으로 처리되는 알려진 데이터 패턴이며 채널 응답을 추정하기 위해 모바일 장치(950)에서 사용될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대한 다중화된 파일롯 및 코딩된 데이터는 변조 심볼들을 제공하기 위해 각각의 데이터 스트림에 대하여 선택된 특정한 변조 방식(예를 들어, 이진 위상-시프트 키잉(BPSK), 직교 위상-시프트 키잉(QPSK), M-위상-시프트 키잉(M-PSK), M-직교 진폭 변조(M-QAM) 등)에 기반하여 변조(예를 들어, 심볼 매핑)될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트, 코딩 및 변조는 프로세서(930)에 의해 수행되거나 또는 제공되는 명령들에 의해 결정될 수 있다.
데이터 스트림들에 대한 변조 심볼들은 TX MIMO 프로세서(920)로 제공될 수 있으며, TX MIMO 프로세서(920)는 추가적으로 (예를 들어, OFDM을 위한) 변조 심볼들을 처리할 수 있다. TX MIMO 프로세서(920)는 그 다음에 NT개의 전송기들(TMTR)(922a 내지 922t)로 NT개의 변조 심볼 스트림들을 제공한다. 다양한 실시예들에서, TX MIMO 프로세서(920)는 데이터 스트림들의 심볼들 및 심볼이 전송되는 안테나에 빔형성 가중치들을 적용한다.
각각의 전송기(922)는 하나 이상의 아날로그 신호들을 제공하기 위해 각각의 심볼 스트림을 수신하여 처리하고, 추가적으로 MIMO 채널을 통한 전송에 적합한 변조된 신호를 제공하기 위해 아날로그 신호들을 조절(예를 들어, 증폭, 필터링 및 업컨버팅)한다. 또한, 전송기들(922a 내지 922t)로부터의 NT개의 변조된 신호들은 각각 NT개의 안테나들(924a 내지 924t)로부터 전송된다.
모바일 장치(950)에서, 전송된 변조 신호들은 NR개의 안테나들(952a 내지 952r)에 의해 수신되고 각각의 안테나(952)로부터의 수신된 신호는 각각의 수신기(RCVR)(954a 내지 954r)로 제공된다. 각각의 수신기(954)는 각각의 신호를 조절(예를 들어, 필터링, 증폭 및 다운컨버팅)하고, 샘플들을 제공하기 위해 조절된 신호를 디지털화하고, 추가적으로 대응하는 "수신된" 심볼 스트림을 제공하기 위해 샘플들을 처리한다.
RX 데이터 프로세서(960)는 NT개의 "탐지된" 심볼 스트림들을 제공하기 위해 특정한 수신기 프로세싱 기법에 기반하여 NR개의 수신기들(954)로부터 NR개의 수신된 심볼 스트림들을 수신하여 처리할 수 있다. RX 데이터 프로세서(960)는 각각의 탐지된 심볼 스트림에 대한 트래픽 데이터를 복원하기 위해 각각의 탐지된 심볼 스트림을 복조하고, 디인터리빙하고, 디코딩할 수 있다. RX 데이터 프로세서(960)에 의한 프로세싱은 기지국(910)의 TX MIMO 프로세서(920)와 TX 데이터 프로세서(914)에 의해 수행되는 프로세싱과 상보적이다.
프로세서(970)는 위에서 논의된 바와 같이 주기적으로 어떤 프리코딩 행렬을 사용할 것인지를 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(970)는 행렬 인덱스 부분 및 랭크 값 부분을 포함하는 역방향 링크 메시지를 구성할 수 있다.
역방향 링크 메시지는 통신 링크 및/또는 수신된 데이터 스트림과 관련하여 다양한 타입들의 정보를 포함할 수 있다. 역방향 링크 메시지는 TX 데이터 프로세서(938)에 의해 처리될 수 있으며, TX 데이터 프로세서(938)는 또한 데이터 소스(936)로부터 다수의 데이터 스트림들에 대한 트래픽 데이터를 수신하며, 상기 트래픽 데이터는 변조기(980)에 의해 변조되고, 전송기들(954a 내지 954r)에 의해 조절되어 기지국(910)으로 다시 전송된다.
기지국(910)에서, 모바일 장치(950)에 의해 전송된 역방향 링크 메시지를 추 출하기 위해, 모바일 장치(950)로부터의 변조된 신호들은 안테나들(924)에 의해 수신되어, 수신기들(922)에 의해 조절되고, 복조기(940)에 의해 복조되고, RX 데이터 프로세서(942)에 의해 처리된다. 또한, 프로세서(930)는 어떤 프리코딩 행렬을 빔형성 가중치들을 결정하는데 사용할 것인지 결정하기 위해 추출된 메시지를 처리할 수 있다.
프로세서들(930 및 970)은 각각 기지국(510) 및 모바일 장치(950)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)할 수 있다. 각각의 프로세서들(930 및 970)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(932 및 972)과 관련될 수 있다. 프로세서들(930 및 970)은 또한 각각 업링크 및 다운링크를 위한 주파수 및 임펄스 응답 추정들을 획득하기 위해 계산들을 수행할 수 있다.
여기에서 설명된 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 미들웨어, 마이크로코드 또는 이들의 임의의 결합으로 구성될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 하드웨어 구현에서, 프로세싱 유니트들은 하나 이상의 애플리케이션 특정 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 디지털 신호 프로세싱 장치들(DSPDs), 프로그래밍가능한 로직 장치들(PLDs), 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유니트들, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다.
실시예들이 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드, 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들로 구현되는 경우, 이들은 저장 컴포넌트와 같은 기계-판 독가능한 매체에 저장될 수 있다. 코드 세그먼트는 절차, 기능, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스, 또는 명령들의 임의의 조합, 데이터 구조들 또는 프로그램 스테이트먼트들을 나타낼 수 있다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 어규먼트(argument)들, 파라미터들 또는 메모리 컨텐츠를 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 연결될 수 있다. 정보, 어규먼트들, 파라미터들, 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 전송 등을 포함하는 임의의 적절한 수단을 사용하여 전달되거나, 포워딩되거나 또는 전송될 수 있다.
소프트웨어 구현에 있어서, 여기에서 설명되는 기법들은 여기에서 설명되는 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 절차들, 기능들 등)을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유니트들에 저장될 수 있으며 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유니트는 프로세서의 내부 또는 외부에서 구현될 수 있으며, 외부에서 구현되는 경우에 메모리 유니트는 기술적으로 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서와 통신으로 연결될 수 있다.
도 10과 관련하여, MIMO 통신 환경에서 유니터리 행렬들을 생성하고 유니터리 행렬들을 레버리지함으로써 채널 관련 피드백을 제공하는 시스템(1000)이 제시된다. 예를 들어, 시스템(1000)은 모바일 장치 내에 적어도 부분적으로 상주할 수 있다. 시스템(1000)은 프로세서, 소프트웨어, 또는 이들의 결합(예를 들어, 펌웨어)에 의해 구현되는 기능들을 나타내는 기능적 블록들일 수 있는 기능적 블록들을 포함하여 표현될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 시스템(1000)은 함께 동작할 수 있는 전기적 컴포넌트들의 논리적 그룹핑(1002)을 포함한다. 예를 들어, 논리적 그룹핑(1002)은 대각 행렬들 및 DFT 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 구성하기 위한 전기적 컴포넌트(1004)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대각 행렬은 유니터리 행렬을 생성하기 위해 DFT 행렬과 결합(예를 들어, 곱해짐)될 수 있다. 또한, 논리적 그룹핑(1002)은 채널 추정에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택하기 위한 전기적 컴포넌트(1006)를 포함할 수 있다. 일례에 따르면, 순방향 링크 채널이 추정될 수 있으며, 채널 추정(및/또는 대응하는 채널 관련 유니터리 행렬)은 유니터리 행렬들의 세트와 비교될 수 있다. 또한, 논리적 그룹핑(1002)은 역방향 링크 채널을 통해 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 전송하기 위한 전기적 컴포넌트(1008)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 시스템(1000)은 전기적 컴포넌트들(1004, 1006, 1008)과 관련된 기능들을 실행하기 위한 명령들을 포함하는 메모리(1010)를 포함할 수 있다. 도면에서는 메모리(1010)의 외부에 있는 것으로 도시되어 있으나, 하나 이상의 전기적 컴포넌트들(1004, 1006, 1008)은 메모리(1010) 내에 존재할 수 있다.
도 11과 관련하여, MIMO 통신 환경에서 유니터리 행렬들을 구성하고 유니터리 행렬들을 사용함으로써 채널을 통한 전송을 제어하는 시스템(1100)이 제시된다. 시스템(1100)은 예컨대 기지국 내에 상주할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(1100)은 프로세서, 소프트웨어, 또는 이들의 결합(예를 들어, 펌웨어)에 의해 구현되는 기능들을 표현될 수 있는 기능적 블록들을 포함할 수 있다. 시스템(1100)은 유니터리 행렬들의 구성과 채널을 통한 전송의 제어를 용이하게 하는 전기적 컴포넌트들의 논리적 그룹핑(1102)을 포함한다. 논리적 그룹핑(1102)은 대각 행렬들 및 DFT 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 생성하기 위한 전기적 컴포넌트(1104)를 포함할 수 있다. 또한, 논리적 그룹핑(1102)은 수신된 인덱스에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 식별하기 위한 전기적 컴포넌트(1106)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인덱스를 생성하기 위해 실질적으로 유사한 유니터리 행렬들의 세트를 사용하는 모바일 장치로부터 인덱스가 획득될 수 있다. 또한, 논리적 그룹핑(1102)은 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 제어하기 위한 전기적 컴포넌트(1108)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 시스템(1100)은 전기적 컴포넌트들(1104, 1106, 1108)과 관련된 기능들을 실행하기 위한 명령들을 포함하는 메모리(1110)를 포함할 수 있다. 메모리(1110)의 외부에 있는 것으로 도시되어 있으나, 하나 이상의 전기적 컴포넌트들(1104, 1106, 1108)은 메모리(1110) 내에 존재할 수 있다.
위에서 설명된 것들은 하나 이상의 실시예들에 대한 예시들을 포함한다. 물론, 전술한 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 모든 착안가능한 컴포넌트들 또는 방법들의 조합을 설명하는 것은 가능하지 않으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 실시예들의 많은 추가적인 조합들 및 치환들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 그에 따라, 설명된 실시예들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 모든 그러한 변경들, 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다. 또한, "포함한다(include)"라는 용어가 상세한 설명 또는 청구항들에서 사용되는 범위와 관련하여, 이러한 용어는 청구항에서 전이 단어(transitional word)로서 사 용될 때 "포함하는(comprising)"으로 해석되는 용어 "포함하는(comprising)"과 유사한 방식으로 포함한다는 의미를 가지도록 의도된 것이다.

Claims (43)

  1. 무선 통신 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법으로서,
    유니터리(unitary) 행렬들의 세트를 구성하는 단계 - 상기 유니터리 행렬들 각각은 대각 행렬 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬에 기반하여 생성됨 -;
    순방향 링크 채널의 추정에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택하는 단계; 및
    역방향 링크 채널을 통해 상기 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 전송하는 단계를 포함하는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대각 행렬 및 상기 DFT 행렬을 곱함으로써 상기 유니터리 행렬들 각각을 생성하는 단계를 더 포함하는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대각 행렬은 랜덤 위상과 관련되는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 DFT 행렬은 MTxL 행렬이며, MT는 전송 안테나들의 개수이고 L은 공간-시간 코드들의 랭크(rank)인, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 DFT 행렬을 획득하기 위해
    Figure 112010020549083-pct00017
    을 평가하는 단계를 더 포함하며, n은 0부터 MT-1의 범위에 있고, l은 0부터 L-1의 범위에 있으며, MT는 전송 안테나들의 개수이고 L은 공간-시간 코드들의 랭크인, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 DFT 행렬의 열(column)들은 직교정규(orthonormal)한, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    다른 통신 장치로 상기 유니터리 행렬들의 세트를 전송하는 단계를 더 포함하는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    채널 행렬을 생성하기 위해 상기 순방향 링크 채널을 추정하는 단계를 더 포함하는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    채널 유니터리 행렬을 생성하기 위해 상기 채널 행렬의 고유 분해(eigen decomposition)를 수행하는 단계를 더 포함하는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 특정한 유니터리 행렬을 선택하는 단계는 상기 특정한 유니터리 행렬을 식별하기 위해 상기 채널 유니터리 행렬과 상기 유니터리 행렬들의 세트를 비교하는 단계를 더 포함하는, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유니터리 행렬들의 세트는 상기 인덱스가 전송되는 기지국에 의해 사용되는 유니터리 행렬들의 세트와 실질적으로 유사한, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템인, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 시분할 이중화(TDD) 시스템인, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 주파수 분할 이중화(FDD) 시스템인, 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백의 제공을 용이하게 하는 방법.
  15. 무선 통신 장치로서,
    대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들의 결합에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 생성하고 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백을 생성하기 위한 명령들을 포함하는 메모리; 및
    상기 메모리에 연결되며, 상기 메모리에 포함된 상기 명령들을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 무선 통신 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 대각 행렬들을 상기 DFT 행렬들을 곱함으로써 상기 유니터리 행렬들의 세트를 생성하기 위한 명령들을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 대각 행렬들 각각은 랜덤 위상과 관련되며 상기 DFT 행렬들 각각은 MTxL 행렬이며, MT는 전송 안테나들의 개수이고 L은 공간-시간 코드들의 랭크인, 무선 통신 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 메모리는 채널 추정을 생성하기 위해 순방향 링크 채널을 추정하고, 상기 채널 추정에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택하고, 역방향 링크 채널을 통해 상기 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 전송하기 위한 명령들을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  19. 유니터리 행렬들을 생성하고 프리코딩을 위한 채널 관련 피드백을 제공하는 무선 통신 장치로서,
    대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 구성하기 위한 수단;
    채널 추정에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 선택하기 위한 수단; 및
    역방향 링크 채널을 통해 상기 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 전송하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    특정한 대각 행렬을 대응하는 DFT 행렬과 곱함으로써 상기 유니터리 행렬들 각각을 구성하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 대각 행렬들을 생성하기 위한 수단; 및
    상기 DFT 행렬들을 구성하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  22. 기계-실행가능한 명령들을 포함하는 기계-판독가능 매체로서, 상기 명령들은,
    유니터리 행렬들의 세트를 생성하기 위한 명령 - 상기 유니터리 행렬들 각각은 대각 행렬 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬의 함수로서 구성됨 -;
    채널 추정을 생성하기 위해 순방향 링크 채널을 추정하기 위한 명령;
    상기 채널 추정에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 식별하기 위한 명령;
    상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 상기 특정한 유니터리 행렬의 인덱스를 결정하기 위한 명령; 및
    역방향 링크 채널을 통해 상기 인덱스를 전송하기 위한 명령을 포함하는, 기계-판독가능 매체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 기계-실행가능한 명령들은 상기 유니터리 행렬들 각각을 생성하기 위해 상기 대각 행렬을 상기 DFT 행렬과 곱하기 위한 명령을 더 포함하는, 기계-판독가능 매체.
  24. 무선 통신 시스템에 있는 장치로서, 상기 장치는,
    대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 코드북을 생성하고;
    순방향 링크 채널의 평가에 기반하여 프로코딩에서의 사용에 대하여 피드백하기 위해 특정한 유니터리 행렬을 결정하고; 그리고
    역방향 링크 채널을 통해 상기 특정한 유니터리 행렬과 관련된 인덱스를 기지국으로 전송하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 무선 통신 시스템에 있는 장치.
  25. 무선 통신 시스템에서 피드백에 응답하여 전송 제어를 용이하게 하는 방법으로서,
    유니터리 행렬들의 세트를 구성하는 단계 - 상기 유니터리 행렬들 각각은 대각 행렬 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬에 기반하여 생성됨 -;
    수신된 인덱스에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 식별하는 단계; 및
    상기 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 수정하는 단계를 포함하는, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 순방향 링크 채널을 통해 전송을 수정하는 단계는 상기 순방향 링크 채널을 통해 전송할 신호를 생성하기 위해 상기 선택된 유니터리 행렬과 전송 벡터를 곱하는 단계를 더 포함하는, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 순방향 링크 채널을 통해 전송을 수정하는 단계는 상기 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 각각의 전송 안테나에 대하여 실질적으로 유사한 전송 전력을 사용하는 단계를 더 포함하는, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 대각 행렬 및 상기 DFT 행렬을 곱함으로써 상기 유니터리 행렬들 각각을 구성하는 단계를 더 포함하는, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 대각 행렬은 랜덤 위상과 관련되는, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 DFT 행렬은 MTxL 행렬이며, MT는 전송 안테나들의 개수이고 L은 공간-시간 코드들의 랭크인, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 유니터리 행렬들의 세트는 상기 인덱스가 수신되는 모바일 장치에 의해 사용되는 유니터리 행렬들의 세트와 실질적으로 유사한, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  32. 제 25 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템인, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 시분할 이중화(TDD) 시스템 및 주파수 분할 이중화(FDD) 시스템 중 적어도 하나인, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  34. 제 25 항에 있어서,
    상기 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 빔형성(beamforming)을 수행하는 단계를 더 포함하는, 전송 제어를 용이하게 하는 방법.
  35. 무선 통신 장치로서,
    대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들의 결합에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 구성하고, 획득된 인덱스에 기반하여 상기 세트로부터 특정한 유니터리 행렬을 식별하고, 상기 특정한 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 제어하기 위한 명령들을 포함하는 메모리; 및
    상기 메모리에 연결되며, 상기 메모리에 포함된 상기 명령들을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 무선 통신 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 유니터리 행렬들을 생성하기 위해 대각 행렬들을 DFT 행렬들과 곱하기 위한 명령들을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 메모리는 각각의 전송 안테나에 대하여 실질적으로 유사한 전송 전력을 사용할 수 있도록 하기 위해 상기 특정한 유니터리 행렬을 전송 벡터와 결합하기 위한 명령들을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  38. 유니터리 행렬들을 구성하고 채널을 통한 전송을 제어하는 무선 통신 장치로서,
    대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 생성하기 위한 수단;
    수신된 인덱스에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 식별하기 위한 수단; 및
    상기 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 제어하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 순방향 링크 채널을 통한 전송을 위해 상기 선택된 유니터리 행렬과 전송 벡터를 결합하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  40. 기계-실행가능한 명령들을 포함하는 기계-판독가능 매체로서, 상기 명령들은,
    대각 행렬을 획득하기 위한 명령;
    이산 푸리에 변환(DFT) 행렬을 획득하기 위한 명령; 및
    선형 프리코딩과 관련하여 사용되는 유니터리 행렬을 생성하기 위해 상기 대각 행렬 및 상기 DFT 행렬을 결합하기 위한 명령을 포함하는, 기계-판독가능 매체.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 기계-실행가능한 명령들은 N개의 유니터리 행렬들을 포함하는 코드북을 생성하는 단계를 더 포함하며, N은 정수인, 기계-판독가능 매체.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 기계-실행가능한 명령들은 획득된 인덱스에 기반하여 상기 코드북으로부터 선택된 유니터리 행렬을 결정하기 위한 명령 및 상기 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 제어하기 위한 명령을 더 포함하는, 기계-판독가능 매체.
  43. 무선 통신 시스템에 있는 장치로서, 상기 장치는,
    대각 행렬들 및 이산 푸리에 변환(DFT) 행렬들에 기반하여 유니터리 행렬들의 세트를 포함하는 코드북을 구성하고;
    수신된 인덱스에 기반하여 상기 유니터리 행렬들의 세트로부터 선택된 유니터리 행렬을 결정하고; 그리고
    상기 선택된 유니터리 행렬에 기반하여 순방향 링크 채널을 통한 전송을 적응시키도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 무선 통신 시스템에 있는 장치.
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