KR101036978B1 - 다운링크 ｍｉｍｏ 전송 조절을 위한 채널 품질 피드백을 제공하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

다운링크 MIMO 채널들을 통해 데이터 레이트들의 조절을 위한 채널 성능 피드백을 제공하기 위해 요구되는 업링크 리소스들의 양을 줄임으로써 MIMO 무선 통신 시스템의 성능을 개선하기 위한 시스템들 및 방법들이 제시된다. 일례에서, 상기 방법은 대응하는 데이터 레이트들에 따라서 데이터 스트림들의 세트의 각각을 인코딩하는 단계, 조합들의 풀 치환에 따라 MIMO 채널들의 세트상의 데이터 스트림들을 치환하는 단계, 상기 치환된 데이터 스트림들을 전송하는 단계, 상기 치환된 데이터 스트림들을 수신하는 단계, 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 SNR을 디코딩하고 결정하는 단계, 데이터 스트림들의 세트에 대한 압축된 SNR 메트릭을 계산하는 단계, 피드백으로서 상기 압축된 메트릭을 제공하는 단계, 상기 압축된 SNR 메트릭에 기반하여 상기 데이터 스트림들에 대한 개별적인 SNR 메트릭들의 세트를 결정하는 단계 및 상기 개별적인 SNR 메트릭들에 기반하여 상기 데이터 스트림들이 인코딩되는 데이터 레이트들을 조절하는 단계를 포함한다.

Description

다운링크 ＭＩＭＯ 전송 조절을 위한 채널 품질 피드백을 제공하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING CHANNEL QUALITY FEEDBACK FOR DOWNLINK MIMO TRANSMISSION ADJUSTMENT}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관련되고, 그리고 더욱 특정하게는 데이터 스루풋(throughput)을 최대화하기 위해 데이터 스트림들을 인코딩하기 위한 적절한 데이터 레이트(rate)들을 선택하기 위해 필요한 피드백의 양을 줄이기 위한 시스템들 및 방법들에 관련된다.
무선 통신 시스템들은 복수의 기지국들 및 복수의 이동국들을 포함할 수 있다. 임의의 주어진 시간에서, 특정한 기지국은 하나 이상의 이동국들과 통신할 수 있다. 기지국에서 이동국들로의 통신들은 종종 순방향 링크 또는 다운링크로 지칭되고, 이동국들에서 기지국으로의 통신들은 역방향 링크 또는 업링크로 지칭된다.
기지국 및 이동국 사이에서 통신되는 데이터는 일반적으로 인코딩되고, (기지국내에 또는 이동국내에 존재하는) 송신기에 의해 전송되며, (이동국내에 또는 기지국내에 존재하는) 수신기에 의해 수신되고, 그 후 디코딩된다. 데이터는 통신 링크의 품질에 기반하여 선택되는 데이터 레이트로 인코딩된다. 링크가 양호할수록, 더 높은 데이터 레이트가 사용될 수 있다.
기지국이 일반적으로 데이터가 전송되는 전력을 증가시킬 수 있는 용량을 가지면, 그것에 의해 채널 품질을 증가시킬지라도, 이것은 항상 바람직한 것은 아닐 수 있다. 예를 들어, 만약 통신 링크의 품질이 이미 적당한 데이터 레이트를 지원하기에 충분하다면, 전력을 증가시키는 것은 단지 다른 통신들에 대한 간섭을 증가시킬 수 있다. 그러므로 기지국들은 일반적으로 데이터가 전송되는 전력 및 데이터 레이트들을 제어하기 위해 몇몇 종류의 메커니즘을 구현한다. 예를 들어, 이것은 이동국에서의 성능(예를 들어, 신호-대-잡음비, 또는 SNR)을 측정하는 것, 기지국으로의 성능에 대해 피드백을 제공하는 것, 그리고 상기 측정된 성능에 기반하여 데이터가 인코딩되고 전송되는 데이터 레이트를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
무선 통신들에서의 최근의 하나 이상의 진척은 MIMO(다중-입력, 다중-출력) 시스템들의 발전에 있다. MIMO 시스템은 서로로부터 공간적으로 구별될 수 있는 복수의 채널들을 수립하기 위해 복수의 전송 안테나들 및 복수의 수신 안테나들을 사용한다. MIMO 기술을 이용하는 통신들의 개발에서 당면한 문제들 중 하나는, MIMO 채널들의 각각을 위한 스루풋의 최대화 및 상기 스루풋을 최대화하기 위해 필요한 피드백의 양이다.
(안테나 별 레이트 제어(Per Antenna Rate Control), 또는 PARC로 지칭되는) 하나의 접근은 개별적인 SNR 값이 각각의 MIMO 채널들을 위한 피드백으로서 제공되도록 요구한다. 이러한 접근은 각각의 채널들을 위해 SNR들을 제공하기 위해 요구되는 많은 양의 업링크 리소스들 때문에 이상적이지 않다. (Diagonal Bell Laboratories Layered Space Time Architecture, 또는 D-BLAST로 지칭되는) 다른 접근은 피드백으로서 단지 하나의 SNR 값을 요구하나, MIMO 채널들 중 일부에 대하여 인코딩되는 데이터 블록들의 시퀀스를 전송하기 전에 널(null) 신호들의 전송을 요구한다. 이것은 채널들의 비효율적인 이용을 발생시킨다. (Code Reuse Bell Laboratories Layered Space Time Architecture, 또는 CR-BLAST로 지칭되는) 세 번째 접근은 또한 피드백으로서 단지 하나의 SNR 값을 요구하지만, 이 접근은 모든 MIMO 스트림들을 인코딩하기 위해 하나의 공통 인코더를 이용한다. 결과로서, 이러한 접근은 연속적인 간섭 소거(SIC) 및 개별적으로 최적화되는 레이트 제어의 장점을 가지지 못한다. 이러한 접근이 매우 복잡한 반복적 복조 및 디코딩과 통합되지 않는다면, CR-BLAST의 성능은 SIC 및 개별적으로 최적화되는 레이트 제어를 이용하는 시스템들보다 더 떨어진다. 그러므로 (예를 들어, 각각의 채널들을 위해 독립적인 SNR들보다 적은) 감소된 피드백의 양이 업링크를 통해 이동국에서 기지국으로 전송될 수 있고, 채널들의 이용이 널 신호들의 전송으로써 감소되지 않으며, 그리고 개별적인 레이트 제어 및 SIC가 적용될 수 있는 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 양상에서, 다수의 채널들을 통해 다수의 치환된(permuted) 데이터 스트림들을 수신하는 단계 및 상기 데이터 스트림들을 역으로(inversely) 치환하는 단계 및 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 품질 메트릭을 결정하는 단계 및 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 상기 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 압축된 품질 메트릭을 수신기로 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 다수의 채널들을 통해 다수의 치환된 데이터 스트림들을 수신하기 위한 수단, 상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하기 위한 수단 및 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 품질 메트릭들 결정하기 위한 수단 및 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 상기 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하기 위한 수단을 포함하는 장치가 개시된다. 상기 장치는 상기 압축된 품질 메트릭을 수신기로 전송하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 무선 통신 시스템을 위한 이동국이 개시된다. 상기 이동국은 프로세싱 서브시스템, 다수의 수신 안테나들을 포함하고 상기 프로세싱 서브시스템에 연결되는 송수신기 서브시스템을 포함하며, 상기 프로세싱 서브시스템은 상기 수신 안테나들을 통해 치환된 데이터 스트림들을 수신하고, 상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하며, 상기 데이터 스트림들을 디코딩하고, 상기 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 개별적인 품질 메트릭을 결정하며, 상기 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 상기 개별적인 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하도록 구성된다. 상기 이동국은 상기 송수신기 서브시스템이 상기 압축된 품질 메트릭을 기지국으로 전송하게 제어하도록 추가적으로 구성된다.
본 발명의 다른 양상에서, 다수의 채널들을 통해 다수의 데이터 스트림들을 수신하기 위한 수신기, 상기 수신되는 데이터 스트림들의 각각에 대응하여 개별적인 품질 메트릭을 결정하기 위한 제어기를 포함하는 장치가 개시된다. 상기 장치는 상기 수신되는 데이터 스트림들 중 제 1 데이터 스트림에 대응하는 상기 개별적인 품질 메트릭 및 각각의 남아있는 수신되는 데이터 스트림에 대응하는 보조 파라미터를 전송하기 위한 송신기를 더 포함한다.
도 1은 예시적인 무선 송신기의 구조를 설명하는 기능 블록 다이어그램이다;
도 2는 예시적인 무선 수신기의 구조를 설명하는 기능 블록 다이어그램이다;
도 3은 종래 기술에 따라서 MIMO 채널들의 대응하는 세트를 통해 데이터 스트림들의 세트의 각각의 전송을 설명하는 다이어그램이다;
도 4A 및 4B는 하나의 실시예에 따라서 매 MIMO 채널들의 세트의 하나를 통해 데이터 스트림들의 세트의 각각의 전송을 설명하는 한 쌍의 다이어그램이다;
도 5는 4개의 MIMO 채널들을 통해 전송되는 4개의 데이터 스트림들의 모든 가능한 치환들을 설명하는 표이다;
도 6은 하나의 실시예에 따라서 의사랜덤 안테나 치환 및 연속적인 간섭 소거를 이용하는 시스템의 구조를 설명하는 기능 블록 다이어그램이다; 그리고
도 7은 하나의 실시예에 따라서 데이터 스트림들의 프로세싱에서 데이터 레이트들의 제어를 위한 피드백으로서 제공되는 압축된 메트릭의 결정뿐만 아니라 MIMO 통신 시스템에서 복수의 데이터 스트림들의 전송 및 프로세싱을 설명하는 플로우 다이어그램이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들이 아래에서 설명된다. 아래에서 설명되는 실시예들 및 임의의 다른 실시예들은 예시적이며 본 발명을 제한하기 보다는 설명 하기 위해 의도된 것임을 유념해야 한다.
여기에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 다운링크 MIMO 채널들을 통해 데이터 레이트들의 조절을 위한 채널 성능 피드백을 제공하기 위해 필요한 업링크 리소스들의 양을 줄임으로써 MIMO OFDMA(직교 주파수 분할 다중 액세스) 무선 통신 시스템의 성능을 개선하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공하여 위에서 지시된 하나 이상의 요구 사항들을 처리한다. 일 실시예에서, 데이터 스트림들은 일반적으로 기지국에서 인코딩되고, 인터리빙 되며 변조 심볼들로 매핑된다. 그 후 변조 심볼들은 의사랜덤 패턴에 따라서 믹싱되고, 각각의 데이터 스트림의 데이터가 모든 MIMO 채널들을 통해 전송되도록 송신 안테나들의 세트에 의해 전송된다. 일 실시예에서, 가능한 조합들의 풀(full) 치환(permutation)이 이용된다. 데이터는 이동국에서 수신되고, 언믹싱 되며(역으로 치환되는) 그리고 디코딩된다. SNR은 각각의 데이터 스트림에 대해 결정된다. 일 실시예에서, 데이터 스트림들은 연속적인 간섭 소거를 이용하여 디코딩된다. 그 후 압축된 SNR 메트릭(예를 들어, 기준 SNR 및 ΔSNR)이 연산되고, 기지국으로 다시 전송된다. 기지국은 압축된 SNR 메트릭에 기반하여 데이터 스트림들의 각각에 대한 SNR들을 결정하고, 각각의 데이터 스트림들이 디코딩되는 데이터 레이트들을 조절하기 위해 이러한 SNR들을 이용한다. 다른 실시예에서, 데이터 스트림들은 SIC없이 디코딩된다. 이러한 경우에, 압축된 SNR의 ΔSNR 부분은 0(zero)으로 설정된다.
일 실시예는 대응하는 데이터 레이트들에 따라서 데이터 스트림들의 세트의 각각을 인코딩하는 단계, 조합들의 풀 치환에 따라서 MIMO 채널들의 세트를 통해 데이터 스트림을 믹싱 하는 단계, 상기 치환된 데이터 스트림들을 전송하는 단계, 상기 치환된 데이터 스트림들을 수신하는 단계, 상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하는 단계, 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 SNR을 디코딩하고 결정하는 단계, 데이터 스트림들의 세트에 대한 압축된 SNR 메트릭을 연산하는 단계, 피드백으로서 상기 압축된 메트릭을 제공하는 단계, 상기 압축된 SNR 메트릭에 기반하여 상기 데이터 스트림들에 대한 개별적인 SNR 메트릭들의 세트를 결정하는 단계, 그리고 상기 개별적인 SNR 메트릭들에 기반하여 상기 데이터 스트림들이 인코딩되는 데이터 레이트를 조절하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.
다른 실시예는 MIMO 무선 통신 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 다수의 MIMO 송신 안테나들을 구비하는 기지국 및 다수의 MIMO 수신 안테나들을 구비하는 이동국을 포함한다. 상기 기지국은 대응하는 데이터 레이트에 따라서 다수의 데이터 스트림들의 각각을 인코딩하고, 상기 데이터 스트림들을 치환하며, 상기 MIMO 송신 안테나들에 대응하는 다수의 MIMO 채널들을 통해 상기 데이터 스트림들의 각각을 전송하도록 구성된다. 상기 이동국은 상기 인코딩되는 데이터 스트림들을 재생하기 위해 상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하고, 상기 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 품질 메트릭을 결정하도록 구성된다. 그 후 상기 이동국은 상기 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 상기 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하고, 상기 압축된 품질 메트릭을 상기 기지국으로 다시 전송한다. 상기 기지국은 상기 압축된 품질 메트릭에 기반하여 상기 데이터 스트림들의 각각과 관련되는 개별적인 품질 메트릭을 결정하도록 구성되고, 그 후 상기 개별적인 품질 메트릭들에 기반하여 상기 데이터 스트림들의 각각이 인코딩되는 데이터 레이트들을 조절하도록 구성된다.
다수의 대안적인 실시예들 또한 가능하다.
여기서 설명하는 것처럼, 본 발명의 다양한 실시예들은 다운링크(순방향 링크) MIMO 채널들을 통해 데이터 레이트들의 조절을 위해 SNR/채널 성능 피드백을 제공하기 위해 필요한 업링크(역방향 링크) 리소스들의 양을 감소시킴으로써 MIMO 무선 통신 시스템의 성능을 개선하기 위한 시스템들 및 방법들을 포함한다.
일 실시예에서, 기지국에서 데이터 스트림들의 세트는 대응하는 데이터 레이트들을 이용하여 인코딩된다. 그 후 상기 인코딩되는 데이터 스트림들은 전송되도록 준비된다. 그러나 상기 인코딩되는 데이터 스트림들의 각각을 MIMO 채널들 중 하나를 통해 전송하기 보다는, 각각의 인코딩되는 데이터 스트림들의 프레임 내에있는 연속적인 블록들이 믹싱되고 상기 MIMO 채널들 중 상이한 것들에 의해 전송된다. 즉, 상기 데이터 스트림들은 상기 상이한 채널들에 걸쳐서 치환된다.
이러한 실시예에서, 각각의 데이터 스트림들의 제 1 블록은 상기 MIMO 채널들 중 제 1 조합에 의해 전송된다. 예를 들어, 1 내지 4로 번호 매겨진 4개의 데이터 스트림들 및 1 내지 4로 번호 매겨진 4개의 MIMO 채널들이 존재한다면, 상기 데이터 스트림들 1 내지 4의 제 1 블록들은 각각 MIMO 채널들 1 내지 4에 의해 전송될 수 있다. 그 후 상기 데이터 스트림들 1 내지 4의 제 2 블록들은 각각 MIMO 채널들 2, 3, 4 및 1에 의해 전송될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 데이터 스트림들 1 내지 4의 연속적인 블록들은 MIMO 채널들 1 내지 4의 24개의 가능한 치환 들의 각각에 의해 전송된다.
상기 기지국에 의해 전송되는 상기 MIMO 채널들은 상기 이동국의 MIMO 수신기에 의해 공간적으로 구별할 수 있다. 그러므로 이동국은 상기 MIMO 채널들의 각각으로부터 인코딩된 데이터 블록들을 취할 수 있고, 상기 인코딩된 데이터 스트림들을 복원할 수 있다(상기 이동국은 상기 MIMO 채널들에 걸쳐 상기 데이터 스트림들의 블록들을 믹싱(치환)하기 위해 상기 기지국에 의해 사용되는 치환 방식을 알고 있다고 가정된다).
상기 각각의 데이터 스트림의 블록들이 4개의 모든 MIMO 채널들을 통해 전송되었기 때문에, 평균적으로 상기 채널이 전체 인코딩된 프레임의 전송 동안 거의 변화가 없는 상태로(static) 남아있다면 상기 4개의 데이터 스트림들의 각각은 동일한 채널 조건들을 경험할 것이다. 그 결과, (프레임에 걸쳐 평균화된) 상기 SNR들이 상기 데이터 스트림들의 각각에 대해 결정되면, 각각의 데이터 스트림이 디코딩되고 그 다음에 후속적으로 디코딩될 남아있는 데이터 스트림들로부터 관련되는 간섭을 소거하기 위한 피드백으로서 이용되는 경우에 오직 달성될 수 있는 간섭 소거에 기인하여서만 상기 SNR 값들이 변해야 한다. 이것은 계속적인 간섭 소거로 알려져 있다.
상기 4개의 데이터 스트림들의 SNR은 오직 상기 연속적인 간섭 소거의 결과로서 변하기 때문에, 상기 SNR 값들은 거칠게(wildly) 변하지 않고, 그 대신에 상대적으로 양호하게 변할(well behaved) 것이다. 이것은 상기 MIMO 채널 조건들이 크게 상이하더라도 사실(true)이다(그리고, 그에 따라 대응하는 하나의 MIMO 채널 들을 통해 개별적으로 전송되는 데이터 스트림들의 SNR들이 더 큰 정도로 변하도록 할 수 있다).
상이한 데이터 스트림들의 SNR들이 상대적으로 양호하게 변한다는 사실은 SNR 값들이 적당한 정확도를 가지고 압축된 형태로 나타나도록 한다(즉, 4개의 상이한 SNR 값들 각각을 개별적으로 제공하는 것보다 더 콤팩트한 형태). 예를 들어, SNR들은 기준 SNR 값 및 ΔSNR 값에 의해 나타날 수 있고, 상기 기준 SNR 값은 제 1 디코딩된 데이터 스트림의 SNR에 대응하고, ΔSNR 값은 이어지는 데이터 스트림들의 SNR 값들 간의 차에 대응한다.
이동국은 업링크를 통해 기지국으로 압축된 SNR 표현을 전송한다. 압축된 SNR 대표는 4개의 개별적인 SNR 값들의 대표보다 작기 때문에, 기지국으로의 이러한 피드백을 제공하기 위해 더 적은 업링크 리소스들을 필요로 한다. 그 후 기지국은, 상이한 데이터 스트림들이 다음에 인코딩되는 데이터 레이트들을 조절하기 위한 기초로서 상이한 데이터 스트림들을 위해 SNR들의 압축된 표현을 사용한다. 바꾸어 말하면, 하나의 데이터 스트림에 대해, 기지국은 이동국에 의해 측정되는 SNR이 기준 SNR 값과 동일하다고 가정하고, 기준 SNR에 의해 표시되는 바와 같이 이러한 데이터 스트림을 위한 데이터 레이트에 대하여 조절할 것이다. 다음의 데이터 스트림에 대해, 기지국은 측정되는 SNR 값이 기준 SNR 값과 ΔSNR 값의 합과 동일하다고 가정할 것이다. 다음 데이터 스트림에 대해, 기준 SNR과 ΔSNR 값의 2배의 합과 동일한 값이 사용될 것이고 그 다음 데이터 스트림들에 대하여도 동일한 방식으로 결정된 값이 사용될 것이며, 그에 따라 각각의 데이터 스트림의 데이터 레이트가 조절된다.
예시적인 실시예들을 상세하게 설명하기 전에, 일반적인 무선 통신 시스템에서 단일 물리 채널의 기초적인 동작을 설명하는 것이 유용할 것이다. 도 1을 참조하면, 예시적인 무선 송신기의 구조를 설명하는 기능 블록 다이어그램이 도시되어 있다.
도 1에서 묘사되었듯이, 데이터 스트림은 인코더(110)에 의해 수신되고 처리된다. 데이터 스트림은 아래에서 추가적으로 논의될 바와 같이 선택되는 데이터 레이트로 인코딩된다. 인코딩된 데이터 스트림은 인터리버(120)로 포워딩되고, 그 후 매퍼/변조기(130)로 포워딩된다. 그 후 변조된 신호는 상기 변조된 신호를 전송하는 안테나(140)로 포워딩된다.
도 2를 참조하면, 예시적인 무선 수신기의 구조를 설명하는 기능 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 이 도면에서, 안테나(140)에 의해 전송되는 신호는 안테나(250)에 의해 수신되고, 그 후 상기 신호는 복조기/디매퍼(260)로 포워딩된다. 이 신호는 복조되고 디인터리버(270)로 전달된다. 신호가 디인터리빙된 후에, 상기 신호는 원래의 데이터 스트림을 재생하기 위해 디코더(280)에 의해 디코딩된다. 상기 디코딩된 신호가 상기 원래의 신호의 완벽하게 정확한 재생인지 또는 몇몇의 에러들을 포함하든지간에, 여기서 사용되는 "원래의 데이터 스트림"은 디코딩된 신호를 의미하기 때문에 송신기 및 수신기에 의한 신호의 프로세싱 동안 몇몇의 에러들이 발생할 수 있음을 유념해야한다.
도 1 및 2는 단일 방향으로 정보를 통신하기 위한 메커니즘을 나타낸다. 예 를 들어, 셀룰러 전화 시스템에서 정보는 기지국에서 이동국으로 통신될 수 있다. 일반적으로, 통신들은 단방향보다는 양방향이고, 그래서 구조들의 유사한 세트가 기지국에서 이동국으로 뿐만 아니라 이동국에서 기지국으로 정보를 통신하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 유형의 시스템에서, 이동국에서 기지국으로의 통신들은 역방향 링크를 의미하는 동안, 기지국에서 이동국으로의 통신들은 일반적으로 순방향 링크를 의미한다.
위에서 설명한 것처럼, 송신기에서의 데이터 스트림의 인코딩은 데이터 전송을 위해 선택되는 데이터 레이트에 기반한다. 역으로, 데이터 레이트는 수신되는 신호의 품질에 기반한다. 수신되는 신호의 품질이 더 높다면, 더 높은 데이터 레이트가 수신기에 의해 디코딩될 수 있다. 그러므로 더 높은 스루풋을 달성할 수 있도록 데이터 레이트를 증가시키는 것이 바람직하다. 수신되는 신호의 품질이 더 낮다면, 단지 더 낮은 데이터 레이트가 수신기에 의해 디코딩될 수 있다. 이러한 경우에, 디코딩된 데이터에 에러들이 존재하지 않게 하도록 데이터 레이트를 감소시키는 것이 바람직하다.
데이터 스트림을 인코딩하기 위해 선택되어야 하는 데이터 레이트를 결정하기 위해, 첫째로 수신되는 신호의 품질을 결정하는 것이 필요하다. 몇몇의 시스템들에서, 신호의 품질은 신호의 신호-대-잡음-비(SNR)를 측정함으로써 결정된다. 특정한 SNR 레벨들에서, 대응하는 데이터 레이트들이 지원될 수 있다. 예를 들어, SNR1은 수용 가능한 에러 레이트를 가진 data_rate1 까지 지원할 수 있고, SNR2는 data_rate2 까지 지원할 수 있다. 그러므로 이러한 시스템들은 수신되는 신호의 SNR을 측정하고 이러한 정보를 송신기로 다시 전송하며, 그 다음에 상기 송신기는 전송을 위해 데이터를 인코딩하기 위해 현재 사용되고 있는 데이터 레이트가 수용 가능한지, 너무 높은지, 또는 너무 낮은지 여부를 결정한다. 데이터 레이트가 너무 높거나 너무 낮으면, 더 적절한 데이터 레이트가 다음의 인코딩을 위해 선택될 수 있다.
데이터가 인코딩되는 데이터 레이트를 조절하는데 이용을 위해 피드백으로서 수신되는 신호의 SNR을 제공하는 것은 이러한 단일-채널 시나리오에서 상대적으로 직접적인 사항이다. SNR 정보는 데이터 레이트를 선택하는 것의 목적들을 위해 충분하고, 이러한 정보는 특별히 큰 오버헤드 비용을 구성하지 않는다. 비록 오버헤드 비용이 큰 것으로 고려될지라도, SNR은 단일 값이고 이러한 정보는 적절한 데이터 레이트를 결정하기 위해 필요하기 때문에, 이러한 부담을 경감시키는 것은 어렵다.
그러나 몇몇의 시스템들은 오직 하나의 채널만을 가지지 않는다. 예를 들어, MIMO(다중 입력, 다중 출력) 시스템은 복수의 물리 채널들을 가진다. MIMO 송신기는 복수의 안테나들을 가지며, 상기 복수의 안테나들 각각은 복수의 MIMO 채널들 중 상이한 하나를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 유사하게, MIMO 수신기는, 수신기의 안테나들에 의해 전송되는 상이한 물리 채널들 사이에서 구별하고, 이러한 구별되는 물리 채널들을 수신하기 위해 사용되는 복수의 안테나들을 가진다.
일반적인 MIMO 시스템에서, 각각의 채널은 단일-채널 시스템과 본질적으로 동일한 방식으로 처리된다. 바꾸어 말하면, 각각의 채널에 대해, 데이터 스트림은 선택되는 데이터 레이트로 인코딩되고, 인터리빙, 매핑/변조, MIMO 안테나들 중 대응되는 하나에 의해 전송되고, 수신기에서 수신되며, 디매핑/복조, 원래의 데이터 스트림을 구성하기 위해 디인터리빙 및 디코딩된다. 이러한 프로세스는 MIMO 채널들의 각각을 위해 병렬로 진행된다.
MIMO 시스템은 물리 채널들이 서로 간에 독립적이도록 구성된다. 그러므로 복수의 데이터 스트림들은 상이한 채널들을 통해 개별적으로 전송될 수 있다. 바꾸어 말하면, 데이터 스트림들 각각은 상이한 송신 안테나로 전송될 수 있고, 멀티-안테나 MIMO 수신기에 의해 구별될 수 있다. 이것은 도 3에서 설명된다.
도 3을 참조하면, 종래 기술 시스템에 따라서 MIMO 채널들의 대응하는 세트를 통해 데이터 스트림들의 세트 각각의 전송을 설명하는 다이어그램이 도시되어 있다. 예를 들어, 도 3의 시스템은 PARC 시스템을 나타내고 있다. 이러한 시스템에서, 인코딩된 데이터 스트림들의 세트(311 내지 314)는 송신 안테나들의 세트(321 내지 324)에 의해 전송된다. 전송되는 신호들은 수신 안테나들(331 내지 334)에 의해 수신된다. 공간-시간 신호 프로세서(335)는 (데이터 스트림들(311 내지 314)과 본질적으로 동일한) 데이터 스트림들(341 내지 344)을 구별하기 위해 (모두 안테나들(331 내지 334) 각각에 의해 수신된) 수신되는 신호들을 처리한다.
MIMO 채널들은 서로 간에 독립적이기 때문에, 상이한 채널들은 상이한 페이딩(fading) 특성들을 가질 수 있다. 바꾸어 말하면, MIMO 시스템의 채널들의 각각은 상이한 SNR을 가질 수 있다. 결과로서, 상이한 채널들은 채널들의 각각의 스루풋을 최대화하기 위해 상이한 데이터 레이트들로 각각의 데이터 스트림들을 인코딩 할 필요가 있을 수 있다.
이러한 SNR 정보를 제공하기 위한 직접적인 방법은, 채널들 각각에 대한 데이터 레이트들이 각각의 측정된 SNR 값들에 기반하여 선택될 수 있도록, MIMO 채널들 각각에 대한 SNR들을 개별적으로 측정하는 것이고, 그리고 그 후 이러한 SNR 값들 각각을 송신기로 다시 전송하는 것이다. 이것은 PARC 시스템들에서 사용되는 접근 방법이다. 이러한 접근 방법이 직접적인 반면에, 상대적으로 많은 양의 역방향 링크 리소스들을 필요로 한다. 만약 n개의 MIMO 채널들이 존재한다면, 이러한 접근 방법은 단일-채널 경우보다 n배 많은 리소스들을 필요로 한다. 이러한 접근 방법과 관련되는 높은 리소스 비용 때문에, 본 시스템들 및 방법들은 압축된 SNR 메트릭이 피드백으로서 송신기로 리턴되도록 허용하고 그에 의해 역방향 링크 리소스들을 보존하며, 시스템의 스루풋을 거의 최대화하는 데이터 레이트들의 선택을 가능하게 하는 대안적인 방식을 이용한다.
상이한 MIMO 채널들이 서로 간에 독립적이기 때문에, 그들은 독립적인 페이딩 특성들 및 채널 품질을 가진다. 그러므로 또한 이러한 채널들 각각의 SNR들은 독립적이다. SNR들이 독립적이기 때문에, 그들은 서로 간에 실질상 변화할 수 있다. 예를 들어, 만약 4개의 채널들이 존재한다면, 제 1 채널은 [+15] dB의 SNR을 가질 수 있고, 제 2 채널은 [-15] dB의 SNR을 가질 수 있고, 제 3 채널은 0 dB의 SNR을 가질 수 있고, 그리고 제 4 채널은 [+15] dB의 SNR을 가질 수 있다. 이러한 상황에서, 압축된 형태에서 모든 채널들의 SNR들의 특성을 기술하는 것이 매우 어려운 것은 자명하다. 그러므로 본 실시예들은, SNR들이 압축된 형태로 적당한 정 확도를 가지고 표현되도록 허용하기 위해 충분히 양호하게 변화하도록 보장하는 방법론을 이용한다.
현재의 실시예들에서 이용되는 방법론은 모든 MIMO 채널들을 통해 각각의 데이터 스트림을 위한 데이터의 전송을 포함한다. 바꾸어 말하면, 각각의 데이터 스트림에 대해, 데이터는 일반적인 MIMO 시스템처럼 본질적으로 동일한 방식으로 송신기 내에서 처리되고, MIMO 안테나들 중 하나를 통해 데이터를 전송하는 것보다는, 하나의 블록은 제 1 안테나를 통해 전송되고, 다음의 블록은 제 2 안테나를 통해 전송되는 등이다. 그것에 의하여 각각의 데이터 스트림의 블록들은 모든 MIMO 채널들에 걸쳐 확산된다(각각의 MIMO 채널은 MIMO 안테나들 중 대응하는 하나와 관련됨). 이것은 도 4A 및 4B에서 설명된다.
도 4A를 참조하면, 일 실시예에 따라서 MIMO 채널들의 세트 중 매 하나를 통해 데이터 스트림들의 세트의 각각의 전송을 설명하는 다이어그램이 도시되어 있다. 도 4A의 오른쪽 편에서, 4개의 데이터 스트림들(411 내지 414)이 설명된다. 데이터 스트림들(411 내지 414)은 송신기에 의해 처리되었고, 무선 링크를 통해 수신기로 전송되기 위해 준비된 인코딩되고, 인터리빙 되고, 매핑/변조되는 데이터에 대응한다. 특히, 복수의 데이터 스트림들은 MIMO 시스템의 개별적인 채널들(MIMO 송신기의 안테나)을 통해 일반적으로 전송되는 데이터를 나타낸다. 데이터 스트림들 각각 내에서, 일련의 데이터 블록들이 존재한다. 데이터 블록들은 데이터 스트림에 대응하는 문자, 데이터 스트림 내에서 데이터 블록의 위치에 대응하는 숫자에 의해 식별된다. 데이터 블록들은 특정한 구현을 위해 편리한 임의의 사이즈일 수 있으나, 그들은 상이한 채널들을 통해 데이터 스트림들을 치환하는 것의 이익을 상실할 만큼 커서는 안 될 것이다.
데이터 스트림들이 종래의 전-전송 프로세싱을 겪고 난 후에, 각각의 데이터 스트림의 블록들은 MIMO 송신기의 상이한 안테나들로 매핑된다. 도 4A에 도시되었듯이, 블록들(A1, B1, C1 및 D1)의 제 1 세트는 각각 안테나들(431, 432, 433 및 434)에 매핑된다. 다음 블록들(A2, B2, C2 및 D2)의 세트는 4개의 안테나들의 상이한 조합으로 매핑된다. 특별히, 그들은 각각 안테나들(432, 433, 434 및 431)로 매핑된다. 달리 말하면, 상이한 데이터 스트림들의 블록들은 안테나들에 관해서 하나만큼 회전된다. 데이터 블록들(A3, B3, C3 및 D3)이 각각 안테나들(433, 434, 431, 432)에 매핑되도록 데이터 블록들의 제 3 세트는 다시 하나만큼 회전된다. 다음의 블록들은 가능한 정도까지 마찬가지로 안테나들의 상이한 조합들로 매핑된다. 일 실시예에서, MIMO 채널들로 데이터 블록들의 일련의 매핑들은 (도 5와 관련하여 설명되고 도시되는 것처럼) 의사랜덤 패턴을 포함한다.
도 4B를 참조하면, 수신기에서의 전송되고, 믹싱된 데이터 스트림들의 각각의 수신을 설명하는 다이어그램이 도시되어 있다. 수신기 안테나들(441 내지 444)의 각각은 송신기 안테나들(431 내지 434)에 의해 전송되는 결합되는 신호들을 수신하는 것을 볼 수 있다. 공간-시간 신호 프로세서(445)는 치환된 데이터 스트림들(451 내지 454)을 구별하기 위해 수신된 신호들을 처리한다. 수신기는 원래의 데이터 스트림들(411 내지 414)을 믹싱된 데이터 스트림들(421 내지 424)로 매핑한 알고리듬 및/또는 패턴을 알고 있다. 그러므로 수신기는 원래의 데이터 스트림 들(461 내지 464)을 복원하기 위해 수신되는 데이터 블록들(451 내지 454)을 디매핑, 또는 언믹싱한다. 그 후 복원되는 데이터 스트림들(461 내지 464)은 종래의 방법들을 이용하여 디매핑/복조, 디인터리빙 및 디코딩될 수 있다.
도 4A 및 4B로부터 복원되는 데이터 스트림들이 바람직하게는 의사랜덤 패턴으로, 모든 MIMO 채널들을 통해 전송된 데이터 블록들로 이루어져 있는 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 복원되는 데이터 스트림(411)은 데이터 블록들(A1, A2, A3)을 포함한다. 이러한 데이터 블록들은 제 1, 제 2, 제 3 등의 MIMO 채널들을 통해 전송되었다. 다른 복원되는 데이터 스트림들은 마찬가지로 모든 MIMO 채널들을 통해 전송되었다. 모든 MIMO 채널들을 통해 각각의 데이터 스트림을 전송함으로써, 각각의 데이터 스트림은 평균하여 동일한 채널 조건들을 경험한다. 바꾸어 말하면, 각각의 데이터 스트림들은 대략적으로 MIMO 채널들을 통해 전송되는 자신들의 데이터 블록들의 4분의 1을 가지며, 그러므로 시간의 4분의 1 동안 MIMO 채널들의 각각의 채널 조건들을 경험한다.
[+15] dB에서 [-15] dB로 변화하는 상이한 채널들의 SNR들을 지닌 위에서 설명한 예를 고려하면, 각각의 데이터 스트림을 4개의 이러한 채널들 모두를 통해 전송하는 것은, 약 [+15] dB에서 [-15] dB 사이의 평균 SNR을 발생시킬 것이다. 예를 들어, SNR은 [+5] dB일 수 있다. 상이한 데이터 스트림들의 SNR들이 정확하게 동일하지 않을 가능성이 크더라도, 그들은 대략적으로 동등해야 하며 일반적인 MIMO 시스템에서의 SNR 변화들과 비교하여 확실히 매우 양호하게 변화될 것이다.
상이한 데이터 스트림들과 관련되는 SNR들을 등화 하는 것의 장점에 더하여, 모든 MIMO 물리 채널들을 통해 데이터 스트림들의 각각을 전송하는 것은 추가적인 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, 데이터 스트림의 전송을 위한 상이한 신호 경로들을 이용하는 장점이 존재하고, 다이버시티는 더욱 강건한 채널을 제공한다.
만약 데이터 스트림들의 각각이 복수의 물리 채널들을 통해 전송될 것이라면, 상이한 데이터 스트림들이 채널들에서 어떻게 믹싱될 것인지를 결정하는 것이 필요하다. 바꾸어 말하면, 어떤 데이터 스트림이 임의의 특정 시간에 어떤 안테나에 의해 전송되는지를 결정하는 것이 필요하다. 몇몇의 실시예들에서, 상이한 안테나들을 통해 데이터 스트림들을 단순히 회전하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 만약 4개의 채널들이 존재한다면, 데이터 스트림의 연속적인 블록들은 안테나들(1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4 등)에 의해 전송될 수 있다.
이러한 단순한 회전을 이용하는 장점들이 존재하는 반면에, 만약 데이터 스트림들 및 물리 채널들의 가능한 조합들의 풀 치환을 포함하는 의사랜덤 패턴이 사용되면, 데이터 스트림들과 관련되는 SNR들의 등화 및 다이버시티 장점들 모두에 관하여, 더 양호한 성능이 아마 달성될 것임을 고려된다. 여기에서 사용되는 조합들의 "풀" 치환은 데이터 스트림들 및 물리 채널들의 조합들의 모든 가능한 순서들을 의미한다. 일례가 도 5에 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 4개의 MIMO 채널들을 통해 전송되는 4개의 데이터 스트림들의 가능한 치환들의 전부를 설명하는 표가 도시되어 있다. 특정한 데이터 스트림에 대응하는 데이터 블록들은 동일한 문자에 의해 식별된다. 예를 들어, 데이터 스트림들 중 제 1 데이터 스트림에서의 모든 데이터 블록들은 문자 "A"에 의해 식 별된다. 두 번째, 세 번째 및 네 번째 데이터 스트림들의 데이터 블록들은 각각 문자 "B", "C" 및 "D"에 의해 식별된다. 표의 각각의 행은 특정한 MIMO 채널에 대응한다. 표의 각각의 열은 MIMO 채널을 통해 전송되는 연속적인 데이터 블록들에 대응한다.
시간의 각각의 포인트에서(즉, 표의 각각의 열에서), 하나의 데이터 블록이 4개의 데이터 스트림들 각각으로부터 전송되는 것을 볼 수 있다. 첫 번째(가장 왼쪽) 열에서, 데이터 스트림들(A, B, C 및 D)에서의 데이터 블록들이 각각 MIMO 채널(1, 2, 3 및 4)을 통해 전송된다. 다음 열에서, 데이터 스트림들(A, B, C 및 D)에서의 데이터 블록들이 각각 MIMO 채널들(2, 3, 4 및 1)을 통해 전송되도록 데이터 스트림들(또는 MIMO 채널들)이 회전된다. 데이터 스트림들은 이러한 순서로 데이터 블록들과 함께 더 여러번 회전된다.
5번째 열에서, 원래의 순서에서의 데이터 스트림들은 데이터 스트림들 및 MIMO 채널들의 원래의 조합으로 다시 회전될 수 있다(즉, 각각 MIMO 채널들(1, 2, 3 및 4)상의 데이터 스트림들(A, B, C 및 D)). 이러한 조합을 반복하는 것보다, 데이터 스트림들(A, B, C 및 D)이 각각 MIMO 채널들(1, 2, 4 및 3)을 통해 전송되도록 데이터 스트림들이 치환된다. 그 후 데이터 스트림들은 각각의 데이터 스트림에서의 블록이 MIMO 채널들의 각각을 통해 다시 전송될 때까지 이러한 순서대로 회전된다.
이러한 프로세서는, 데이터 스트림들 및 MIMO 채널들의 조합들의 각각의 치환에 대해 반복된다. 4개의 데이터 스트림들은 6개의 상이한 치환들로 배열할 수 있다: A-B-C-D; A-B-D-C; A-C-B-D; A-C-D-B; A-D-B-C; 및 A-D-C-B. 그 후 데이터 스트림들의 이러한 배열들의 각각은 4개의 상이한 MIMO 채널들을 통해 회전될 수 있다. 예를 들어, A-B-C-D 는 채널들(1-2-3-4, 4-1-2-3, 3-4-1-2 또는 2-3-4-1)을 통해 전송될 수 있다. 따라서 4개의 데이터 스트림들 및 4개의 MIMO 채널들의 24개(4 팩토리얼, 또는 4!)의 상이한 조합들이 존재한다. 이러한 상이한 조합들 모두를 이용하는 MIMO 채널들을 통한 데이터 스트림들의 전송은 조합들의 풀(full) 치환으로서 본 발명의 목적들을 정리하도록 참조된다.
여기에서 설명되는 시스템은 일례가 되는 것으로 의도되고, 대안적인 실시예들은 상이한 개수의 데이터 스트림들 및/또는 MIMO 채널들을 가질 수 있음을 유념해야 한다. 데이터 스트림들의 개수와 MIMO 채널들의 개수가 동일한 실시예에서, 데이터 스트림들 및 MIMO 채널들의 상이한 조합들의 수는 n!(n 팩토리얼)로 주어지고, 여기서 n은 데이터 스트림들/MIMO 채널들의 개수이다. 따라서 예를 들어 3개의 데이터 스트림들 및 3개의 MIMO 채널들을 가진 시스템은 풀 치환에서 3!개의, 또는 6개의 상이한 조합들을 가질 것이다. 5개의 데이터 스트림들 및 5개의 MIMO 채널들을 가진 시스템은 풀 치환에서 5!개의, 또는 120개의 상이한 조합들을 가질 것이다.
데이터 스트림들의 각각의 블록들은 모든 MIMO 채널들을 통해 전송되었고 본질적으로 동일한 채널 조건들을 경험했기 때문에, 상이한 데이터 스트림들의 SNR들은 양호하게 변화된다. 이상적으로, 데이터 스트림들의 SNR들은 동등하다. 그러므로 모든 데이터 스트림들을 대표하는 단일 SNR의 형태로 송신기로 피드백을 제공 하는 것이 가능할 수 있다. 그러나 이것은 데이터 스트림들에 대한 가장 높은 스루풋을 제공하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, MIMO 수신기는 비선형 간섭 소거가 없는 선형 수신기이다.
수신기에서 연속적인 간섭 소거 동작이 존재하지 않는다면, 가장 높은 데이터 레이트는 위에서 설명한 의사랜덤 안테나 치환을 적용함으로써 오직 단일 SNR 피드백으로 달성될 수 있다. 심볼 시간 k에서 N x N MIMO 시스템의 수신되는 벡터는 다음과 같은 y(k)로써 표시하고
Figure 112009017278941-pct00001
(1)
선형 최소 평균 제곱근 에러(MMSE) 수신기에서의 i번째 스트림 SNR은
Figure 112009017278941-pct00002
(2)
이 되고,
i번째 잡음 공분산(covariance) 매트릭스는
Figure 112009017278941-pct00003
(3)
에 의해 나타난다.
(1) 내지 (3)에서,
Figure 112010074338189-pct00004
는 채널 매트릭스를 표시하고,
Figure 112010074338189-pct00005
는 정규화된 신호 벡터를 표시하고
Figure 112010074338189-pct00006
는 분산이 디멘젼 당 σ2인 N개의 수신 안테나들에 의해 수신되는 배경 잡음 벡터를 표시한다. MIMO 시스템이 여기에서 N개의 데이터 스트림들, N개의 전송 안테나들 및 N개의 수신 안테나들을 가진 것으로 고려되더라도, MIMO 전송 스트림들의 개수는 전송 안테나들의 개수 및 수신 안테나들의 개수와 동일할 필요가 없다. 전송 안테나들의 개수 및 수신 안테나들의 개수는 또한 동일할 필요가 없다.
일반적으로, 상이한 스트림들은 상이한 전송 안테나들에 대해 상이한 수신 채널 벡터들이 존재하듯이 상이한 SNR 값들을 볼 것이다. 인코딩 블록에서의 심볼들의 개수 및 시스템 대역폭은 K 및 W에 의해 표시될 때, PARC 시스템의 i번째 스트림에 대한 달성 가능한 데이터 레이트(초당 비트들)는
Figure 112009017278941-pct00007
(4)
의 매핑을 이용함으로써(또는 임의의 다른 적절하게 설계된 SNR-레이트 매핑 공식에 의해) 준정적(quasi-static) 채널에서 계산될 수 있다.
시간 인덱스 k는 준정적 채널이 가정되는 것처럼, SNR을 표시하는 데에서 고의로 생략되었음을 유념해야 한다. 이러한 N개의 요구되는 데이터 레이트들은 피드백되고, 다음의 N-스트림 데이터 프레임을 인코딩하기 위해 이용된다. 독립적인 스트림-와이즈(wise) 인코딩에 의해 달성될 수 있는 전체 데이터 레이트는
Figure 112009017278941-pct00008
(5)
에 의해 주어진다.
이제 만약 의사랜덤 안테나 치환은 도 3 내지 4에서처럼 적용되고, N개의 스트림들의 레이트들은 동일한 값을 가진 것을 볼 수 있다. 더욱 상세하게, 시간 k에서 i번째 스트림의 치환된 안테나 인덱스는
Figure 112009017278941-pct00009
에 의해 표시될 때, 달성 가능한 i번째 스트림의 데이터 레이트는
Figure 112009017278941-pct00010
Figure 112009017278941-pct00011
(6)
이고, 모든
Figure 112009017278941-pct00012
는 동일한 값을 가진다. 인코딩된 프레임 사이즈가 크고 터보 코딩과 같은 랜덤-라이크(like) 코딩이 사용되면, 전체 달성 가능한 데이터 레이트는 여전히 (5)에 의해 주어진다. MMSE 수신기 보다 선형 제로-포싱(ZF) 또는 매칭된-필터(MF) 수신기가 가정될 때에도, PARC 및 의사랜덤 안테나 치환사이의 관계들이 유사하다. 오직 안테나 사이클링 동작들 및 단일 SNR 피드백이 모든 치환들을 언급하는 대신에 선형 수신기 경우에서 최대 데이터 레이트를 달성하기 위해 필요하다.
일 실시예에서, MIMO 수신기는 데이터 스트림들을 디코딩하는 것에 연속적인 간섭 소거(SIC) 방법론을 이용한다. SIC 수신기는 데이터 스트림들 중 처음으로 디코딩한 하나에 의해 데이터 스트림들의 몇몇을 위한 개선된 SNR 값들을 획득하고, 그 후 이러한 정보를 남아있는 데이터 스트림들에서 몇몇의 간섭들을 소거하기 위해 사용한다. 더욱 상세하게, 제 1-디코딩된 데이터 스트림은 전송 동안에 발생되는 간섭을 재생하기 위해 이용된다. 그 후 이러한 간섭은 수신된 데이터 스트림들의 중첩(superposistion)으로부터 소거될 수 있다. 데이터 스트림들 중 두 번째 것은 그러고 나서 디코딩된다. 이러한 데이터 스트림에서 간섭은 제 1 데이터 스트림으로부터 간섭 소거의 결과로서 경감되고, 제 2-디코딩된 데이터 스트림의 SNR은 제 1-디코딩된 데이터 스트림의 SNR 보다 더 크다. 제 2-디코딩된 데이터 스트림은 그 후 남아있는 데이터 스트림들에서 몇몇의 간섭을 소거한 제 1 데이터 스트림과 같은 동일한 방식으로 이용된다. 이러한 프로세스는 남아있는 데이터 스트림들의 각각에 대해 반복된다.
이러한 SIC 방법론이 이용될 때, 특정한 데이터 스트림과 관련되는 SNR은 데이터 스트림이 디코딩되었던 순서에 대응하며, 디코딩되는 제 1 데이터 스트림은 가장 낮은 SNR을 가지며, 디코딩되는 마지막 데이터 스트림은 가장 높은 SNR을 가진다. 상이한 데이터 스트림들의 SNR들은 동일하지 않고, 데이터 스트림들은 상이한 데이터 레이트들을 지원할 수 있다(즉, 상이한 데이터 레이트로 인코딩됨). 가장 높은 SNR을 가지는 데이터 스트림은 가장 높은 데이터 레이트를 지원하는 동안, 가장 낮은 SNR을 가지는 데이터 스트림은 가장 낮은 데이터 레이트를 지원한다. 만약 단일 SNR 값이, 피드백으로서 수신기에 의해 제공되고 각각의 데이터 스트림을 인코딩하기 위한 데이터 레이트를 선택하기 위한 기초로서 송신기에 의해 이용되면, 더 높은 SNR들을 가지는 데이터 스트림들에 관한 최대의 가능한 스루풋은 달성되지 않을 것이다. 그러므로 이러한 실시예에서 적절한 데이터 레이트들이 데이터 스트림들의 각각에 대해 선택될 수 있도록 상이한 데이터 스트림들의 SNR들 간 의 차이의 몇몇의 표시를 제공하는 것은 유용하다.
MMSE-SIC 또는 ZF-SIC 디코더가 수신기에서 사용될 때, N개의 SNR 값들이 피드백으로서 제공되지 않는다면, 최대의 데이터 레이트는 엄밀한 의미에서 달성될 수 없다. 그러나 최대의 데이터 레이트의 대부분은 실무적인 의미에서 여기에서 설명되는 적절한 근사화 공식을 적용함으로써 압축된 SNR(또는, 감소된 피드백)으로 달성할 수 있다.
반면에, 의사랜덤 안테나 치환과 통합된 MF-SIC 디코더가 사용될 때, 다른 데이터 스트림들의 SNR 값들은 스트림들 사이에서 제 1 데이터 스트림 및 평균 채널 상관 인자의 SNR을 이용함으로써 송신기에서 더욱 정확하게 계산될 수 있다. MF(또는 파일럿-가중된 결합기)의 출력에서 제 1 스트림의 순간 SNR은
Figure 112009017278941-pct00013
(7)
로 표시되고, 여기서 P, N 및 σ2 각각은 신호 에너지, 데이터 스트림의 개수 및 백그라운드 잡음의 분산을 표시한다. 인코딩 프레임의 평균 SNR을 계산하기 위한 단순한 방법은
Figure 112009017278941-pct00014
(8)
와 같이 평균(산술 평균) 간섭 및 잡음 전력으로의 평균 신호 전력비(또는 더욱 상세하게, 산술 평균)를 취하는 것이고, 여기서 채널 상관 인자는
Figure 112009017278941-pct00015
(9)
로 계산된다.
동일한 방식으로, 첫 번째 i-1개의 스트림들의 소거 후에 디코딩되는, i번째 스트림의 인코딩 프레임의 평균 SNR이 계산될 수 있다. 의사랜덤 안테나 치환의 대칭적인 구조로 인해, 제 1 스트림의 SNR과 유사한 SNR 결과가 간섭 신호들의 유효 개수의 불일치를 통해 달성되고, 이것은
Figure 112009017278941-pct00016
(10)
로 표현된다.
(8) 및 (10)으로부터, 제 1 스트림 및 i번째 스트림간의 SNR의 관계는
Figure 112009017278941-pct00017
(11)
으로 얻어질 수 있고, 또는, 동등하게 SNR 관계는 마지막 스트림의 SNR을 통해
Figure 112009017278941-pct00018
(12)
으로 다시 쓰일 수 있다. 그러므로 만약 제 1 디코딩된 스트림(또는 마지막 또는 임의의 다른 디코딩된 스트림)의 SNR 및 평균 채널 상관 인자는 이용 가능하고, MF-SIC 수신기와 통합되는 의사랜덤 안테나 치환 시스템의 다른 스트림들의 SNR 값은 정확하게 예측될 수 있다. 그러나 공식들 (11) 내지 (12)는 오직 하나의 SNR 값 및 하나의 상관 파라미터가 이용 가능할 때 어떻게 모든 데이터 스트림들의 SNR 값들의 풀 세트가 복구되는지의 일례만을 나타낸다. (6)에 기반하여 더욱 정교한 유효 SNR이 더욱 적절하고 최적화되는 레이트 선택을 하기 위해 (10)에서의 산술-평균-기반 평균 SNR보다 피드백으로서 제공되어야 함을 유념해야한다. 따라서 실제 구현에서, 주어진 MIMO 시스템에서 스트림들의 SNR 관계들을 효과적으로 설명하는 임의의 다른 공식들은 기준 SNR 및 하나 또는 일련의 보조 파라미터들과 함께 이용될 수 있다. 보조 파라미터는 평균 채널 상관 인자, ΔSNR, 또는 임의의 다른 것들일 수 있다.
MF-SIC 수신기 경우에서 SNR 값들의 정확한 계산자인 (11) 또는 (12)에서 SNR 예측 공식은 MMSE-SIC 수신기의 SNR 더 낮은 경계(SNR lower bound)로서 이용될 수 있다. 사실, 만약 백그라운드 잡음이 백색(white)이고, 다른 스트림들 사이의 SNR 갭(즉, MMSE SNR - MF SNR)이 평균 채널 상관 인자에 크게 의존할 것이면, 마지막 디코딩된 스트림의 SNR은 MF-SIC 및 MMSE-SIC 사이에서와 동일할 것이다. 평균 채널 상관 인자가 작을 때(또는, 대부분의 공간 시그너쳐들이 다른 것과 거의 직교함), 상기 갭은 다른 스트림들에 대해서도 거의 0(zero)일 것이고(그리고 상이한 스트림들에 걸쳐서 SNR 값들은 거의 동일할 것임); 그렇지 않다면 상기 갭은 커질 수 있다. MS가 마지막 디코딩된 스트림의 SNR 및 (9)의 평균 채널 상관 인자를 반환한다고 가정하면, 기지국은 맨 나중의 스트림들이 제 1 스트림이 디코딩되고 나면 거의 확실히 디코딩될 수 있도록 (12)을 기초로 하여 레이트들을 줄잡아 선택할 수 있다. 반면에, 기지국은 어드밴스드 수신기(즉, MMSE-SIC)의 능력을 고려하여 리포트된 평균 채널 상관 인자를 더 작은 값으로 감소시킬 수 있다: (9)에서의 상기 리포트된 평균 채널 상관 인자는, 그것이 작으면 거의 그대로 보존되는 반면 에, 그것이 크면 더욱 적극적으로 감소될 수 있다.
대안적으로서, 이동국은 (12)에서의 커브(또는 MMSE-SIC 또는 ZF-SIC에 대한 다른 적절하게 설계되는 커브)는 생성되는 SNR 값들에 가능한 한 근접하도록 실제로 디코딩 단계에서 N개의 스트림들의 모든 평균 SNR 값들을 생성하고 최적의 유효 평균 채널 상관 인자를 추정할 수 있다. 그 후 마지막 스트림의 SNR 및 유효 평균 채널 상관 인자는 기지국이 (12)에 따라서 레이트들을 선택할 수 있도록 다시 피드백 된다.
실제로, 간결함, SNR 관계들의 효과적인 설명들에 관하여 MMSE-SIC 또는 ZF-SIC 수신기에서 (12)보다 양호한 근사화된 SNR 관계를 얻는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 적절하게 선택되는 보조 파라미터 ρ 및 회귀 함수
Figure 112009017278941-pct00019
에 대하여 가법의 SNR 관계
Figure 112009017278941-pct00020
(13)
또는, 곱셈의 SNR 관계
Figure 112009017278941-pct00021
(14)
을 취하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 회귀 함수는 단순한 구현을 위해 상수 값
Figure 112009017278941-pct00022
를 취할 수 있다.
일 실시예에서, 수신기에 의해 제공되는 피드백은 기준 SNR 값 및 ΔSNR 값으로 구성된다. 데이터 스트림들의 각각에 의해 경험되는 채널 품질은 본질적으로 동일하기 때문에, 데이터 스트림들의 각각에 대한 SNR들에서의 차(difference)는 데이터 스트림들 중 이어지는 것들을 디코딩할 때 간섭의 소거로부터 초래된다. 이어지는 데이터 스트림들의 SNR에서 SIC의 효과가 잘 작용하고 잘 이해되기 때문에, 데이터 스트림들의 SNR들은 기준 SNR 값 및 ΔSNR 값에 의해 적당하게 근사화될 수 있고, 상기 기준 SNR 값은 제 1-디코딩된 채널(또는, 마지막-디코딩된 또는 시스템 설계에 의존하는 임의의 다른 미리-지정된 채널)에 대한 실제 SNR이고, 그리고 ΔSNR 값은 각각의 연속해서-디코딩되는 채널에 대한 SNR에서의 개선(또는 시스템 설계에 의존하는 퇴보)이다. 예를 들어, 제 1-디코딩된 채널의 SNR은 기준 SNR과 동일하고, 제 2-디코딩된 채널의 SNR은 기준 SNR과 ΔSNR의 합과 동일하며, 제 3-디코딩된 채널의 SNR은 기준 SNR과 ΔSNR의 2배의 합과 동일한 등이다. 기지국이 이동국이 데이터 스트림들을 디코딩하는 순서를 알고 있다고 가정되고, 그러므로 적절한 데이터 스트림들에 SNR들(기준 SNR과 ΔSNR의 배수의 합)을 적용할 수 있음을 유념해야 한다. ΔSNR의 가산 동작 및 계산은 선형적 스케일 또는 데시벨(dB) 스케일 중 둘 중 하나로 실행될 수 있다. dB 스케일에서의 가산 동작은 선형 스케일에서의 곱셈 동작에 대응하므로, 선형 및 dB 스케일된 가산 동작들은 각각
Figure 112009017278941-pct00023
과 함께 (13) 및 (14)를 이용하는 것과 동등하다.
대안적인 실시예에서, 수신기에 의해 제공되는 피드백은 하나의 데이터 스트림 또는 계층에 대한 기준 SNR(즉, 풀 SNR 값), 다른 계층들에 대한 증분 SNR 값들 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신기에 의해 제공되는 피드백은 하나의 계층(예를 들어, 도 6을 참조하여, "SNR1", 제 1 계층의 SNR)에 대한 풀 SNR 값을 포함할 수 있고, 또한 남아있는 3개의 계층들(즉, 제 2부터 제 4 계층들)의 각각에 대한 증분 SNR 값들(SNR2(dB)-SNR1(dB)), (SNR3(dB)-SNR2(dB)) 및 (SNR4(dB)-SNR3(dB))을 포함할 수 있다. 따라서 송신기는 하나의 계층의 풀 SNR 값에 의한 각각의 계층들에 대한 실제의 SNR 값들 및 수신기에 의해 제공되는 남아있는 계층들의 증분 SNR 값들을 결정할 수 있을 것이다. 따라서 위에서 제공된 예에서, 송신기는 SNR1에 각각의 증분 SNR 값들을 더함으로써 남아있는 계층들의 풀 SNR 값들을 얻을 수 있다. 그러나 SNR 갭들(즉, 증분 SNR 값들)을 나타내기 위한 비트폭(bitwidth)은 원래의 비트폭, 치환 효과들에 기인한 풀 SNR 값들보다 매우 작음을 이해해야 한다. 또한, 위에서 언급된 예에서 제공된 것처럼 데이터 스트림들 또는 계층들은 반드시 4개로 제한될 필요가 없음을 이해해야 한다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따라서 의사랜덤 안테나 치환 및 연속적인 간섭 소거를 이용하는 시스템의 구조를 설명하는 기능 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 시스템은 송신기(610) 및 수신기(620)로 구성되어 있다. 일 실시예에서, 통신 다운링크를 형성하기 위해 송신기(610)는 무선 기지국에서 구현되고, 수신기(620)는 무선 이동국에서 구현된다. 또한, 대응하는 통신 업링크를 형성하기 위해 이동국은 송신기를 포함하고, 기지국은 수신기를 포함한다.
송신기(610) 및 수신기(620)는 4개의 채널들을 전송하고 수신하도록 구성된 MIMO 디바이스들이다. 송신기(610)는 4개의 데이터 스트림들을 처리하고, 4개의 물리 MIMO 채널들의 의사랜덤 조합들을 통해 대응하는 인코딩된 데이터 스트림들을 전송하도록 구성된다. 수신기(620)는 4개의 MIMO 채널들을 통해 데이터를 수신하고, 인코딩된 데이터 스트림들을 복원하며, 원래의 데이터 스트림들을 재생시키기 위해 이러한 데이터를 처리하도록 구성된다.
송신기(610)를 참조하면, 4개의 원래의 데이터 스트림들이 인코더들(630)에 의해 수신된다. 각각의 인코더들은 특정한 데이터 스트림에 대해 선택되는 데이터 레이트로 대응하는 데이터 스트림을 인코딩한다. 그러고 나서 인코딩된 데이터 심볼들은 인터리버(635)에 의해 인터리빙 되고, 매퍼들(640)에 의해 변조 심볼들로 매핑된다. 그러고 나서 변조 심볼들은 치환 유닛(645)에 의해 안테나들(650)로 매핑된다. 그러고 나서 변조 심볼들은 치환 유닛(645)에 의해 구현되는 치환 방식에 따라서 안테나들(650)에 의해 전송된다.
수신기(620)를 참조하면, 전송되는 심볼들은 안테나들(655)에 의해 수신되고, 등화기들(660) 중 제 1 등화기로 포워딩된다. 이 제 1 등화기는 데이터 스트림들 중 제 1 데이터 스트림에 대해 SNR을 연산하고, 디매퍼들(665) 중 제 1 디매퍼로 신호를 포워딩한다. 그러고 나서 인코딩된 심볼들은 디인터리버들(670) 중 제 1 디인터리버에 의해 디인터리빙되고, 디코더들(675) 중 제 1 디코더에 의해 디코딩된다. 디코딩된 데이터는 간섭 소거기들(680) 중 제 1 간섭 소거기로 제공되고, 이것은 제 1 데이터 스트림에 대응하는 간섭을 재생시키고, 수신되는 신호에서 이 간섭을 소거한다. 유사한 프로세싱 경로가 남아있는 데이터 스트림들의 각각에 대응한 신호들에 대해 제공된다.
모든 4개의 데이터 스트림들이 디코딩된 후, SNR들은 각각의 데이터 스트림들에 대해 결정된다. 위에서 설명했듯이, 데이터 스트림들의 SNR들은 모든 MIMO 채널들을 통해 그들을 전송함으로써 등화되고, 그래서 각각의 데이터 스트림들에 대해 결정되는 SNR들의 차는 연속적인 간섭 소거들로부터 기인한다. 그러므로 수신기는 4개의 데이터 스트림들에 대응하는 양호하게 변화되는 SNR들의 세트에 대해 압축된 SNR 메트릭을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 압축된 메트릭은 기준 SNR 값 및 ΔSNR 값으로 구성되고, 상기 ΔSNR 값은 선형 스케일 또는 dB 스케일 중 어느 하나에서 데이터 스트림들 중 이어지는 것들의 SNR들 간의 차이다. 그러고 나서 이러한 압축된 메트릭은 송신기로 피드백으로서 제공되고, 압축된 SNR 메트릭으로부터 결정된 것처럼, 이것은 대응하는 SNR들에 기반하여 상이한 데이터 스트림들이 인코딩되는 데이터 레이트들을 조절할 수 있다.
이러한 시스템의 동작이 도 7에 도시된 것처럼 요약될 수 있다. 도 7은 일 실시예에 따라서 데이터 스트림들의 프로세싱에서 데이터 레이트들의 제어를 위해 피드백으로서 제공되는 압축된 메트릭의 결정뿐만 아니라, MIMO 통신 시스템에서 다수의 데이터 스트림들의 프로세싱 및 전송을 설명하는 플로우 다이어그램이다.
도 7에 도시되었듯이, 최초의 데이터 스트림들의 세트는 인코딩된 데이터 스트림들의 대응하는 세트를 생성하기 위한 제 1 프로세스이다(700). 이러한 프로세싱은 송신기(610)의 컴포넌트들(630, 635 및 640)에 의해 수행되는 전체 데이터 프레임의 인코딩, 인터리빙 및 매핑/변조에 대응한다. 그러고 나서 각각의 인코딩된 데이터 스트림들의 프레임에서 연속적인 부분들(예를 들어, 블록들)은 다수의 MIMO 채널들 중 교체되는 채널들을 통해 전송된다(705). 위에서 설명한대로, 예를 들어, MIMO 채널들의 교체되는 채널들을 통한 전송은 의사랜덤 패턴을 따를 수 있다. 일 실시예에서, 의사랜덤 패턴은 데이터 스트림들 및 MIMO 채널들의 조합의 가능한 치환들 모두를 포함한다. 인코딩된 데이터 스트림들의 믹싱 및 전송은 송신기(610)의 컴포넌트들(645, 650)에 대응한다.
그러고 나서 전송되는 데이터는 수신기에 의해 수신된다(710). 수신기는 상이한 MIMO 채널들을 공간적으로 구별할 수 있는 MIMO 수신기이다. 데이터 스트림들의 믹싱된 부분들은 언믹스되고 인코딩된 데이터 스트림들은 복원된다(715). 인코딩된 데이터 스트림들이 복원된 후, SNR은 인코딩된 데이터 스트림들의 각각에 대해 결정되고, 그리고 인코딩된 데이터 스트림들은 최초의 데이터 스트림들로 디코딩된다(720, 725). 위에서 설명한대로, 도 6의 실시예에서, 데이터 스트림들은 순차적으로 디코딩되고, 재생시키기 위해 이용되며, 그러고 나서 디코딩된 데이터 스트림들에 대응하는 간섭을 소거한다.
데이터 스트림들의 각각에 대한 SNR들을 결정할 때, 압축된 SNR 메트릭은 이러한 값들로부터 연산된다(730). 위에서 설명한대로, 일 실시예에서 압축된 메트릭은 기준 SNR 값 및 ΔSNR 값을 포함한다. 그러고 나서 압축된 SNR 메트릭은 다시 송신기로 전송된다(735). 이미 설명했듯이, 송신기(610) 및 수신기(620)는 피드백으로서 압축된 SNR 메트릭을 전송하기 위해 이용되는 업링크 송신기 및 수신기(도 6에는 미도시) 또한 포함하는 무선 통신 시스템의 다운링크를 형성한다. 압축된 SNR 메트릭이 수신될 때, 각각의 데이터 스트림들에 대한 SNR들은 복원되 고(740), 그리고 각각의 데이터 스트림들이 인코딩되는 데이터 레이트들은 이러한 SNR 값들에 기반하여 조절된다(745). 만약 수신기가 연속적인 간섭 소거를 이용하지 않는다면, ΔSNR은 선형 스케일 경우에 0으로 설정되고 dB 스케일 경우에 0dB로 설정된다.
일 실시예에서, 수신기는 몇몇의 전송 안테나들의 턴 오프(turn off)를 요청하는 정보를 추가적으로 피드백할 수 있다. 그러고 나서, 제공되는 의사랜덤 안테나 치환 및 압축된 SNR 피드백은 오직 실제로 데이터 스트림들을 전송하고 있는 액티브 전송 안테나들에게 적용될 것이다.
다른 실시예에서, 액티브 데이터 스트림들(Ns)의 개수가 전송 안테나들(Nt)의 개수보다 작을 수 있다. 그러면, Nt-Ns개의 전송 안테나들은 주어진 시간에 임의의 신호를 전송하지 못할 수 있다. 이러한 경우라도, 의사랜덤 안테나 치환 및 압축된 SNR 피드백은, 이들 모두가 0 전송 전력을 가지는, Nt-Ns개의 더 많은 데이터 스트림들이 존재한다고 간주함으로써 적용될 수 있다.
위에서 설명한대로, 앞선 실시예들은 본 발명을 제한하는 것보다 본 발명의 예시이다. 대안적인 실시예들이 위에서 설명된 시스템들 및 방법들로부터 다양한 변화들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시예들은 기준 SNR 값 및 ΔSNR 값과 다른 값을 포함하는 압축된 피드백 메트릭을 이용할 수 있다. 사실, 메트릭은 수신되고, 디코딩되는 데이터 스트림들에서의 에러 레이트들과 같이, SNR들과 다른 값들을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들은 또한 상이한 유형의 수신기들 (예를 들어, SIC가 아닌), 상이한 채널의 개수 및 다른 변화들을 포함할 수 있다.
위에서 상세하게 설명하지 않았더라도, 위에서 설명한 기능은 이러한 디바이스들의 각각의 프로세싱 서브시스템들에서 실행되는 적절한 프로그램들을 제공함으로써 무선 통신 시스템의 이동국들 및 기지국들에서 구현될 수 있다. 그러고 나서, 프로세싱 서브시스템들은 이동국들 및 기지국들의 각각의 송수신기 서브시스템들에 의해 데이터의 프로세싱 및 데이터의 전송/수신을 제어한다.
프로그램 명령들은 일반적으로 각각의 프로세싱 서브시스템들에 의해 판독 가능한 저장 매체로 구현된다. 예시적인 저장 매체는 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM, 또는 기술적으로 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체를 포함할 수 있다. 위에서 설명한 기능을 구현하기 위한 프로그램 명령들을 구현하는 이러한 저장 매체는 본 발명의 대안적인 실시예를 포함한다.
본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 추가적으로 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 또한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 재배열 또는 그렇지 않으면 대안적인 실시예들에서 재구성될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 여기에서 설명되는 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능한 로직 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들 또는 이들의 임의의 조합을 통해 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있으며, 대안적으로 범용 프로세서는 임의의 기존의 프로세서, 제어기, 마이크로콘트롤러 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연결된 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 다수의 채널들을 통해 다수의 치환(permute)된 데이터 스트림들을 수신하는 단계;
    상기 데이터 스트림들을 역으로(inversely) 치환하는 단계;
    상기 역으로 치환된 데이터 스트림들의 각각에 대한 품질 메트릭을 결정하는 단계;
    상기 역으로 치환된 데이터 스트림들의 각각에 대한 상기 품질 메트릭들에 기반하여 압축된(condensed) 품질 메트릭을 결정하는 단계 － 상기 압축된 품질 메트릭은 기준 품질 메트릭 및 동시에 전송되는 데이터로부터 측정된 품질 메트릭들 간의 적어도 하나의 차이를 표시하는 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값을 포함하며, 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 상기 기준 품질 메트릭에 관련되며 MIMO 채널들 내에서 데이터 스트림들 간의 차이에 대응함 －; 및
    수신기로 상기 압축된 품질 메트릭을 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 스트림들은 의사랜덤 패턴으로 치환되는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 의사랜덤 패턴은 상기 데이터 스트림들 및 상기 채널들의 가능한 조합들의 풀(full) 치환을 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 품질 메트릭은 신호-대-잡음비(SNR)를 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준 품질 메트릭은 기준 SNR 값을 포함하고 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 적어도 하나의 ΔSNR 값을 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    인코딩된 데이터 스트림들을 디코딩하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인코딩된 데이터 스트림들은 연속적인 간섭 소거를 이용하여 디코딩되는, 방법.
  8. 다수의 채널들을 통해 다수의 치환된 데이터 스트림들을 수신하기 위한 수단;
    상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하기 위한 수단;
    상기 역으로 치환된 데이터 스트림들의 각각에 대한 품질 메트릭을 결정하기 위한 수단;
    상기 역으로 치환된 데이터 스트림들의 각각에 대한 상기 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하기 위한 수단 － 상기 압축된 품질 메트릭은 기준 품질 메트릭 및 동시에 전송되는 데이터로부터 측정된 품질 메트릭들 간의 적어도 하나의 차이를 표시하는 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값을 포함하며, 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 상기 기준 품질 메트릭에 관련되며 MIMO 채널들 내에서 데이터 스트림들 간의 차이에 대응함 －; 및
    수신기로 상기 압축된 품질 메트릭을 전송하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 스트림들은 의사랜덤 패턴으로 치환되는, 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 의사랜덤 패턴은 상기 데이터 스트림들 및 상기 채널들의 가능한 조합들의 풀 치환을 포함하는, 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 품질 메트릭은 신호-대-잡음비(SNR)를 포함하는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 품질 메트릭은 기준 SNR 값을 포함하고 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 적어도 하나의 ΔSNR 값을 포함하는, 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    인코딩된 데이터 스트림들을 디코딩하기 위한 수단을 더 포함하는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인코딩된 데이터 스트림들은 연속적인 간섭 소거를 이용하여 디코딩되는, 장치.
  15. 무선 통신 시스템을 위한 이동국으로서,
    프로세싱 서브시스템; 및
    다수의 수신 안테나들을 구비하고 상기 프로세싱 서브시스템에 연결되는 송수신기 서브시스템을 포함하고,
    상기 프로세싱 서브시스템은, 상기 수신 안테나들을 통해 치환된 데이터 스트림들을 수신하고, 상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하고, 상기 데이터 스트림들을 디코딩하고, 상기 역으로 치환되고 디코딩된 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 개별적인 품질 메트릭을 결정하고, 상기 역으로 치환되고 디코딩된 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 개별적인 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하며, 상기 압축된 품질 메트릭을 기지국으로 전송하기 위해 상기 송수신기 서브시스템을 제어하도록 구성되며,
    상기 압축된 품질 메트릭은 기준 품질 메트릭 및 동시에 전송되는 데이터로부터 측정된 품질 메트릭들 간의 적어도 하나의 차이를 표시하는 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값을 포함하며, 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 상기 기준 품질 메트릭에 관련되며 MIMO 채널들 내에서 데이터 스트림들 간의 차이에 대응하는, 이동국.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 품질 메트릭은 신호-대-잡음비(SNR)를 포함하는, 이동국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기준 품질 메트릭은 기준 SNR 값을 포함하고 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 적어도 하나의 ΔSNR 값을 포함하는, 이동국.
  18. 다수의 채널들을 통해 다수의 데이터 스트림들을 수신하기 위한 수신기;
    상기 수신되는 데이터 스트림들의 각각에 대응하는 개별적인 품질 메트릭을 결정하기 위한 제어기; 및
    상기 수신되는 데이터 스트림들 중 제 1 데이터 스트림에 대응하는 개별적인 품질 메트릭 및 각각의 남아있는 수신되는 데이터 스트림에 대응하는 보조 파라미터를 전송하기 위한 송신기 － 상기 보조 파라미터는 동시에 전송되는 데이터로부터 측정된 개별적인 품질 메트릭들 간의 적어도 하나의 차이를 표시하며, 상기 보조 파라미터는 상기 수신되는 데이터 스트림들 중 상기 제 1 데이터 스트림에 대응하는 개별적인 품질 메트릭에 관련되며 MIMO 채널들 내에서 데이터 스트림들 간의 차이에 대응함 － 를 포함하는, 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 남아있는 수신되는 데이터 스트림들의 개별적인 품질 메트릭들 각각은, 상기 수신되는 데이터 스트림들 중 상기 제 1 데이터 스트림에 대응하는 상기 개별적인 품질 메트릭 및 각각의 남아있는 수신되는 데이터 스트림에 대응하는 상기 보조 파라미터로부터 결정가능한, 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 보조 파라미터는, 상기 수신되는 데이터 스트림들 중 상기 제 1 데이터 스트림에 대응하는 개별적인 품질 메트릭 및 상기 남아있는 수신되는 데이터 스트림들 중 하나의 개별적인 품질 메트릭 간의 차를 나타내는 증분 값을 포함하는, 장치.
  21. 채널 성능 피드백을 제공하기 위해 요구되는 업링크 리소스들의 양을 감소시키기 위한 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    다수의 채널들을 통해 다수의 치환된 데이터 스트림들을 수신하기 위한 명령들;
    상기 데이터 스트림들을 역으로 치환하기 위한 명령들;
    상기 역으로 치환된 데이터 스트림들의 각각에 대한 품질 메트릭을 결정하기 위한 명령들;
    상기 역으로 치환된 데이터 스트림들의 각각에 대한 상기 품질 메트릭들에 기반하여 압축된 품질 메트릭을 결정하기 위한 명령들 － 상기 압축된 품질 메트릭은 기준 품질 메트릭 및 동시에 전송되는 데이터로부터 측정된 품질 메트릭들 간의 적어도 하나의 차이를 표시하는 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값을 포함하며, 상기 적어도 하나의 차이 품질 메트릭 값은 상기 기준 품질 메트릭에 관련되며 MIMO 채널들 내에서 데이터 스트림들 간의 차이에 대응함 －; 및
    수신기로 상기 압축된 품질 메트릭을 전송하기 위한 명령들을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
  22. 제 1 항에 있어서,
    품질 메트릭들은 기준 신호-대-잡음비(SNR) 및 ΔSNR 값의 배수의 합으로부터 결정되는, 방법.
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