KR101067183B1 - 무선 통신 시스템에서 안테나 다이버시티의 제공 - Google Patents

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Abstract

다중-입력 다중-출력(MIMO) 무선 통신 환경에서 채널 품질 정보(CQI)를 컴퓨팅하고 데이터를 전송하기 위하여 안테나들을 통해 순환하게 하는 시스템들 및 방법론들이 개시되어 있다. 파일럿들은 무선 단말에 의해 획득될 수 있다. 또한, 채널에 의해 지원될 수 있는 가상 안테나들은 파일럿들의 분석에 기초하여 식별될 수 있다. 또한, CQI 컴퓨팅은 각각의 지원되는 가상 안테나들에 대하여 실행될 수 있고; 그 후 CQI 데이터는 데이터 전송 스케줄링을 위해 기지국으로 보내질 수 있다. 또한, 기지국은 CQI 데이터 및/또는 공평성 고려에 기초하여 전송을 스케줄링할 수 있다. 스케줄링되면, 데이터 전송은 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 수행될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나 다이버시티의 제공{PROVIDING ANTENNA DIVERSITY IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 출원은 2006년 11월 10일자로 출원된 미국 가특허출원 제60/865,313호 "무선 통신 시스템에서 안테나 다이버시티를 제공하는 방법 및 장치"에 우선권의 이익을 주장한다. 상기 출원 전체를 본 명세서에 참조로서 포함한다.
후술하는 설명은 무선 통신들, 특히 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 및 채널 품질 정보(CQI) 컴퓨팅을 위해 안테나를 통한 공간 순환에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은, 예를 들어 음성, 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 컨텐트를 제공하기 위하여 널리 이용되고 있다. 전형적으로, 무선 통신 시스템들은 이용 가능한 시스템 리소스들(예를 들어, 대역폭, 송신 전력 등)을 공유함으로써 다수의 사용자들과의 통신을 지원할 수 있는 다중-접속 시스템들일 수 있다. 이러한 다중-접속 시스템들의 예는, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템들, 시 분할 다중 접속(TDMA) 시스템들, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 시스템들, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템들 등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 다중-접속 통신 시스템들은 다수의 무선 통신 단말들에 대한 통신을 동시에 지원한다. 각 무선 단말은 순방향 및 역방향 링크들 상의 전송 에 의해 하나 이상의 기지국들과 통신할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국들로부터 무선 단말들로의 통신 링크를 말하며, 역방향 링크(또는 업링크)는 무선 단말들로부터 기지국들로의 통신 링크를 말한다. 또한, 무선 통신 단말들과 기지국들 사이의 통신들은 단일-입력 단일-출력(SISO) 시스템들, 다중-입력 단일-출력(MISO) 시스템들, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템들 등에 의해 확립될 수 있다.
무선 통신 시스템에서, 송신기(예를 들어, 기지국 또는 단말)는 하나 이상의 (R개의) 수신 안테나들을 구비한 수신기에 데이터를 전송하기 위해 다수의 (T개의) 송신 안테나들을 이용할 수 있다. 다수의 송신 안테나들은 상이한 데이터를 이러한 안테나들로부터 전송함으로써 시스템 처리량을 증가시키기 위해 및/또는 데이터를 중복 전송함으로써 신뢰성을 개선하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 송신기는 주어진 심볼을 모든 T개의 송신 안테나들로부터 송신할 수 있고, 수신기는 R개의 수신 안테나들을 통해 상기 심볼의 다수의 버전들을 수신할 수 있다. 전송된 심볼의 이러한 다수의 버전들은, 일반적으로 수신기의 심볼 복원력을 개선한다.
전송 성능은 다수의 송신 안테나들 및, 존재하는 경우 다수의 수신 안테나들에 의해 획득된 공간 차원(spatial dimension)를 이용함으로써 개선될 수 있다. 전파 경로는 송신 및 수신 안테나들의 각 쌍 사이에 존재한다. T·R 상이한 전파 경로들은 T개의 송신 안테나들과 R개의 수신 안테나들 사이에 형성된다. 이러한 전파 경로들은 상이한 채널 조건(예를 들어, 상이한 페이딩, 다중경로, 간섭효과들 등)을 경험할 수 있으며, 상이한 신호-대-잡음-간섭비(SNR)들 등을 얻을 수 있다. T·R 전파 경로들에 대한 채널 응답들은 경로들 간에 변경될 수 있으며, 분산 무선 채널에 대한 주파수 및/또는 시변 무선 채널에 대한 시간을 통해 더 변경될 수 있다.
데이터 전송용으로 다수의 송신 안테나를 이용하는 것의 주요 단점은, 송신 및 수신 안테나들의 각 쌍 사이(또는 각 전파 경로)의 채널 응답이, 전형적으로 데이터 전송을 적절하게 수신하도록 추정되어야 한다는 것이다. 모든 T·R 송신 및 수신 안테나 쌍들에 대한 전체 채널 응답의 추정은, 몇 가지 이유에서 바람직하지 않을 수 있다. 예를 들어, 채널 추정에 이용되는 파일럿을 전송하기 위하여 대량의 링크 소스들이 소비되어, 데이터를 전송하는데 이용 가능한 링크 소스들이 감소될 수 있다. 또한, 모든 T·R 송신 및 수신 안테나 쌍들에 대한 채널 추정은 수신기에서의 처리 오버헤드를 증가시킨다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들에 대해 간략화된 설명을 제공한다. 본 요약은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 실시예들의 주요 또는 핵심 엘리먼트들을 식별하거나, 모든 또는 임의의 실시예들의 범위를 한정하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 일부 개념들을 제공하기 위함이다.
하나 이상의 실시예들 및 그에 대응하는 개시물에 따르면, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 무선 통신 환경에서의 채널 품질 정보(CQI) 컴퓨팅 및 데이터 전송을 위해 안테나들을 통해 순환시키는 것과 관련하여 다양한 양상들이 기재되어 있다. 파일럿들은 무선 단말에 의해 획득될 수 있다. 또한, 가상 안테나들은 파일럿들의 분석에 기초하여 식별될 수 있는 채널에 의해 지원될 수 있다. 또한, CQI 컴퓨팅들은 각 지원되는 가상 안테나들에 대해 실행될 수 있고; 그 후, CQI 데이터는 데이터 전송 스케줄링을 위해 기지국으로 보내질 수 있다. 또한, 기지국은 CQI 데이터 및/또는 공평성 고려사항들(fairness considerations)에 기초하여 전송을 스케줄링할 수 있다. 스케줄링되면, 데이터 전송은 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 수행될 수 있다.
관련된 양상들에 따르면, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 무선 통신 환경에서 채널 품질 정보(CQI)를 평가하게 하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있다. 상기 방법은 기지국으로부터 파일럿들을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 파일럿들의 평가에 기초하여 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 지원되는 계층들에 관련된 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 CQI들의 세트를 컴퓨팅하는 단계를 포함할 수 있고, 각 CQI들은 지원되는 계층들 중 각 하나에 대응한다. 추가적으로, 상기 방법은 데이터 전송을 스케줄링하기 위해 기지국에 CQI들의 세트를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양상은 무선 통신 장치에 관한 것이다. 무선 통신 장치는, 수신된 파일럿들의 평가에 기초하여 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 결정하고, 각각 지원되는 계층들의 각 하나에 관련된 CQI들의 세트를 상기 지원되는 계층들에 대응하는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 평가하며, 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 상기 CQI들의 세트를 전송하는 것과 관련된 명령들을 보유하는 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 상기 메모리에 결합되고, 상기 메모리에 보유된 명령들을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
또 다른 양상은 MIMO 무선 통신 환경에서 CQI를 컴퓨팅할 수 있는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 무선 통신 장치는 획득된 파일럿들에 기초하여 지원되는 가상 안테나들을 인식하는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 상기 지원되는 가상 안테나들에 대한 CQI들을 결정하는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는, 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 CQI들을 기지국으로 전송하는 수단을 포함할 수 있다.
또 다른 양상은 기지국으로부터 파일럿을 수신하고; 상기 파일럿들의 평가에 기초하여 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 결정하고; 상기 지원되는 계층들과 관련된 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써, 각각 상기 지원되는 계층들의 각 하나에 대응하는 CQI들의 세트를 발생하며; 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 상기 CQI들의 세트를 상기 기지국으로 전송하는 장치-실행 가능한 명령들이 저장된 장치-판독 가능한 매체에 관한 것이다.
또 다른 양상에 따르면, 무선 통신 시스템에서 장치는 획득된 파일럿에 기초하여 지원되는 가상 안테나들을 인식하도록 구성될 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 상기 지원되는 가상 안테나들에 대한 CQI들을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 CQI들을 기지국으로 전송하도록 구성될 수 있다.
다른 양상에 따르면, MIMO 무선 통신 환경에서 기지국으로부터 데이터를 전송하게 하는 방법이 본 발명에 기재되어 있다. 상기 방법은 가상 안테나들의 세트를 통해 CQI 파일럿들을 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 사용자에 대한 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 각각 속하는 하나 이상의 CQI들을 획득하는 단계를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들은 가상 안테나들의 서브세트이다. 또한, 상기 방법은 CQI 데이터에 기초하여 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양상은, 가상 안테나들의 세트를 통해 파일럿들을 전송하고, 사용자에 대한 상기 가상 안테나의 서브세트인 하나 이상의 지원되는 가상 안테나에 각각 속하는 하나 이상의 CQI들을 수신하고, CQI 데이터에 기초하여 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하며, 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 데이터를 전송하는 것과 관련된 명령들을 보유하는 메모리를 포함할 수 있는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 또한, 상기 무선 통신 장치는 상기 메모리에 결합되고, 상기 메모리에 보유된 명령들을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
또 다른 양상은 MIMO 무선 통신 환경에서 전송을 스케줄링하고 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 상기 무선 통신 장치는 가상 안테나들의 세트를 통해 파일럿을 전송하는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신 장치는 사용자에 의해 지원되는 가상 안테나들에 각각 대응하는 수신된 CQI들에 기초하여 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신 장치는 상기 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 데이터를 전송하는 수단을 포함할 수 있다.
또 다른 양상은, 유니터리 행렬에 기초하여 발생된 파일럿들을 가상 안테나들의 세트를 통해 보내고; 사용자에 의해 지원되는 가상 안테나들에 각각 대응하는 수신된 CQI들에 기초하여 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하며; 상기 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써, 데이터를 전송하는 장치-실행 가능한 명령들이 저장된 장치-판독 가능한 매체에 관한 것이다.
다른 양상에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 장치는, 가상 안테나들의 세트를 통해 CQI 파일럿들을 보내고; 사용자에 대한 가상 안테나들의 서브세트인 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 각각 속하는 하나 이상의 CQI들을 획득하며; CQI 데이터에 기초하여 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하며; 및/또는 하나 이상의 지원되는 가상 안테나를 통해 순환시킴으로써, 데이터를 전송하도록 구성될 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다.
상술한 목적 및 관련된 목적을 달성하기 위해서, 하나 이상의 실시예들이 아래에서 설명되고, 특히 청구항에서 특정되는 특징들을 포함한다. 하기 설명 및 관련 도면들은 하나 이상의 실시예들의 예시적인 양상들을 보다 상세히 설명한다. 이러한 양상들은 다양한 실시예들의 원리가 이용될 수 있는 일부 다양한 방법들을 나타내며, 제시된 실시예들은 이러한 실시예들 및 이러한 실시예들의 균등물 모두를 포함하는 것으로 해석된다.
도 1은 본 명세서에 기재된 다양한 양상들에 따른 무선 통신 시스템의 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 예시적인 MISO 및 MIMO 채널들의 도면이다.
도 3은 가상 안테나들을 이용한 전송 방식에 대한 예시적인 모델의 도면이다.
도 4는 가상 안테나들 및 주기적 지연 다이버시티를 이용하는 전송 방식에 대한 예시적인 모델의 도면이다.
도 5는 심볼 레이트 호핑에 대한 예시적인 파일럿 방식들의 도면이다.
도 6a 내지 6d는 블럭 호핑에 대한 예시적인 파일럿 방식들의 도면이다.
도 7은 MIMO 무선 통신 환경에서 CQI 컴퓨팅 및 데이터 전송을 위해 안테나들을 통해 순환시키는 예시적인 시스템의 도면이다.
도 8은 MIMO 무선 통신 환경에서 CQI를 평가하게 하는 예시적인 방법론의 도면이다.
도 9는 폐쇄 루프 MIMO 무선 통신 환경에서 CQI를 컴퓨팅하게 하는 예시적인 방법론의 도면이다.
도 10은 MIMO 무선 통신 환경에서 기지국으로부터 데이터를 전송하게 하는 예시적인 방법론의 도면이다.
도 11은 MIMO 무선 통신 시스템에서 CQI 컴퓨팅을 위해 안테나들을 통한 순환을 이용하게 하는 예시적인 이동 장치의 도면이다.
도 12는 MIMO 무선 통신 환경에서 공간 순환을 레버리지(leverage)함으로써 데이터를 전송하게 하는 예시적인 시스템의 도면이다.
도 13은 본 명세서에 기재된 다양한 시스템들 및 방법들과 관련되어 이용될 수 있는 예시적인 무선 네트워크 환경의 도면이다.
도 14는 MIMO 무선 통신 환경에서 CQI들을 컴퓨팅할 수 있는 예시적인 시스템의 도면이다.
도 15는 MIMO 무선 통신 환경에서 전송을 스케줄링하고 데이터를 보낼 수 있는 예시적인 시스템의 도면이다.
다양한 실시예들이 이제 도면들을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호들은 유사한 엘리먼트들을 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 하나 이상의 실시예들의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예(들)은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조들 및 장치들은 하나 이상의 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록도 형태로 제시된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서 상에서 실행되는 프로세싱, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들은 프로세싱 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고, 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 및/또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 통한 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 프로세싱들을 통해 통신할 수 있다.
또한, 다양한 실시예들이 무선 단말과 관련하여 설명된다. 무선 단말은 시스템, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 이동, 이동 장치, 원격국, 원격 단말, 액세스 단말, 사용자 단말, 단말, 무선 통신 장치, 사용자 에이전트, 사용자 장치, 또는 사용자 장비(UE)로 지칭될 수 있다. 무선 단말은 휴대 전화, 코드리스 전화, 세션 개시 프로토콜(SIP) 전화, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 개인 휴대 단말기(PDA), 무선 연결 능력을 구비한 휴대용 장치, 컴퓨팅 장치, 또는 무선 모뎀에 연결되는 다른 프로세싱 장치일 수 있다. 또한, 다양한 실시예들이 기지국과 관련하여 설명된다. 기지국은 무선 장치(들)과 통신하는데 이용될 수 있으며, 액세스 포인트, 노드 B(node B), 또는 일부 다른 용어로 지칭될 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 양상들 또는 특징들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터 판독가능한 장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 매체는 자기 저장 장치들(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크들(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래시 메모리 장치들(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치들 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다. 용어 "기계-판독가능한 매체"는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 보유, 및/또는 전달할 수 있는 무선 채널들 및 다양한 다른 매체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따라 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 무선 통신 시스템(100)은 다수의 기지국들(110)과 다수의 무선 단말들(120)(예를 들어, 단말들)을 포함한다. 기지국(100)은 단말들(120)과 통신하는 국(station)이다. 기지국(110)은 액세스 포인트, 노드 B, 및/또는 일부 다른 네트워크 엔티티로 불릴 수도 있으며, 이들의 일부 또는 모든 기능을 포함할 수 있다. 각 기지국(110)은 특정 지역(102)을 위한 통신 가능 범위를 제공한다. "셀"은 문맥에 따라서, 기지국 및/또는 그 통신 가능 영역을 의미할 수 있다. 시스템 용량을 개선하기 위하여, 기지국 통신 가능 영역은 다 수의 작은 영역들, 예를 들어 3 개의 작은 영역들(104a, 104b 및 104c)로 분할될 수도 있다. 각각의 작은 영역은 각각 BTS(base transceiver subsystem)에 의해 서비스된다. "구역"은 문맥에 따라서, BTS 및/또는 그 통신 가능 영역을 의미할 수 있다. 구획된 셀에 있어서, 셀의 모든 섹터들에 대한 BTS들은 전형적으로 셀의 기지국 내에 함께 배치된다. 본 명세서에 기재된 전송 기술들은 구획되지 않은 셀들을 이용하는 시스템은 물론 구획된 셀들을 이용하는 시스템에 이용될 수 있다. 간략화를 위해, 이하 "기지국"은 일반적으로 셀을 서비스하는 기지국은 물론 구획을 서비스하는 BTS에 이용된다.
단말들(120)은 전형적으로 시스템을 통해 분산되고, 각 단말은 고정되거나 이동 가능할 수 있다. 단말(120)은 이동국, 사용자 장비, 및/또는 일부 다른 장치로 지칭될 수도 있으며, 이들의 일부 또는 모든 기능을 포함할 수 있다. 단말은 무선 장치, 휴대 전화, PDA, 무선 모뎀 카드 등일 수 있다. 각 단말(120)은 임의의 주어진 순간에서 다운링크 및 업링크 상의 0, 1, 또는 다수의 기지국들(110)과 통신할 수 있다. 다운링크(또는 순방향 링크)는 기지국들(110)로부터 단말들(120)로의 통신 링크를 지칭하며, 업링크(또는 역방향 링크)는 단말들(120)로부터 기지국들(110)로의 통신 링크를 지칭한다.
중앙 집중형 구조에 있어서, 시스템 제어기(130)는 기지국들(110)과 결합하고, 이들 기지국들(110)에 대한 조정과 제어를 제공한다. 분산된 구조에 있어서, 기지국들(110)은 필요에 따라 서로 통신할 수 있다.
본 명세서에 기재된 전송 기술들은, OFDMA 시스템, 단일-캐리어(single- carrier) FDMA 시스템(SC-FDMA), FDMA 시스템, CDMA 시스템, TDMA 시스템등과 같은 다양한 무선 통신 시스템들에 이용될 수 있다. OFDMA 시스템은 전체 시스템 대역폭을 다수의 (K) 직교 부대역들로 분할하는 다중-캐리어 변조 기술인 직교 주파수 분할(OFDM)을 이용한다. 이들 부대역들을 톤들(tones), 서브캐리어들(subcarriers), 빈들(bins)로도 지칭된다. OFDM에 의해, 각 부대역은 데이터로 변조될 수 있는 각각의 서브캐리어와 관련된다. SC-FDMA 시스템은 시스템 대역폭에 걸쳐 분산된 부대역들로 전송하기 위한 인터리빙된(interleaved) FDMA(IFDMA), 인접한 부대역들의 블럭으로 전송하기 위한 로컬화된 FDMA(LFDMA), 또는 인접한 부대역들의 다수의 블럭들로 전송하기 위한 인핸스된(enhanced) FDMA(EFDMA)를 이용할 수 있다. 일반적으로, 변조 심볼들은 OFDM에 의해 주파수 도메인으로 및 SC-FDMA에 의해 시간 도메인으로 보내진다.
OFDM 심볼은 다음과 같이 하나의 심볼 주기에서 하나의 송신 안테나에 대해 발생될 수 있다. 변조 심볼들은 전송에 이용되는 N 부대역들(또는 N 할당된 부대역들)로 맵핑되고, 0의 신호값을 갖는 제로 심볼들은 남은 K-N 부대역들로 맵핑된다. K-포인트 역고속 푸리에 변환(IFFT) 또는 역이산 푸리에 변환(IDFT)은 K 시간-도메인 샘플들의 시퀀스를 획득하기 위하여 K 변조 심볼들 및 제로 심볼들 상에서 수행된다. 시퀀스의 최종 Q 샘플들은 K+Q 샘플들을 포함하는 OFDM 심볼을 형성하기 위해 시퀀스의 시작부에 카피된다. Q 카피된 샘플들은 주기적 프리픽스(cyclic prefix) 또는 가드 간격(guard interval)으로 지칭되며, Q는 주기적 프리픽스 길이이다. 주기적 프리픽스는, 시스템 대역폭에 걸쳐 변경되는 주파수 응답인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 의해 유발된 심볼간 간섭(ISI)을 제거하는데 이용된다.
SC-FDMA 심볼은 다음과 같이 하나의 심볼 주기에서 하나의 송신 안테나에 대해 발생될 수 있다. N개의 할당된 부대역들 상으로 보내지는 N개의 변조 심볼들은 N개의 주파수-도메인 심볼들을 획득하기 위해, N-포인트 고속 푸리에 변환(FFT) 또는 이산 푸리에 변환(DFT)에 의해 주파수 도메인으로 변환된다. 이들 N개의 주파수-도메인 심볼들은 N개의 할당된 부대역들로 맵핑되고, 제로 심볼들은 남은 K-N 부대역들로 맵핑된다. 그런 다음, K-포인트 IFFT 또는 IDFT는 K 시간-도메인 샘플들의 시퀀스를 획득하기 위해 K개의 주파수-도메인 심볼들과 제로 심볼들 상에서 수행된다. 시퀀스의 최종 Q개의 샘플들은 K+Q개의 샘플들을 포함하는 SC-FDMA 심볼을 형성하기 위해 시퀀스의 시작부에 카피된다.
송신 심볼은 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼일 수 있다. 송신 심볼의 K+Q 샘플들은 K+Q 샘플/칩 기간들에서 전송된다. 심볼 주기는 하나의 송신 심볼의 기간이며, K+Q 샘플/칩 기간들과 동일하다.
본 명세서에 기재된 전송 기술들은 업링크는 물론 다운링크에 이용될 수 있다. 명확하게 하기 위하여, 이하에는 기지국(110; 송신기)으로부터 하나 이상의 단말들(120; 수신기들)로의 다운링크 전송에 대해 주로 설명한다.
도 2a는 기지국(110)에서의 다수의 (T) 송신 안테나들(112a 내지 112t)과 단말(120x)에서의 단일 수신 안테나(122x)에 의해 형성된 다중-입력 단일-출력(MISO) 채널을 도시한다. MISO 채널은 각 부대역(k)에 대한 1×T 채널 응답 열 백 터( h (k))를 특징으로 할 수 있으며, 하기 식으로 나타낼 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00001
식(1)
여기서, hi(K)(i= 1,...,T)는 각 부대역(k)에 대한 단일 수신 안테나와 송신 안테나(i) 사이의 커플링 또는 복소 채널 이득을 나타낸다.
도 2b는 기지국(110)에서의 T개의 송신 안테나들(112a 내지 112t)과 단말(120y)에서의 다수의 (R) 수신 안테나들(122a 내지 122r)에 의해 형성된 다중-입력 다중-출력(MIMO) 채널을 도시한다. MIMO 채널은 각 부대역(k)에 대한 R×T 채널 응답 행렬( H (k))을 특징으로 할 수 있으며, 하기 식으로 나타낼 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00002
식(2)
여기서, hj ,i(k)(j=1,...,R 및 i=1,...,T)는 각 부대역(k)에 대한 수신 안테나(j)와 송신 안테나(i) 사이의 복소 채널 이득을 나타낸다. 추가적으로, h i(k)는 H (k)의 i번째 행인, 송신 안테나(i)에 대한 R×1 채널 응답 벡터이다.
송신기는 각 심볼 주기내의 각 부대역 상에서 T개의 송신 안테나들(112)로부터 하나 이상의 출력 심볼들을 전송할 수 있다. 각 출력 심볼은 OFDM용 변조 심볼, SC-FDMA용 주파수-도메인 심볼, 또는 일부 다른 합성값일 수 있다. 데이터 전송량은 하기 메트릭들에 의해 정해진다:
공간 멀티플렉싱 오더(order)(M) - 하나의 심볼 주기내의 하나의 부대역 상에서 T개의 송신 안테나들을 통해 전송된 출력 심볼들의 수;
공간 다이버시티 오더(D) - 전송된 출력 심볼들에 의해 관측된 공간 다이버시티의 양; 및
채널 추정 오버헤드 오더(C) - 각 수신 안테나에 대해 수신기에 의해 추정되는 가상 안테나들의 수.
일반적으로, M
Figure 112009035054404-pct00003
min{T, R}, D
Figure 112009035054404-pct00004
T, 및 C
Figure 112009035054404-pct00005
T.
송신기가 T개의 송신 안테나들(112)로부터 출력 심볼들을 직접 전송하면, 수신기는 전형적으로 데이터 전송을 복원하기 위해 모든 T개의 송신 안테나들(112)에 대한 풀 채널 응답을 추정할 필요가 있다. 이 경우, 채널 추정 오버헤드 오더는 C = T이다. 특정 경우, 예를 들어 채널 조건들이 열악한 경우, T개의 출력 심볼들보다 적게 동시에 전송하는 것이 바람직하다. T개의 출력 심볼들보다 적게 전송하는데 T개의 송신 안테나들의 서브세트가 이용될 수 있다. 그러나, 이는 이용되지 않은 송신 안테나들에 이용 가능한 송신 전력이 전송에 적절하게 이용되지 않기 때문에 바람직하지 않다.
본 명세서에 기재된 전송 방식들에 의해, 상이한 조건들에서의 데이터 전송에 대한 양호한 성능을 달성하기 위하여, 3 개의 메트릭들(M, D 및 C) 중에서 적절하게 선택된다. 예를 들어, 보다 큰 공간 멀티플렉싱 오더(M)는 높은 SNR들을 갖는 양호한 채널 조건들을 위해 선택될 수 있고, 보다 작은 공간 멀티플렉싱 오더는 낮은 SNR들을 갖는 열악한 채널 조건을 위해 선택될 수 있다. 낮은 채널 추정 오버헤드 오더(C)는, 예를 들어 낮은 SNR들로 인한 낮은 처리량이 큰 채널 추정 오버 헤드를 감당하지 못하는 경우에 선택될 수 있다.
본 명세서에 기재된 전송 방식들은 보내질 출력 심볼들의 수와 어느 부대역들이 전송에 이용되었는지에 상관없이, 전송을 위해 모든 T개의 송신 안테나들을 이용할 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 송신기는 전송을 위해, 예를 들어 일반적으로 성능을 개선하는, 각 안테나들에 결합된 전력 증폭기들을 이용함으로써 T개의 송신 안테나들의 서브세트는 송신 안테나들(112)에 이용 가능한 모든 송신 전력을 이용하게 된다. 전송을 위해 T개의 송신 안테나들(112)보다 적게 이용하면, 성능에 영향을 줄 수 있는, 전송에 이용되는 이용 가능한 모든 송신 전력보다 적게 이용하게 된다.
전송 방식의 선택은 기지국(110)과 단말(120) 사이의 채널에 대한 채널 상태 정보를 고려하는 정보에 대한 피드백에 기초할 수 있다. 단말(120)은 일부 또는 모든 이러한 정보를 채널 품질 정보(CQI)로서 보고할 수 있으며, 상기 채널 품질 정보는, 하나의 양상에서, MIMO 또는 다수의 전송 스트림들이 포함되는 경우에, 채널의 일부 파라미터를 나타내는 하나 이상의 양자화된 값들이 될 수 있다.
본 명세서에 기재된 전송 방식들은 MIMO, 단일-입력 다중-출력(SIMO) 및 단일-입력 단일-출력(SISO) 전송들을 용이하게 지원할 수 있다. MIMO 전송은 하나의 심볼 주기 내의 하나의 부대역 상에서 다수의 가상 안테나들로부터 다수의 수신 안테나들로의 다수의 출력 심볼들의 전송이다. SIMO 전송은 하나의 심볼 주기 내의 하나의 부대역 상에서 하나의 가상 안테나로부터 다수의 수신 안테나들로의 단일 출력 심볼의 전송이다. SISO 전송은 하나의 심볼 주기 내의 하나의 부대역 상에서 하나의 가상 안테나로부터 하나의 수신 안테나로의 단일 출력 심볼의 전송이다. 또한, 송신기는 MIMO, SIMO 및/또는 SISO 전송들의 조합을 하나의 심볼 주기 내에서 하나 이상의 수신기들로 보낼 수 있다.
송신기는 다양한 전송 방식들을 이용하여, M 출력 심볼들을 하나의 심볼 주기 내의 하나의 부대역 상에서 T 송신 안테나들(112)로부터 동시에 전송한다. 일 실시예에서, 송신기는 전송을 위해 출력 심볼들을 하기와 같이 프로세싱한다:
Figure 112009035054404-pct00006
식(3)
여기서, s (k)는 하나의 심볼 주기 내의 부대역(k) 상에서 보내지는 M 출력 심볼들을 포함하는 M×1 벡터이고; P (k)는 부대역(k)에 대한 V×M 순열치환(permutation) 행렬이고; U [ u 1, u 2,..., u v]는 T×V 직교 행렬이며; x (k)는 하나의 심볼 주기내의 부대역(k) 상에서 T 송신 안테나들(112)로부터 보내지는 T 송신 심볼들을 포함하는 T×1 벡터이다. V는 직교 행렬( U )로 형성된 가상 안테나들의 개수이다. 일반적으로, 1
Figure 112011018516333-pct00007
M
Figure 112011018516333-pct00008
V
Figure 112011018516333-pct00009
T. V는 고정된 값 또는 구성 가능한 값이 될 수 있다.
직교 행렬( U )은 속성 U H· U = I (여기서, "H"는 공액 전치(conjugate transpose)이고, I 는 단위 행렬)을 특징으로 한다. U 의 V 행들은 서로 직교하며, 각 행은 단위 전력을 갖는다. 실시예에서, U 는 각 열의 V 엔트리들의 제곱된 크기의 합이 상수와 동일하도록 정의된다. 이러한 속성으로 인해 각 송신 안테나들의 모든 송신 전력이 전송에 이용된다. U 는 속성 U H· U = U · U H = I 를 특징으로 하는 유니터리 행렬일 수도 있다. 직교 및 유니터리 행렬들은 하기와 같이 형성될 수 있다. U 의 V 행들은 하나의 심볼 주기 내의 하나의 부대역 상에서 V 출력 심볼들까지 송신하는데 이용될 수 있는 V 가상 안테나들을 형성하는데 이용된다. 가상 안테나들은 유효 안테나들 또는 일부 다른 용어로 지칭되기도 한다.
일 실시예에서, 단일 직교 행렬( U )은 모든 심볼 주기들 내의 모든 K 총 부대역들에 이용되어, U 는 부대역 인덱스(k) 또는 심볼 인덱스(n)의 함수가 아니다. 다른 실시예에서, 상이한 직교 행렬들이 상이한 수신기들로 할당될 수 있는 상이한 부대역 세트들에 이용된다. 또 다른 실시예에서, 상이한 직교 행렬들은 상이한 부대역들에 이용된다. 또 다른 실시예에서, 상이한 직교 행렬들은 상이한 시간 간격들에 이용되고, 각 시간 간격은 하나 또는 다수의 심볼 주기들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 직교 행렬들은, 후술하는 바와 같이 다수의 직교 행렬들 중에서 이용하도록 선택된다. 일반적으로, 데이터 및 파일럿은 수신기가 파일럿에 기초하여 채널 응답을 추정하고 수신기에 보내진 데이터를 복원하기 위하여 채널 응답 추정을 이용할 수 있도록, 하나 이상의 직교 행렬들을 이용하여 전송될 수 있다.
순열치환 행렬( P (k))은 이용 가능한 V 가상 안테나들 중 부대역(k)에 이용하는 M 가상 안테나들 또는 U 의 V 행들의 M을 선택한다. 순열치환 행렬( P (k))은 다양한 방식으로 정의될 수 있으며, 상이한 순열치환 행렬들은, 후술하는 바와 같이 상이한 부대역들에 이용될 수 있다.
도 3은 식(3)으로 주어진 전송 방식에 대한 모델(300)을 도시한다. 송신기는 전송에 이용된 심볼 주기와 각 부대역에 대한 데이터 벡터( s (k))를 수신한다. 가상 안테나 맵퍼(310; mapper)는 데이터 벡터( s (k))를 프로세싱하여, 전송 벡터( x (k))를 발생한다. 가상 안테나 맵퍼(310) 내에서, 심볼-대-가상 안테나 맵핑 유닛(312)은 순열치환 행렬( P (k))에 의해 데이터 벡터( s (k))를 곱하고, V×1 매개 벡터를 발생한다. 공간 확산 유닛(314)은 직교 행렬( U )에 의해 매개 벡터를 곱하고, 전송 벡터( x (k))를 발생한다. 전송 벡터( x (k))는 T 송신 안테나들로부터 MIMO 채널(350)을 통해 수신기에서 R 수신 안테나들로 전송된다.
수신기에서 수신된 심볼들은 하기와 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00010
식(4)
여기서, r (k)는 하나의 심볼 주기 내의 부대역(k) 상에서 R 수신 안테나로부터 R 수신된 심볼들을 포함하는 R×1 벡터이고,
Figure 112009035054404-pct00011
는 부대역(k)에 대한 R×V 유효 채널 응답 행렬이고;
Figure 112009035054404-pct00012
는 부대역(k)에 대한 R×M 이용된 채널 응답 행렬이며; n (k)는 부대역(k)에 대한 R×1 노이즈 벡터이다.
유효 채널 응답 행렬과 이용된 채널 응답 행렬은 하기와 같이 주어질 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00013
식(5), 및
Figure 112009035054404-pct00014
식(6)
여기서,
Figure 112009035054404-pct00015
.
식(3) 및 도 3에서 도시한 바와 같이, V 가상 안테나들을 구비한 유효 MIMO 채널은 직교 행렬( U )을 이용함으로써 형성된다. 데이터는 V 가상 안테나들의 모든 또는 하나의 서브세트 상에서 보내진다. 이용된 MIMO 채널은 전송에 이용된 M 가상 안테나들에 의해 형성된다.
상술한 전송 방식에 있어서, R×T MIMO 시스템은 R×V MIMO 시스템으로 효과적으로 감소된다. 송신기는 T개의 송신 안테나들보다는 V개의 가상 안테나들을 가진 것처럼 보인다(여기서, V
Figure 112011018516333-pct00016
T). 이러한 전송 방식은 채널 추정 오버헤드 오더를 C = V로 감소시킨다. 그러나, 공간 멀티플렉싱 오더는 V 또는 M
Figure 112011018516333-pct00017
V로 제한되고, 공간 다이버시티 오더도 V 또는 D
Figure 112011018516333-pct00018
V로 제한된다.
상기 설명은 하나의 부대역(k)에 대한 것이다. 송신기는 전송에 이용된 각 부대역에 대해 동일한 프로세싱을 수행할 수 있다. 부대역들에 걸친 각 가상 안테나의 주파수 다이버시티는 물리적 송신 안테나들의 주파수 다이버시티와 동일하다. 그러나, 공간 다이버시티는 T에서 V로 감소된다.
또 다른 실시예에서, 송신기는 전송을 위해 하기한 바와 같이 출력 심볼들을 프로세싱한다:
Figure 112009035054404-pct00019
식(7)
여기서, D (k)는 부대역(k)에 대한 T×T 대각선 행렬이다. D (k)는 가상 안테나들의 주파수 선택성을 개선하고 V 와 T 사이의 일부 위치에 대한 공간 다이버시티 오더를 개선할 수 있는 주기적 지연 다이버시티를 달성하는데 이용된다. 주기적 지연 다이버시티는 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 달성될 수 있다.
주기적 지연 다이버시티는 각 송신 안테나(i)에 대한 K개의 시간-도메인 샘플들(K-포인트 IDFT 또는 IFFT로부터 획득)의 시퀀스를 Ti(i = 1,...,T)의 지연으로 주기적으로 시프팅(또는 순환적으로 지연)함으로써 시간 도메인에서 달성될 수 있다. 예를 들어, Ti는 Ti = (i-1)·J로 정의될 수 있고, 여기서 J는 하나의 샘플 기간, 샘플 기간의 일부, 또는 하나 이상의 샘플 기간과 동일할 수 있다. J는 각 가상 안테나에 대한 채널 임펄스 응답이 주기적 프리픽스 길이보다 짧아지도록 선택될 수 있다. X개의 샘플들의 주기적 지연은 K개의 시간-도메인 샘플들의 시퀀스에서 최종 X개의 샘플들을 시퀀스의 앞쪽으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다. T개의 송신 안테나에 대한 시간-도메인 샘플들은 상이한 양으로 순환적으로 지연된다. 주기적 프리픽스는 주기적 지연을 적용하기 전 또는 후에 추가될 수 있다.
주기적 지연 다이버시티는 각 송신 안테나에 대한 K개의 총 부대역들에 걸쳐 위상 기울기(phase ramp)(또는 진행성 위상 시프트)를 적용함으로써 주파수 도메인에서 달성될 수도 있다. T개의 상이한 위상 램프들은 이들 안테나들에 대한 K개의 상이한 주기적 지연을 달성하기 위해 T개의 송신 안테나에 이용된다. 각 부대역(k)에 대한 대각선 행렬( D (k))은 하기와 같이 정의될 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00020
, k = 1,...,k 식(8)
식(8)로 나타낸 바와 같이, 송신 안테나(1)는 K개의 총 부대역들에 걸쳐서 0의 위상 기울기를 갖고, 송신 안테나(2)는 K개의 총 부대역들에 걸쳐서 2
Figure 112011018516333-pct00021
·J/T의 위상 기울기를 가지며, 송신 안테나(T)는 K개의 총 부대역들에 걸쳐서 2
Figure 112011018516333-pct00022
·(T-1)·J/T의 위상 기울기를 갖는다. 대각선 행렬( D (k))과 직교 행렬( U )은 새로운 직교 행렬, U (k) = D (k)· U (여기서, U 는 데이터 벡터( s (k))에 적용될 수 있음)을 획득하기 위해 조합될 수도 있다.
주기적 지연 다이버시티를 갖는 수신된 심볼들은 하기와 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00023
식(9)
여기서,
Figure 112009035054404-pct00024
은 주기적 지연 다이버시티를 갖는 R×1 수신된 벡터;
Figure 112009035054404-pct00025
는 주기적 지연 다이버시티를 갖는 R×V 유효 채널 응답 행렬; 및
Figure 112009035054404-pct00026
는 주기 적 지연 다이버시티를 갖는 R×M 이용된 채널 응답 행렬이다.
유효 채널 응답 행렬과 이용된 채널 응답 행렬은 하기와 같이 주어질 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00027
식(10), 및
Figure 112009035054404-pct00028
식(11)
도 4는 식(7)로 주어진 전송 방식에 대한 모델(400)을 도시한다. 가상 안테나 맵퍼(410) 내에서, 심볼-대-가상 안테나 맵핑 유닛(412)는 순열치환 행렬( P (k))에 의해 데이터 벡터( s (k))를 곱하고, V×1 벡터를 발생한다. 공간 확산 유닛(414)은 직교 행렬( U )에 의해 V×1 벡터를 곱하고, T×1 벡터를 발생한다. 주기적 지연 다이버시티 유닛(416)은 대각선 행렬( D (k))로 T×1 벡터를 곱하고, T×1 전송 벡터( x (k))를 발생한다. 전송 벡터( x (k))는 MIMO 채널(450)을 통해 T 송신 안테나들로부터 수신기에서 R개의 수신 안테나들로 전송된다.
식(7) 및 도 4에 도시한 바와 같이, V개의 가상 안테나들을 구비한 유효 MIMO 채널(
Figure 112011018516333-pct00029
)은 직교 행렬( U ) 및 주기적 지연 다이버시티를 이용하여 형성된다. 이용된 MIMO 채널(
Figure 112011018516333-pct00030
)은 전송에 이용된 M개의 가상 안테나들에 의해 형성된다.
식(3) 및 식(7)은 하나의 심볼 주기 내의 하나의 부대역 상에서 동시에 보내지는 M개의 출력 심볼들에 동일한 송신 전력이 이용되는 것으로 가정한다. 일반적으로, 각 송신 안테나에 이용 가능한 송신 전력은 전송에 이용되는 부대역들에 걸쳐서 균일하게 또는 불균일하게 분산될 수 있다. 각 부대역에 대한 T개의 송신 안테나들에 이용 가능한 송신 전력은 부대역 상에서 보내지는 M개의 출력 심볼들로 균일하게 또는 불균일하게 분산될 수 있다. 상이한 송신 전력들은 데이터 벡터(s(k))를 이하와 같은 대각선 이득 행렬( G )로 스케일링함으로써 M개의 출력 심볼들에 이용될 수 있다:
Figure 112011018516333-pct00031
또는
Figure 112011018516333-pct00032
, 여기서
Figure 112011018516333-pct00033
이며, gi는 출력 심볼(si)에 대한 이득이다.
직교 행렬( U )을 형성하기 위하여 다양한 종류의 행렬들이 이용될 수 있다. 예를 들어, U 는 푸리에 행렬, 왈시(Walsh) 행렬, 또는 일부 다른 행렬에 기초하여 형성될 수도 있다. T×T 푸리에 행렬( F T×T)은 m 행의 n 열에서 엘리먼트(fn,m)를 가지며, 이는 하기와 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00034
n = 1,...,T 및 m = 1,...,T 식(12)
임의의 제곱된 크기(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6 등)의 푸리에 행렬들이 형성될 수 있다. 2×2 왈시 행렬( W 2 ×2) 및 대형 왈시 행렬( W 2N ×2N)은 하기와 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009035054404-pct00035
및
Figure 112009035054404-pct00036
식(13)
일 실시예에서, 직교 행렬( U )은 T×T 푸리에 행렬 또는 T×T 왈시 행렬의 V 행들을 포함하는 행렬과 동일하다. 또 다른 실시예에서, U 는 하기와 같이 형성된다:
Figure 112009035054404-pct00037
식(14)
여기서 F 는 T×T 푸리에 행렬의 제 1 V 행들을 포함하는 T×V 행렬; 및 Λ 는 F 의 T 열들에 대한 T 스케일링 값들을 포함하는 T×T 대각선 행렬이다. 예를 들어, 대각선 행렬( Λ )은
Figure 112011018516333-pct00038
(여기서, θi(i=1,....,T)는 랜덤 위상들일 수도 있음)로 정의될 수 있다. 또 다른 실시예에서, U 는 예를 들어, 단위 크기와 의사-랜덤 위상들을 갖는 유사-랜덤 엘리먼트들을 구비한 직교 행렬이다.
송신기는 MIMO, SIMO 또는 SISO 전송을 할당된 부대역들인 부대역들의 세트 상에서 수신기로 보낼 수 있다. K개의 총 부대역들은 다수의 오버래핑되지 않은 부대역 세트들로 분할될 수 있다. 이 경우, 송신기는 다수의 부대역 세트들 상의 다수의 수신기들에 동시에 전송할 수 있다. 송신기는 동일하거나 상이한 종류의 전송을 이들 다수의 수신기들에 보낼 수 있다. 예를 들어, 송신기는 제 1 수신기에 제 1 부대역 세트 상에서 MIMO 전송을 보낼 수 있고, 제 2 수신기에 제 2 부대역 세트 상에서 SIMO 전송을 보낼 수 있으며, 제 3 수신기에 제 3 부대역 세트 상에서 SISO 전송을 보낼 수 있다.
SIMO 또는 SISO 전송은 직교 행렬( U )의 단일 행으로 형성된 단일 가상 안테나로부터 보내질 수 있다. 이 경우, M = V = 1이며, 유효 MIMO 채널은
Figure 112011018516333-pct00039
또는
Figure 112011018516333-pct00040
의 채널 응답 벡터를 갖는 R×1 SISO 또는 SIMO 채널이 된다. 데이터 벡터( s (k))는 단일 출력 심볼을 포함하는 1×1 벡터가 되고, 순열치환 행렬( P (k))은 단일 '1'을 포함하는 1×1 행렬이 되며, 직교 행렬( U )은 단일 행을 포함하는 T×1 행렬이 된다.
MIMO 전송은 직교 행렬( U )의 다수의 행들로 형성된 다수의 가상 안테나들로부터 보내질 수 있다. 출력 심볼들의 개수가 가상 안테나들의 개수보다 적은 경우(또는 M < S), M개의 가상 안테나들은 다양한 방식으로 이용하기 위하여 선택될 수 있다.
도 5는 심볼 레이트 호핑(symbol rate hopping)에 대한 예시적인 파일럿 방식(500)을 도시한다. 파일럿 방식(500)에 있어서, 송신기는 각 심볼 주기 내의 가상 안테나(1)로부터 하나의 인터레이스(interlace) 상에서 공통 파일럿을 전송한다. 송신기는 도 5에 도시한 바와 같이, 상이한 심볼 주기들 내의 상이한 인터레이스들 상에서 공통 파일럿을 전송할 수 있다. 이러한 스태거링된(staggered) 파일럿으로 인해, 수신기는 보다 많은 부대역들 상의 주파수 스펙트럼을 샘플링하게 되고, 보다 긴 채널 임펄스 응답 추정을 유도하게 된다. 송신기는 MIMO 수신기들이 전송에 이용된 모든 가상 안테나들에 대한 채널 응답을 추정하게 하도록, 남은 가상 안테나들로부터 하나 이상의 인터레이스들 상에서 보조 파일럿을 전송할 수도 있다. 방식(500)에 도시한 실시예에 있어서, 송신기는 각 심볼 주기 내의 하나의 인터레이스 상에서 보조 파일럿을 전송하고, V-1개의 상이한 심볼 주기들 내의 가상 안테나들(2 내지 V)을 통해 순환시킨다. 방식(500)에 나타낸 바와 같이 V=4인 경우, 송신기는 심볼 주기(n+1) 내의 가상 안테나(2)로부터, 그런 다음 심볼 주기(n+2) 내의 가상 안테나(3)로부터, 그런 다음 심볼 주기(n+3) 내의 가상 안테나(4)로부터, 그런 다음 심볼 주기(n+4) 내의 가상 안테나(2)로부터 보조 파일럿을 전송한다.
송신기는 MIMO, SIMO 및 SISO 수신기들에 대하여 공통 파일럿을 전송할 수 있고, MIMO 수신기들이 존재하는 경우에 보조 파일럿만을 전송할 수 있다. MIMO, SIMO 및 SISO 수신기들은 가상 안테나(1)의 K개의 총 부대역들에 대한 채널 추정을 유도하기 위하여, 공통 파일럿을 이용할 수 있다. MIMO 수신기는 가상 안테나(2 내지 V)에 대한 채널 추정을 유도하기 위하여 보조 파일럿을 이용할 수 있다.
도 6a는 블럭 호핑에 대한 예시적인 파일럿 방식(610)을 도시한다. 방식(610)에 도시한 실시예에 있어서, 시간-주파수 블럭은 16개의 인접한 부대역들(k+1 내지 k+16)로 구성되고, 8개의 심볼 주기들(n+1 내지 n+8)을 더 포함한다. 파일럿 방식(610)에 있어서, 송신기는 각 심볼 주기들(n+1 내지 n+3 및 n+6 내지 n+8) 내의 부대역들(k+3, k+9 및 k+15) 상에서 전용 파일럿 또는 3개의 파일럿 심볼들 중 6개의 스트립들을 전송한다. 각 파일럿 심볼은 임의의 가상 안테나로부터 보내질 수 있다. 예를 들어, V=3인 경우, 송신기는 심볼 주기들(n+1 및 n+6) 내의 가상 안테나(1)로부터, 심볼 주기들(n+2 및 n+7) 내의 가상 안테나(2)로부터, 및 심볼 주기들(n+3 및 n+8) 내의 가상 안테나(3)로부터 파일럿을 전송할 수 있다.
도 6b는 블럭 호핑(block hopping)에 대한 예시적인 파일럿 방식(620)을 도시한다. 방식(620)에 있어서, 송신기는 각 심볼 주기들(n+1 내지 n+8) 내의 부대 역들(k+3, k+9 및 k+15) 상에서 전용 파일럿 또는 8개의 파일럿 심볼들 중 3개의 스트립들을 전송한다. 각 파일럿 심볼은 임의의 가상 안테나로부터 보내질 수 있다. 예를 들어, V=4인 경우, 송신기는 심볼 주기들(n+1 및 n+5) 내의 가상 안테나(1)로부터, 심볼 주기들(n+2 및 n+6) 내의 가상 안테나(2)로부터, 심볼 주기들(n+3 및 n+7) 내의 가상 안테나(3)로부터, 및 심볼 주기들(n+4 및 n+8) 내의 가상 안테나(4)로부터 파일럿을 전송할 수 있다.
도 6c는 블럭 호핑에 대한 예시적인 파일럿 방식(630)을 도시한다. 방식(630)에 있어서, 송신기는 각 심볼 주기들(n+1, n+2, n+7 및 n+8) 내의 부대역들(k+1, k+4, k+7, k+10, k+13 및 k+16) 상에서 전용 파일럿을 전송한다. 각 파일럿 심볼은 임의의 가상 안테나로부터 보내질 수 있다. 예를 들어, 송신기는 심볼 주기(n+1) 내의 가상 안테나(1)로부터, 심볼 주기(n+2) 내의 가상 안테나(2)로부터, 심볼 주기(n+7) 내의 가상 안테나(1 또는 3)로부터, 및 심볼 주기(n+8) 내의 가상 안테나(2 또는 4)로부터 파일럿을 전송할 수 있다.
도 6d는 블럭 호핑에 대한 예시적인 파일럿 방식(640)을 도시한다. 파일럿 방식(640)에 있어서, 송신기는 각 심볼 주기 내의 3개의 부대역들 상에서 및 상이한 심볼 주기들 내의 상이한 파일럿 부대역들 상에서 스태거링된 파일럿을 전송한다. 각 파일럿 심볼은 임의의 가상 안테나로부터 보내질 수 있다. 예를 들어, 송신기는 각 심볼 주기 내의 상이한 가상 안테나로부터 파일럿을 전송할 수 있으며, V 심볼 주기들 내의 V 가상 안테나들을 통해 순환시킬 수 있다.
일반적으로, 블럭 호핑 방식에 있어서, 송신기는 전송에 이용된 각 가상 안 테나에 대한 채널 추정을 수신기가 유도할 수 있도록, 각 시간-주파수 블럭에서 파일럿을 전송할 수 있다. 도 6a 내지 도 6d는 이용될 수 있는 4개의 예시적인 파일럿 패턴들을 도시한다. 다른 파일럿 패턴들도 정의될 수 있으며, 파일럿 전송에 이용될 수 있다.
심볼 레이트 호핑과 블럭 호핑 모두에 있어서, 송신기는 임의의 개수의 가상 안테나들로부터 파일럿을 전송할 수 있고, 각 가상 안테나에 대한 임의의 개수의 파일럿 부대역들을 이용할 수 있으며, 각 가상 안테나에 대한 임의의 양의 송신 전력을 이용할 수 있다. 파일럿이 다수의 가상 안테나들로부터 보내지면, 송신기는 이들 가상 안테나들에 대한 동일하거나 상이한 개수의 부대역들을 이용할 수 있으며, 가상 안테나들에 대한 동일하거나 상이한 전력 레벨로 파일럿을 전송할 수 있다. 송신기는 각 가상 안테나에 대해 파일럿을 스태거링할 수도 있고 하지 않을 수도 있다. 송신기는 수신기가 주파수 도메인에서 무선 채널의 보다 많은 "룩(look)"을 획득하게 하고 보다 긴 채널 임펄스 응답 추정을 유도하게 하도록, 보다 많은 부대역들 상에서 파일럿을 전송할 수 있다. 송신기는 상술한 바와 같이, 각 심볼 주기 내의 하나의 가상 안테나로부터 모든 파일럿 부대역들 상에서 파일럿을 전송할 수 있다. 대안적으로는, 송신기는 다수의 가상 안테나들로부터 주어진 심볼 주기 내의 부대역들의 다수의 서브세트들을 통해 파일럿을 전송할 수 있다.
도 7은 MIMO 무선 통신 환경에서의 CQI 컴퓨팅 및 데이터 전송을 위해 안테나들을 통해 순환시키는 시스템(700)을 도시한다. 시스템(700)은 상술한 바와 같이, MIMO 채널을 통해 무선 단말(120)과 통신하는 기지국(110)을 포함한다. 기지 국(110)은 다운링크를 통해 무선 단말(120)(및/또는 임의의 개수의 서로 다른 무선 단말(들)(미도시))로 전송될 수 있는 파일럿(들)을 산출하는 파일럿 발생기(702)를 더 포함한다. 또한, 기지국(110)은 무선 단말(120)로부터 피드백(예를 들어, CQI(들))을 획득하고 데이터 전송을 스케줄링하는 전송 스케줄러(704)를 포함할 수 있다.
무선 단말(120)은 기지국(110)으로부터 통신된 파일럿(들)(및/또는 임의의 개수의 서로 다른 기지국(들)로부터 수신된 파일럿(들)(미도시))을 획득하고 분석하는 채널 품질 평가기(706)를 포함한다. 도면에 따르면, 채널 품질 평가기(706)는 파일럿(들)의 분석에 기초하여 CQI를 컴퓨팅할 수 있다. CQI는 순방향 링크 상에서 나타나는 채널 품질과 관련된 피드백을 제공할 수 있고; 이 피드백은 후술하는 바와 같이, 역방향 링크를 통해 기지국(110)으로 전송될 수 있다. 채널 품질 평가기(706)는 안테나들을 통한 순환을 가능하게 하는 안테나 사이클러(cycler)(708)를 포함할 수 있다. 따라서, 채널 품질 평가기(706)는 개별 안테나들에 대한 CQI들을 결정하기 위해, 안테나 사이클러(708)를 레버리지할 수 있다. 또한, 채널 품질 평가기(706)와 안테나 사이클러(708)는 무선 단말(120)에 의해(예를 들어, 스트림들에 대한 각 신호 전력 비율의 분석에 기초하여) 지원될 수 있는 스트림(들)을 식별할 수 있다. 또한, 무선 단말(120)은 개별 안테나들에 속하는 기지국(110)으로 피드백을 전달하는 피드백 리포터(710)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피드백 리포터(710)는 CQI들의 세트를 기지국(110)으로 보낼 수 있으며, 여기서 각 CQI는 각 안테나에 속한다.
대비하여 보면, 종래 기술들은 주로 복수의 안테나들에 대한 평균 CQI를 컴퓨팅하므로; 전송된 스트림들의 개수에 상관없이, 평균 CQI가 컴퓨팅된다. 이러한 전형적인 시스템이 이용된 예에 따르면, 양호한 CQI를 갖는 제 1 안테나와 불량한 CQI를 갖는 제 2 안테나를 구비한 사용자는, 스케줄링 결정을 실행하는데 이용된 기지국으로 보고된 평균 CQI가 제 2 안테나와 관련된 불량한 CQI로 인해 감소되기 때문에 서비스를 받지 못할 수도 있으나, 보다 높은 평균 CQI를 갖는 서로 다른 사용자는 스케줄링될 수 있다. 한편, 시스템(700)을 이용함으로써, 이러한 사용자가 양호한 CQI를 구비한 제 1 안테나를 이용하여 서비스를 받게 할 수 있다.
일 예에 따르면, 파일럿 발생기(702)는, 도 5 내지 도 6d에 대하여 상술한 바와 같이, 송신기가 가상 안테나들로부터 파일럿(들)을 전송하게 할 수 있다. 일 예에 따르면, 파일럿 발생기(702)는 송신기가 직교 행렬( U ) 또는 순열치환 행렬( P (k))을 적용하지 않고 물리적 안테나들로부터 파일럿(들)을 전송할 수 있게 할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 수신기의 채널 품질 평가기(706)는 파일럿에 기초하여 실제 채널 응답을 추정할 수 있고, 실제 채널 응답 추정 및 직교 및 순열치환 행렬들에 기초하여 유효 채널 응답을 유도할 수 있다.
심볼 레이트 호핑에 대한 다양한 양상에 따르면, 파일럿들은 가상 안테나들 상에서(예를 들어, 도 5에 대하여 기재한 바와 같이) 또는 모든 인터레이스들에 대한 모든 가상 안테나들 상에서 공통 파일럿들을 이용함으로써 또는 다른 방법에 의해 전송된다. 채널 품질 평가기(706)와 안테나 사이클러(708)는 속도 테이블 또는 다른 메트릭에 기초하여 결정된 바와 같이 채널에 의해 지원될 수 있는 계층들의 개수 대한 M개의 비-널(non null) CQI들을 결정할 수 있다. 각 CQI는 제 1 M개의 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써(예를 들어, 안테나 사이클러(708)에 의해) 컴퓨팅될 수 있다. 또한, 피드백 리포터(710)는 남은 계층들에 대한 Nt-M 널 CQI들을 따라 M개의 비-널 CQI들을 기지국(110)에 보고할 수 있다.
전송 스케줄러(704)는 공평성, 채널 품질(예를 들어, 컴퓨팅된 CQI들을 통해 단말들에 의해 보고된 바와 같은), 및/또는 다른 스케줄링 기준에 기초하여 데이터 전송을 스케줄링할 수 있다. 따라서, 전송 스케줄러(704)는 기지국(110)이 스케줄링되는 사용자를 선택하게 한다. 전송 스케줄러(704)에 의해 선택된 사용자가 MIMO 단말인 경우, 데이터는 CQI가 컴퓨팅되는 방식과 실질적으로 유사한 방식으로 전송된다; 즉, 데이터는 M개의 가상 안테나들을 통해 순환된다. 이는 천천히 가변하는 채널들(slowly varying channels)에 유리할 수 있는 다수의-사용자 다이버시티(MUD) 이득들을 이용하게 한다.
기지국(110)이 다수의 계층들(M'<M 또는 M'>M)을 전송하는 것을 결정하는 일 예에 따르면, CQI 보고들은 데이터가 M 가상 안테나에 대립하는 것으로서 M' 가상 안테나들을 통해 평균화되기 때문에 더 이상 정확하지 않다. 이러한 경우, CQI의 전력 레벨은
Figure 112009035054404-pct00041
로 조절될 수 있다.
또 다른 예로서, 시스템(700)은 블럭 호핑 모드를 이용할 수 있다. 따라서, 파일럿 발생기(702)는 CQI 파일럿들이 가상 안테나들(예를 들어, 천천히 가변하는 유니터리 행렬(
Figure 112011018516333-pct00042
)을 이용하는)을 통해 전송되게 할 수 있다. 무선 단말(120)에서 CQI 컴퓨팅은(예를 들어, 채널 품질 평가기(706)에 의해) 심볼 레이트 호핑 모드에 대하여 상술한 바와 유사하게, 이용된 가상 안테나들 및 전체 대역에 대하여 수행된다. 데이터는 각 타일(예를 들어, 블럭) 상의
Figure 112011018516333-pct00043
의 동일한 M 행들을 활성화시킴으로써 이용된 가상 안테나들의 동일한 세트를 통해 또한 전송된다. 따라서, CQI와 데이터가 실질적으로 유사한 채널 및 MUD 이득들을 체험하게 할 수 있다. 또한, 각 타일의 전용 파일럿들로 인해, 전송 스케줄러(704)는 상이한 타일들에 대한 상이한 가상 안테나들 상에서 전송을 변경할 수 있고; 따라서, (예를 들어, CQI 보고들의 정확성이 부족한 경우, 빠르게 가변하는 채널들에 의해) 다이버시티가 이용될 수 있으며, 전송 신뢰도가 향상될 수 있다.
데이터 전송 동안에, 상이한 계층들이 타일에 이용된 가상 안테나들을 통해 순환될 수 있다. 또한, 기지국(110)이 계층들의 개수를 변경하는 경우, 전력 조절은 심볼 레이트 호핑 모드와 관련하여 논의된 바와 유사한 방식으로 실행될 수 있다. 또한, 심볼 레이트 호핑 모드와 블럭 호핑 모드 모두에 있어서, 제어 채널 CQI는 제 1 가상 안테나 응답에 기초하여 채널 품질 평가기(706)에 의해 컴퓨팅될 수 있으나; 다수의 가상 안테나들의 응답은 제어 채널 CQI를 결정하기 위해 레버리지될 수 있다.
폐쇄 루프 MIMO 사용자들에 있어서, 전송은 프리코딩 행렬들(또는 벡터들) 또는 공간 다이버시티 다중 액세스(SDMA) 기술들을 이용하여 시스템(700) 내에서 수행될 수 있다. 예를 들어,
Figure 112011018516333-pct00044
는 무선 단말(120)에서 가상 안테나 순열치환을 발생하는 것으로 공지되고 이용될 수 있다. 따라서, 물리적 안테나 (PA) 채널들의 추정을 획득하는데 이용될 수 있는 CQI 파일럿들 상의 순열치환 효과가 결정될 수 있다. 물리적 안테나 채널 추정은 최적의 프리코딩 행렬과 대응하는 CQI를 판독하는데 이용될 수 있다. 무선 단말(120)은 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬(
Figure 112011018516333-pct00045
)(예를 들어, 선택된 프리코딩 행렬은 용량을 최적화한다)을 선택하고, 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를(예를 들어, 피드백 리포터(710)를 통해) 피드백한다. CQI는 M개의 가상 안테나들을 통해(예를 들어, 안테나 사이클러(708)를 이용하여) 순환시키는 것으로 간주하여 채널 품질 평가기(706)에 의해 컴퓨팅된다.
데이터 전송 동안에, 블럭 호핑에 있어서, 동일한
Figure 112011018516333-pct00046
이 모든 타일에 대해 이용되고, 계층들이 M개의 가상 안테나들을 통해 순환된다. 심볼 레이트 호핑에 있어서, 무선 단말(120)은 물리적 안테나들 상의 채널을 (예를 들어,
Figure 112011018516333-pct00047
의 효과를 취소함으로써)추정할 수 있다. 그 후, 무선 단말(120)은 프리코딩 행렬(
Figure 112011018516333-pct00048
)을 추정에 적용할 수 있다. 데이터는 심볼 레이트 호핑 할당의 모든 톤들에 대하여
Figure 112011018516333-pct00049
을 이용함으로써 전송될 수도 있다. 심볼 레이트 호핑에 있어서, 채널 추정은 데이터 상에 나타나는 프리코딩 이득을 이용하지 않는 점에 유념한다. 또한, 프리코딩 인덱스가 올바르게 해석되지 않은 경우, 채널 추정을 컬러링(color)하기 위하여 무선 단말(120)에 의해 이용된 프리코딩 행렬과 데이터 전송을 위해 기지국(110)에 의해 이용된 프리코딩 행렬 사이에서 불일치가 발생할 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, MIMO 무선 통신 환경에서의 CQI 컴퓨팅 및 데이터 전송을 위한 안테나들을 통한 공간 순환에 관련된 방법론들이 도시되어 있다. 설명을 간단하게 하기 위하여, 상기 방법론들은 일련의 동작들로 도시되고 설명되지만, 상기 방법론들이 후술하는 동작들의 순서로 제한되는 것은 아니며, 일부 작용들은 하나 이상의 실시예들에 따라, 이하에 도시하고 설명하는 바와 상이한 순서들 및/또는 다른 동작들과 동시에 수행될 수도 있음이 이해되고 인식되어야 한다. 예를 들어, 당업자들은 방법론을 대안적으로 상태도에서와 같이 상호 관련된 일련의 상태들 또는 이벤트들로서 나타낼 수도 있음을 이해하고 인정할 것이다. 또한, 도시된 모든 동작들이 하나 이상의 실시예에 따른 방법론을 실행할 필요는 없다.
도 8을 참조하면, MIMO 무선 통신 환경에서 CQI를 평가하게 하는 방법론(800)이 도시되어 있다. MIMO 무선 통신 환경은 개방 루프 MIMO 및/또는 폐쇄 루프 MIMO를 이용할 수 있는 것으로 간주된다. 또한, 심볼 레이트 호핑 모드 및/또는 블럭 호핑 모드는 MIMO 무선 통신 환경에서 이용될 수 있다. 단계(802)에서, 파일럿들이 획득될 수 있다. 예를 들어, 파일럿들은 기지국에 의해 모든 가상 안테나들 상에서 전송될 수 있다. 단계(804)에서, 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수는 파일럿들의 평가에 기초하여 식별될 수 있다. 설명을 위해, M개의 계층들은 채널에 의해(예를 들어, 계층들에 관련된 신호 전력 비율을 분석함으로써) 지원되는 것으로 결정될 수 있다. 단계(806)에서, CQI들의 세트는 지원되는 계층들과 관련된 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 컴퓨팅될 수 있으며, 여기서 각 CQI는 지원되는 계층들 중 각 하나에 대응한다. 따라서, 예를 들어, M개의 CQI들이 결정될 수 있다. 단계(808)에서, CQI들의 세트는 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 기지국으로 보내질 수 있다. 따라서, 지원되는 가상 안테나들에 개별적으로 대응하는 CQI들은 복수의 가상 안테나들의 평균 CQI라기 보다는 피드백으로서 제공될 수 있다. 또한, 데이터는 CQI 컴퓨팅에 이용된 동일한 가상 안테나들 상에서 데이터를 전송하는 기지국으로부터 수신될 수 있고; 따라서 기지국에 의한 데이터 전송은 다이버시티를 위해 이들 가상 안테나들을 통해 순환될 수 있다.
도 9를 참조하면, 폐쇄 루프 MIMO 무선 통신 환경에서 CQI를 컴퓨팅하게 하는 방법론이 도시되어 있다. 단계(902)에서, 파일럿들이 획득될 수 있다. 단계(904)에서, 물리적 안테나 채널은 유니터리 행렬에 기초하여 파일럿들로부터 추정될 수 있다. 유니터리 행렬은, 예를 들어 파일럿들이 발생 및/또는 통신된 기지국에 의해 이용된 유니터리 행렬과 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 유니터리 행렬은 천천히 가변할 수 있다(예를 들어, 시변(time varing) 유니터리 행렬). 단계(906)에서, 프리코딩 행렬은 추정된 물리적 안테나 채널에 기초하여 용량을 최적화하도록 선택될 수 있다. 또한, 선택된 프리코딩 행렬에 관련된 인덱스가 결정될 수 있다. 단계(908)에서, 물리적 안테나 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수는 파일럿들에 기초하여 식별될 수 있다. 단계(910)에서, CQI들의 세트는 지원되는 계층들과 관련된 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 컴퓨팅될 수 있고, 여기서 각 CQI는 지원되는 계층들 중 각 하나에 대응한다. 단계(912)에서, CQI들의 세트와 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스는 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 기지국으로 보내질 수 있다.
도 10을 참조하면, MIMO 무선 통신 환경에서 데이터를 기지국으로부터 전송하게 하는 방법론이 도시되어 있다. 단계(1002)에서, CQI 파일럿들은 가상 안테나들의 세트를 통해 보내질 수 있다. 예를 들어, CQI 파일럿들은 천천히 가변하는 유니터리 행렬에 의해 정의될 수 있다. 단계(1004)에서, 하나 이상의 CQI들은 사용자에 대한 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 각각 속하도록 획득될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들은 가상 안테나들의 서브세트일 수 있다. 또한, 널 CQI들은, 예를 들어 세트로 남아 있는 가상 안테나들에 대응하도록 획득될 수 있다. 또한, 임의의 수의 서로 다른 사용자들로부터 CQI들이 획득될 수도 있다. 단계(1006)에서, 데이터 전송은 CQI 데이터에 기초하여 사용자에 대해 스케줄링될 수 있다. 이해를 위해, 스케줄링은 공평성 및/또는 채널 품질 고려에 기초하여 실행될 수 있다. 단계(1008)에서, 데이터는 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 전송될 수 있다.
본 명세서에 기재된 하나 이상의 양상에 따라, 안테나들을 통한 공간 순환을 고려하여 추론이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, '추론하다' 또는 '추론'이라는 용어는 일반적으로 이벤트들 및/또는 데이터에 의해 캡처된 바와 같은 일련의 관측들로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태를 또는 상태에 대해 추론하는 프로세스를 의미한다. 추론은 특정 정황 또는 작용을 식별하는데 이용될 수 있고, 또는 예를 들어, 상태들에 대한 확률 분포를 발생할 수 있다. 추론은 가능성에 근거할 수 있다 - 즉, 데이터 및 이벤트들의 고려에 기초한 대상의 상태에 대한 확률 분포의 컴퓨팅이다. 추론은 일련의 이벤트들 및/또는 데이터로부터 보다 높은 레벨의 이벤트들을 포함하는데 이용되는 기술들을 지칭할 수도 있다. 이러한 추론에 의해, 이벤트들이 일시적으로 매우 근접하게 상호관련되어 있 는지 및 이벤트들 및 데이터가 하나 또는 여러 개의 이벤트 및 데이터 소스들로부터 유래하는지, 일련의 관측된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터 새로운 이벤트들이나 동작들이 구성된다.
일 예에 따르면, 상술한 하나 이상의 방법들은 어느 계층들이 채널에 의해 지원되는지를 선택하는 것에 속하는 추론들을 작성하는 것을 포함한다. 설명을 위해, 추론은 용량을 최적화하기 위하여 어느 프리코딩 행렬이 이용되었는지를 결정하는 것에 관련되어 작성될 수 있다. 이하의 실시예들은 사실상 설명을 위한 것이며, 작성될 수 있는 추론의 수 또는 이러한 추론들이 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들 및/또는 방법들과 관련되어 작성되는 방식으로 한정하고자 하는 것은 아니다.
도 11은 MIMO 무선 통신 시스템에서 CQI 컴퓨팅을 위해 안테나들을 통해 순환시키는 것을 이용하는 무선 단말(1100)의 도면이다. 무선 단말(1100)은, 신호를 예를 들어 수신 안테나(미도시)로부터 수신하는 수신기(1102)를 포함하고, 수신된 신호에 대해 전형적인 동작들(예를 들어, 필터링, 증폭, 다운컨버팅(downconvert))등을 수행하며, 샘플들을 획득하기 위해 조절된(conditioned) 신호를 디지털화한다. 수신기(1102)는, 예를 들어 MMSE 수신기일 수 있고, 수신된 심볼들을 복조하고 채널 추정을 위해 프로세서(1106)에 상기 심볼들을 제공할 수 있는 복조기(1104)를 포함할 수 있다. 프로세서(1106)는 수신기(1102)에 의해 수신된 정보를 분석 및/또는 송신기(1116)에 의해 전송용 정보를 발생하기 위한 프로세서, 무선 단말(1100)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서 및/또는 수신기(1102)에 의해 수신된 정보를 분석하고 송신기(1116)에 의해 전송용 정보를 발생하며 무선 단말(1100)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서일 수 있다.
무선 단말(1100)은, 프로세서(1106)에 효과적으로 결합되고, 기술간 핸드오프를 실행할 수 있는지를 선택하기 위하여 전송될 데이터, 수신될 데이터, 이용 가능한 기술들에 관련된 정보, 분석된 파일럿들에 관련된 데이터 및 임의의 다른 적절한 정보를 저장할 수 있는 메모리(1108)를 추가적으로 포함할 수 있다. 메모리(1108)는 상술한 바와 같이, CQI 컴퓨팅과 관련된 프로토콜들 및/또는 알고리즘들을 추가적으로 저장할 수 있다.
본 명세서에 기재된 데이터 저장(예를 들어, 메모리(1108))은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있으며, 또는 휘발성과 비휘발성 메모리를 모두 포함할 수 있다. 설명을 위해, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램 가능한 ROM(PROM), 전기적으로 프로그램 가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 삭제 가능한 PROM(EEPROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 동작하는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 설명을 위해, RAM은 동기화 RAM(SPRM), 다이나믹 RAM(DRAM), 동기화 DRAM(SDRAM), 2배속 SDRAM(DDR SDRAM), 향상된 SDRAM(ESDRAM), 싱크링크(synchlink) DRAM(SLDRAM) 및 다이렉트 램버스(direct rambus) RAM(DRRAM)과 같은 다양한 형태로 이용가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 시스템들 및 방법들의 메모리(1108)는 이들 및 임의의 다른 적절한 종류의 메모리를 포함하고자 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 수신기(1102)는 수신기(1102)에 의해 획득된 파일럿(들)을 평가하는 채널 품질 평가기(1110)에 효과적으로 결합된다. 채널 품질 평가기(1110)는 어느 계층들(예를 들어, 스트림들)이 무선 단말(1100)에 의해 지원되는지를 식별할 수 있다. 또한, 채널 품질 평가기(1110)는 각 지원되는 계층들과 관련된 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 지원되는 계층들에 대한 CQI들을 컴퓨팅할 수 있다. 또한, 채널 품질 평가기(1110)는 채널 품질 정보(예를 들어, 컴퓨팅된 CQI 데이터)를 기지국으로 송신하는 피드백 리포터(1112)에 결합될 수 있다. 채널 품질 정보는 데이터 전송을 스케줄링하기 위해 레버리지(leverage)될 수 있다. 무선 단말(1100)은 변조기(1114)와, 신호를, 예를 들어 기지국, 다른 무선 단말 등으로 전송하는 송신기(1116)를 더 포함한다. 프로세서(1106)로부터 분리하여 도시하였지만, 채널 품질 평가기(1110), 피드백 리포터(1112) 및/또는 변조기(1114)는 프로세서(1106) 또는 다수의 프로세서들(미도시)의 일부일 수 있다.
도 12는 MIMO 무선 통신 환경에서 공간 순환을 레버리지함으로써 데이터를 전송하게 하는 시스템(1200)의 도면이다. 시스템(1200)은, 하나 이상의 무선 단말들(1204)로부터 복수의 수신 안테나들(1206)을 통해 신호(들)을 수신하는 수신기(1210)와, 하나 이상의 송신 안테나들(1208)을 통해 하나 이상의 무선 단말들(1204)로 전송하는 송신기(1222)를 구비한 기지국(1202)(예를 들어, 액세스 포인트,...)을 포함한다. 수신기(1210)는 수신 안테나들(1206)로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 복조하는 복조기(1212)와 효과적으로 관련된다. 복조된 심볼들은, 도 11에 대하여 상술한 프로세서와 유사할 수 있으며, 파일럿(들)을 발생하는 것과 관련된 정보, 무선 단말(들)(1204)(또는 서로 다른 기지국(미도시))로부터 전송되거나 무선 단말(들)(1204)로 수신될 데이터 및/또는 상술한 다양한 작동들 및 기능들을 수행하는 것과 관련된 임의의 다른 적절한 정보를 저장하는 메모리(1216)에 결합된 프로세서(1214)에 의해 분석된다. 또한, 프로세서(1214)는 무선 단말(들)(1204)에 보내질 수 있는 파일럿(들)을 구성하는 파일럿 발생기(1218)에 결합된다. 파일럿 발생기(1218)는 전송용 파일럿(들)을 발생하기 위하여 천천히 가변하는 유니터리 행렬을 이용할 수 있다. 또한, 파일럿 발생기(1218)에 의해 산출된 파일럿(들)은 CQI들을 평가하기 위하여 무선 단말(들)(1204)에 의해 이용될 수 있다.
파일럿 발생기(1218)는 수신된 CQI 데이터에 기초하여 데이터 전송을 스케줄링하는 전송 스케줄러(1220)에 효과적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 전송 스케줄러(1220)는 상술한 바와 같이 가상 안테나들의 서브세트를 통해 순환시킴으로써 데이터가 사용자에게 전송되게 할 수 있다. 또한, 전송 스케줄러(1220) 및/또는 파일럿 발생기(1218)는 데이터 및/또는 파일럿(들)을 변조기(1222)에 제공할 수 있다. 변조기(1222)는 송신기(1226)에 의해 안테나(들)(1208)을 통한 무선 단말(들)(1204)로의 전송을 위해 데이터 및/또는 파일럿(들)을 멀티플렉싱할 수 있다. 프로세서(1214)로부터 분리하여 도시하였지만, 파일럿 발생기(1218), 전송 스케줄러(1220) 및/또는 변조기(1222)는 프로세서(1214) 또는 다수의 프로세서들(미도시)의 일부일 수 있다.
도 13은 기지국(110), 단일-안테나 단말(120x) 및 다수의-안테나 단말(120y)의 일 실시예의 블럭도를 도시한다. 기지국(110)에서, 전송 (TX) 데이터 프로세서(1310)는 하나 이상의 단말들에 대하여 데이터를 수신하고, 하나 이상의 코딩 및 변조 방식들에 기초하여 데이터를 프로세싱(예를 들어, 인코딩, 인터리빙 및 심볼 맵핑)하여, 변조 심볼들을 제공한다. TX 데이터 프로세서(1310)는 전형적으로 단말에 대해 선택된 코딩 및 변조 방식에 각각 기초하여 각 단말에 대한 데이터를 프로세싱한다. 시스템이 SC-FDMA를 이용하는 경우, TX 데이터 프로세서(1310)는 각 단말에 대한 주파수-도메인 심볼들을 획득하기 위하여, 각 단말에 대한 변조 심볼들 상에서 FFT/DFT를 수행할 수 있다. TX 데이터 프로세서(1310)는 각 단말에 대한 출력 심볼들(OFDM에 대한 변조 심볼들 또는 SC-FDMA에 대한 주파수-도메인 심볼들일 수도 있음)을 획득하고, 각 단말에 대한 출력 심볼들을 단말에 이용된 가상 안테나들 및 부대역들 상에서 멀티플렉싱한다. TX 데이터 프로세서(1310)는 파일럿 심볼들을 파일럿 전송에 이용된 가상 안테나들과 부대역들 상에서 더 멀티플렉싱한다.
TX 공간 프로세서(1320)는 멀티플렉싱된 출력 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신하고, 예를 들어 식(3) 또는 식(7)에 나타낸 바와 같이 각 부대역에 대한 공간 프로세싱을 수행하며, T개의 송신 안테나들에 대한 송신 심볼들을 제공한다. 변조기(Mod)(1322)는 각 송신 안테나들에 대한, 예를 들어 OFDM, SC-FMDA 또는 일부 다른 변조 기술에 대한 송신 심볼들을 프로세싱한다. TX 공간 프로세서(1320)는 각 부대역에 대한 공간 프로세싱을 수행하기 때문에, SC-FDMA 변조는 2부분으로 분할되며, 이는 TX 데이터 프로세서(1310)와 변조기(1322)에 의해 수행된다. 변조기(1322)는 T개의 출력 샘플 스트림들을 T개의 송신기 유닛들(TMTR)(1324a 내지 1324t)에 제공한다. 각 송신기 유닛(1324)은 그 출력 샘플 스트림을 프로세싱(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 업컨버팅(upconvert))하고, 변조된 신호를 발생한다. 송신기 유닛들(1324a 내지 1324t)로부터 T개의 변조된 신호들은 T개의 안테나들(112a 내지 112t)로부터 각각 전송된다.
각 단말(120)에서, 하나 또는 다수의 안테나들(122)은 기지국(110)에 의해 전송된 변조된 신호를 수신하고, 각 안테나는 수신된 신호를 각 수신기 유닛(RCVR)(1354)에 제공한다. 각 수신기 유닛(1354)은 그 수신 신호를 프로세싱(예를 들어, 증폭, 필터링, 주파수 다운컨버팅 및 디지털화)하고, 수신된 샘플들을 복조기(Demod)(1356)에 제공한다. 복조기(1356)는 각 수신 안테나(122)에 대하여(예를 들어, OFDM, SC-FDMA 또는 일부 다른 변조 기술에 기초하여) 수신된 샘플들을 프로세싱하고, K개의 총 부대역들에 대한 주파수-도메인 수신된 심볼들을 획득하고, 할당된 부대역들에 대한 수신된 심볼들을 제공하며, 파일럿 전송에 이용된 부대역들에 대한 수신된 파일럿 심볼들을 제공한다.
단일-안테나 단말(120x)에 있어서, 데이터 검출기(1360x)는 복조기(1356x)로부터 수신된 심볼들을 획득하고, 수신된 파일럿 심볼들에 기초하여 할당된 부대역들에 대한 채널 추정을 유도하며, 단말(120x)로 전송된 출력 심볼들의 추정인 검출된 심볼들을 획득하기 위하여, 채널 추정에 기초하여 수신된 심볼들 상에서 데이터 검출(예를 들어, 균등화)을 수행한다. 다수의-안테나 단말(120y)에 있어서, 수신(RX) 공간 프로세서(1360y)는 복조기(1356y)로부터 수신된 심볼들을 획득하고, 수신된 파일럿 심볼들에 기초하여 할당된 부대역들에 대한 채널 추정을 유도하며, 검출된 심볼들을 획득하기 위하여, 채널 추정에 기초하여 수신된 심볼들 상에서 수신기 공간 프로세싱 수행한다. RX 공간 프로세서(1360y)는 MMSE(minimum mean square error) 기술, ZF(zero-forcing) 기술, MRC(maximal ratio combining) 기술, 연속 간섭 제거 기술 또는 일부 다른 수신기 프로세싱 기술을 구현할 수도 있다. 각 단말에 있어서, RX 데이터 프로세서(1362)는 검출된 심볼들을 프로세싱(예를 들어, 심볼 디맵핑, 디인터리빙 및 디코딩)하고, 단말에 대한 디코딩된 데이터를 제공한다. 일반적으로, 각 단말(120)에 의한 프로세싱은 기지국(110)에 의한 프로세싱과 서로 보완적이다.
각 단말(120)은 단말로의 데이터 전송에 대한 피드백 정보를 발생할 수 있다. 예를 들어, 각 단말(120)은, 예를 들어 수신된 파일럿 심볼들에 기초하여 가상 안테나들에 대한 SNR들을 추정할 수도 있다. 각 단말(120)은 SNR 추정 및/또는 다른 정보에 기초하여, 하나 이상의 코딩 및 변조 방식들, 하나 이상의 패킷 포맷들, 데이터 전송에 이용하기 위한 하나 이상의 가상 안테나들, 하나 이상의 직교 행렬들 등을 선택할 수 있다. 각 단말(120)은 올바르게 수신된 데이터 패킷들에 대한 확인응답들(ACK들)을 발생할 수도 있다. 피드백 정보는 SNR 추정, 선택된 코딩 및 변조 방식들, 선택된 가상 안테나(들), 선택된 직교 행렬(들), 선택된 부대역(들), ACK들, 전력 제어에 이용된 정보, 일부 다른 정보 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 피드백 정보는 TX 데이터 프로세서(1380)에 의해 프로세싱되고 다수의 안테나들이 존재하는 경우 TX 공간 프로세서(1382)에 의해 더 프로세싱되며, 변조기(1384)에 의해 변조되고, 송신기 유닛(들)(1354)에 의해 조절되며, 안테나(들)(122)을 통해 기지국(110)으로 전송된다. 기지국(110)에서, 단말(120x 및 120y)에 의해 전송된 변조된 신호들은 안테나들(112)에 의해 수신되고, 수신 유닛들(1324)에 의해 조절되며, 단말들에 의해 보내진 피드백 정보를 복원하기 위하여 복조기(1340), RX 공간 프로세서(1342) 및 RX 데이터 프로세서(1344)에 의해 프로세싱된다. 제어기/프로세서(1330)는 TX 데이터 프로세서(1310) 및 TX 공간 프로세서(1320)에 대한 다양한 제어를 발생하는 것은 물론, 각 단말에 대한 데이터 전송에 이용하기 위해 데이터 속도들 및 코딩 및 변조 방식들을 결정하기 위하여, 피드백 정보를 이용한다.
제어기들/프로세서들(1330, 1370x 및 1370y)은 기지국(110)과 단말들(120x 및 120y)에서 다양한 프로세싱 유닛들의 동작을 각각 제어한다. 메모리 유닛들(1332, 1372x 및 1372y)은 기지국(110)과 단말들(120x 및 120y)에 의해 이용된 데이터와 프로그램 코드들을 각각 저장한다. 제어기/프로세서(1330)는, 예를 들어 부대역들을 할당하고, 각 단말에 대한 공간 멀티플렉싱 순서를 선택하며, 각 단말에 할당된 각 부대역에 대한 가상 안테나들을 선택한다. CQI의 결정에 있어서, 프로세서들(1370)은 파일럿들을 순환시키는데 이용된 천천히 가변하는
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를 결정하고 디맵핑하는 프로세싱들을 조정할 수 있다.
명확하게 하기 위하여, K개의 총 부대역들을 구비한 시스템에 대해서 주로 설명한다. 본 명세서에 기재된 전송 기술들은 단일 부대역을 구비한 시스템에 이용될 수도 있다. 이러한 시스템에 있어서, 상술한 k는 부대역이 아닌 심볼 주기에 대한 인덱스일 수도 있다.
본 명세서에 기재된 전송 기술들은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 그 조합에 이용될 수도 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 송신기에서의 프로세싱 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적회로들(ASIC들), 디지털 신호 프로세서들(DSP들), 디지털 신호 프로세서 장치들(DSPD들), 프로그램 가능한 논리 장치들(PLD들), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이들(FPGA들), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전기 장치들, 본 명세서에 기재된 기능들을 수행하도록 디자인된 다른 전기 유닛들 또는 그 조합 내에서 구현될 수도 있다. 수신기에서의 프로세싱 유닛들은 하나 이상의 ASIC들, DSP들, 프로세서들 등 내에서 구현될 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 여기서 제시된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 일 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하기 위한 임의의 매체를 포함하는 통신 매체를 포함한다. 저장 매체는 범용 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용한 매체일 수도 있다. 예를 들어, 이러한 컴퓨터 판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장 매체, 자기 디스크 저장 매체 또는 다른 자기 저장 장치들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 요구되는 프로그램 코드를 저장하거나 전달하는데 사용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 임의의 연결 수단이 컴퓨터 판독가능한 매체로 간주될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 적외선 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들을 통해 전송되는 경우, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들이 이러한 매체의 정의 내에 포함될 수 있다. 여기서 사용되는 disk 및 disc은 컴팩트 disc(CD), 레이저 disc, 광 disc, DVD, 플로피 disk, 및 블루-레이 disc를 포함하며, 여기서 disk는 데이터를 자기적으로 재생하지만, disc은 레이저를 통해 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기 조합들 역시 컴퓨터 판독가능한 매체의 범위 내에 포함될 수 있다.
도 14를 참조하면, MIMO 무선 통신 환경에서 CQI들을 컴퓨팅할 수 있게 하는 시스템(1400)이 도시되어 있다. 예를 들어, 시스템(1400)은 무선 단말 내에서 적어도 부분적으로 존재한다. 시스템(1400)은 프로세서, 소프트웨어 또는 그 조합(예를 들어, 펌웨어)에 의해 구현될 수 있는 기능들을 나타내는 기능 블럭들일 수 있는 기능 블럭들을 포함한다. 시스템(1400)은 관련되어 작용할 수 있는 전기적 컴포넌트들의 논리적 그룹화(1402)를 포함한다. 예를 들어, 논리적 그룹화(1402)는 획득된 파일럿들(1404)에 기초하여 지원되는 가상 안테나들을 인식하는 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 논리적 그룹화(1402)는 지원되는 가상 안테나들(1406)을 통해 순환시킴으로써 지원되는 가상 안테나들에 대한 CQI들을 결정하는 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 논리적 그룹화(1402)는 데이터 전송(1408)을 스케줄링하기 위하여 기지국으로 CQI들을 전송하는 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 시스템(1400)은 전기적 컴포넌트들(1404, 1406 및 1408)과 관련된 기능들을 실행하는 명령들을 보유하는 메모리(1410)를 포함할 수 있다. 메모리(1410)의 외부에 도시하였지만, 하나 이상의 전기적 컴포넌트들(1404, 1406 및 1408)은 메모리(1410) 내에 존재할 수 있다.
도 15를 참조하면, MIMO 무선 통신 환경에서 전송을 스케줄링하고 데이터를 보내게 하는 시스템(1500)이 도시되어 있다. 시스템(1500)은, 예를 들어 기지국 내에 존재할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(1500)은 프로세서, 소프트웨어 또는 그 조합(예를 들어, 펌 웨어)에 의해 구현될 수 있는 기능들을 나타내는 기능 블럭들일 수 있는 기능 블럭들을 포함한다. 시스템(1500)은 관련되어 작용할 수 있는 전기적 컴포넌트들의 논리적 그룹화(1502)를 포함한다. 논리적 그룹화(1502)는 가상 안테나들의 세트(1504)를 통해 파일럿들을 전송하는 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 논리적 그룹화(1502)는 사용자(1506)에 의해 지원되는 가상 안테나들에 각각 대응하는 수신된 CQI들에 기초하여 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하는 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 논리적 그룹화(1502)는 지원되는 가상 안테나들(1508)에 걸쳐 순환시킴으로써 데이터를 전송하는 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 시스템(1500)은 전기적 컴포넌트들(1504, 1506 및 1508)과 관련된 기능들을 실행하는 명령들을 보유하는 메모리(1510)를 포함할 수 있다. 메모리(1510)의 외부에 도시하였지만, 하나 이상의 전기적 컴포넌트들(1504, 1506 및 1508)은 메모리(1510) 내에 존재할 수 있다.
상술한 내용은 하나 이상의 실시예들의 예들을 포함한다. 상술한 실시예들은 설명하기 위하여 컴포넌트들 또는 방법들의 모든 가능한 조합을 설명할 수는 없지만, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 실시예들의 많은 조합들 및 변경들이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 상술한 실시예들은 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내의 모든 대안, 변형 및 변경을 포함하고자 하는 것이다. 또한, 상세한 설명 또는 청구범위에서 "포함한다"라는 용어가 사용되는 범위에 대해, 이러한 용어는 "구성되는"이라는 용어가 청구범위에서 과도적인 단어로 사용될 때 해석되는 것과 같이 "구성되는"과 비슷한 식으로 포함되는 것이다.

Claims (57)

  1. 다중-입력 다중-출력(MIMO: multiple-input multiple-output) 무선 통신 환경에서 채널 품질 정보(CQI: channel quality information)의 평가를 원활하게 하는 방법으로서,
    기지국으로부터 파일럿들을 획득하는 단계;
    유니터리(unitary) 행렬에 기초하여 상기 파일럿들로부터 물리적 안테나 채널을 추정하는 단계;
    상기 추정된 물리적 안테나 채널에 기반하여 용량을 최적화하는 프리코딩 행렬을 선택하는 단계;
    상기 파일럿들에 대한 평가에 기초하여 상기 물리 안테나 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 식별하는 단계;
    상기 지원되는 계층들과 관련된 가상 안테나들을 통하여 순환(cycling)시킴으로써 CQI들의 세트를 컴퓨팅하는 단계 ― 각각의 CQI는 상기 지원되는 계층들 각각에 상응함 ―; 및
    데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 상기 CQI들의 세트 및 상기 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 물리적 안테나 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 식별하는 단계는, 상기 계층들에 관련된 신호 전력 비율들을 분석하는 단계를 더 포함하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    지원되지 않은 계층들에 대해 널(null) CQI들을 상기 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 가상 안테나 응답에 기초하여 제어 채널 CQI를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑(symbol rate hopping) 또는 블럭 호핑(block hopping) 중 적어도 하나를 사용하는 개방 루프 MIMO를 이용하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 폐쇄 루프 MIMO를 이용하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 기지국은 CQI 컴퓨팅에 사용되는 상기 지원되는 계층들과 관련된 동일한 가상 안테나들 상에서 상기 데이터를 전송하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기지국은 다이버시티를 위해 상기 지원되는 계층들과 관련된 상기 가상 안테나들 상에서 순환(cycle)하는,
    채널 품질 정보(CQI)의 평가를 원활하게 하는 방법.
  10. 무선 통신 장치로서,
    가변 유니터리 행렬에 기초하여 파일럿들로부터 물리적 안테나 채널을 추정하는 것과 관련된 명령들,
    상기 추정된 물리적 안테나 채널에 기초하여 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 선택하는 것과 관련된 명령들,
    수신된 파일럿들의 평가에 기초하여 상기 물리적 안테나 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 결정하는 것과 관련된 명령들,
    CQI들의 세트를 상기 지원되는 계층들에 상응하는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 평가하는 것과 관련된 명령들,
    데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 상기 CQI들의 세트를 송신하는 것과 관련된 명령들, 및
    상기 CQI들의 세트와 함께 상기 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 송신하는 것과 관련된 명령들을 보유하는 메모리 ― 각각의 CQI는 상기 지원되는 계층들 각각에 관련됨 ―; 및
    상기 메모리에 결합되고, 상기 메모리에 보유된 상기 명령들을 실행시키도록 구성된 프로세서를 포함하는,
    무선 통신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 수신된 파일럿들에 기초하여 상기 계층들에 관련된 신호 전력 비율들을 분석하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하는,
    무선 통신 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 메모리는 제 1 가상 안테나 응답에 기초하여 제어 채널 CQI를 결정하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하는,
    무선 통신 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    개방 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    무선 통신 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    폐쇄 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    무선 통신 장치.
  15. 삭제
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 메모리는 CQI 평가에 사용되는 동일한 가상 안테나들 상에서 송신되는 데이터를 획득하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하는,
    무선 통신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 데이터는 다이버시티를 제공하기 위하여 상기 가상 안테나들 상에서 순환함으로써 송신되는,
    무선 통신 장치.
  18. MIMO 무선 통신 환경에서 CQI들의 컴퓨팅을 인에이블하는 무선 통신 장치로서,
    가변 유니터리 행렬에 기초하여 획득된 파일럿들로부터 물리적 안테나 채널을 추정하기 위한 수단;
    상기 추정된 물리적 안테나 채널에 기초하여 용량을 최적화하는 프리코딩 행렬을 선택하기 위한 수단;
    상기 획득된 파일럿들에 기초하여 지원되는 가상 안테나들을 인식하기 위한 수단;
    상기 지원되는 가상 안테나를 통해 순환시킴으로써 상기 지원되는 가상 안테나에 대한 CQI들을 결정하기 위한 수단;
    데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 상기 CQI들을 기지국으로 송신하기 위한 수단; 및
    상기 CQI들과 함께 상기 선택된 프리코딩 행렬과 관련된 인덱스를 상기 기지국으로 송신하기 위한 수단을 포함하는,
    무선 통신 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제 1 가상 안테나 응답에 기초하여 제어 채널 CQI를 결정하기 위한 수단을 더 포함하는,
    무선 통신 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 개방 루프 MIMO를 이용하는,
    무선 통신 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 폐쇄 루프 MIMO를 이용하는,
    무선 통신 장치.
  22. 삭제
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 지원되는 가상 안테나들 상에서 상기 기지국에 의해 송신되는 데이터를 수신하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 기지국은 상기 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환하는,
    무선 통신 장치.
  24. 컴퓨터-실행가능 명령들이 저장된 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    상기 컴퓨터-실행가능 명령들은,
    기지국으로부터 파일럿들을 수신하기 위한 명령들;
    가변 유니터리 행렬에 기초하여 상기 파일럿들로부터 물리적 안테나 채널을 추정하기 위한 명령들;
    상기 추정된 물리적 안테나 채널에 기초하여 용량을 최적화하는 프리코딩 행렬을 선택하기 위한 명령들;
    상기 파일럿들의 평가에 기초하여 상기 물리적 채널에 의해 지원되는 계층들의 개수를 결정하기 위한 명령들;
    상기 지원되는 계층들과 관련된 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 CQI들의 세트를 생성하기 위한 명령들 ― 각각의 CQI는 상기 지원되는 계층들 각각에 상응함 ―;
    데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 상기 CQI들의 세트를 상기 기지국으로 전송하기 위한 명령들; 및
    상기 CQI들의 세트와 함께 상기 선택된 프리코딩 행렬과 관련된 인덱스를 상기 기지국으로 송신하기 위한 명령들을 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 컴퓨터-실행가능 명령들은 제 1 가상 안테나 응답에 기초하여 제어 채널 CQI를 결정하기 위한 명령들을 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  26. 제 24 항에 있어서,
    개방 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  27. 제 24 항에 있어서,
    폐쇄 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  28. 삭제
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 컴퓨터-실행가능 명령들은 CQI 생성에 이용되는 동일한 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 상기 기지국에 의해 송신되는 데이터를 획득하기 위한 명령들을 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  30. 무선 통신 시스템의 장치로서,
    유니터리 행렬에 기반하여 획득된 파일럿들로부터 물리적 안테나 채널을 추정하고; 상기 추정된 물리적 안테나 채널에 기초하여 용량을 최적화하는 프리코딩 행렬을 선택하고; 상기 획득된 파일럿들에 기초하여 지원되는 가상 안테나들을 인식하고; 상기 지원되는 가상 안테나들을 통해 순환시킴으로써 상기 지원되는 가상 안테나들에 대한 CQI들을 결정하며, 그리고 데이터 전송을 스케줄링하기 위하여 기지국으로 상기 CQI들 및 상기 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 송신하도록 구성된 프로세서를 포함하는,
    무선 통신 시스템의 장치.
  31. MIMO 무선 통신 환경에서 기지국으로부터의 데이터 전송을 원활하게 하는 방법으로서,
    가상 안테나들의 세트를 통해 CQI 파일럿들을 송신하는 단계;
    사용자에 대해 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 각각 속하는 하나 이상의 CQI들을 획득하고 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 획득하는 단계 ― 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들은 상기 가상 안테나들의 서브세트임 ―;
    상기 CQI 데이터에 기초하여 상기 사용자에 대한 데이터 전송을 스케줄링하는 단계; 및
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 사용하고 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 데이터를 전송하는 단계를 포함하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    가변 유니터리 행렬에 기초하여 상기 CQI 파일럿들을 생성하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    지원되지 않은 가상 안테나들에 상응하는 널 CQI들을 획득하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  34. 제 31 항에 있어서,
    공평성(fairness) 및 상기 CQI 데이터에 기초하여 데이터 전송을 스케줄링하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  35. 제 31 항에 있어서,
    지원되는 가상 안테나들의 제 1 개수와 상이한 제 2 개수의 가상 안테나들을 통해 송신하도록 선택하는 단계; 및
    상기 제 1 개수 대 상기 제 2 개수의 비율에 기초하여 데이터 전송에 대한 전력 레벨을 조절하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 단계는, 블럭 호핑 모드 동안에 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 속하는 각각의 타일 상에서 유니터리 행렬의 열들(columns)을 활성화(exciting)하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  37. 제 31 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 개방 루프 MIMO를 이용하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  38. 제 31 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 폐쇄 루프 MIMO를 이용하는,
    데이터 전송을 원활하게 하는 방법.
  39. 무선 통신 장치로서,
    가상 안테나들의 세트를 통해 파일럿들을 전송하는 것과 관련된 명령들,
    사용자에 대해 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 각각 속하는 하나 이상의 CQI들을 수신하고 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 수신하는 것과 관련된 명령들,
    상기 CQI 데이터에 기초하여 상기 사용자에 대해 데이터 전송을 스케줄링하는 것과 관련된 명령들, 및
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 사용하고 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 데이터를 전송하는 것과 관련된 명령들을 보유하는 메모리 ― 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들은 상기 가상 안테나들의 서브세트임 ―; 및
    상기 메모리에 결합되고, 상기 메모리에 보유된 상기 명령들을 실행시키도록 구성된 프로세서를 포함하는,
    무선 통신 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 메모리는 가변 유니터리 행렬에 기초하여 상기 파일럿들을 생성하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하는,
    무선 통신 장치.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 메모리는 공평성(fairness) 및 상기 CQI 데이터에 기초하여 데이터 전송을 스케줄링하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하는,
    무선 통신 장치.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 메모리는 지원되는 가상 안테나들의 개수와 비교하여 상이한 개수의 가상 안테나들을 통해 송신하도록 선택하고 데이터 전송을 위한 전력 레벨을 조절하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하는,
    무선 통신 장치.
  43. 제 39 항에 있어서,
    상기 메모리는 블럭 호핑 모드 동안에 각각의 타일 상에서 유니터리 행렬의 열들을 활성화함으로써 데이터를 전송하는 것과 관련된 명령들을 더 보유하며, 상기 열들은 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 관련되는,
    무선 통신 장치.
  44. 제 39 항에 있어서,
    개방 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    무선 통신 장치.
  45. 제 39 항에 있어서,
    폐쇄 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    무선 통신 장치.
  46. MIMO 무선 통신 환경에서 전송 스케줄링 및 데이터 전송을 인에이블(enable)하는 무선 통신 장치로서,
    가상 안테나들의 세트를 통해 파일럿들을 송신하기 위한 수단;
    사용자에 의해 지원되는 가상 안테나들에 각각 상응하는 수신된 CQI들 및 선택된 프리코딩 행렬의 수신된 인덱스에 기초하여 사용자에 대해 데이터 전송을 스케줄링하기 위한 수단; 및
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 사용하고 상기 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 데이터를 전송하기 위한 수단을 포함하는,
    무선 통신 장치.
  47. 제 46 항에 있어서,
    가변 유니터리 행렬에 기초하여 상기 파일럿들을 생성하기 위한 수단을 더 포함하는,
    무선 통신 장치.
  48. 제 46 항에 있어서,
    지원되는 가상 안테나들의 개수와 상이한 개수의 가상 안테나들 상에서 전송하도록 선택하기 위한 수단; 및
    데이터 전송을 위해 전력 레벨을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는,
    무선 통신 장치.
  49. 제 46 항에 있어서,
    블럭 호핑 모드 동안에 각각의 타일 상에서 유니터리 행렬의 열들을 활성화시키기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 열들은 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 관련되는,
    무선 통신 장치.
  50. 제 46 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 개방 루프 MIMO를 이용하는,
    무선 통신 장치.
  51. 제 46 항에 있어서,
    상기 MIMO 통신 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 적어도 하나를 사용하는 폐쇄 루프 MIMO를 이용하는,
    무선 통신 장치.
  52. 컴퓨터-실행가능 명령들이 저장된 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    상기 컴퓨터-실행가능 명령들은,
    유니터리 행렬에 기초하여 생성되는 파일럿들을 가상 안테나들의 세트를 통해 송신하기 위한 명령;
    사용자에 의해 지원되는 가상 안테나들에 각각 상응하는 수신된 CQI들 및 선택된 프리코딩 행렬의 수신된 인덱스에 기초하여 상기 사용자에 대해 데이터 전송을 스케줄링하기 위한 명령; 및
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 사용하고 상기 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 데이터를 전송하기 위한 명령을 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 컴퓨터-실행가능 명령들은 지원되는 가상 안테나들의 개수와 상이한 개수의 가상 안테나들이 사용될 때 데이터를 전송하기 위한 전력 레벨을 조절하는 것을 더 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  54. 제 52 항에 있어서,
    상기 컴퓨터-실행가능 명령들은 데이터를 전송하기 위해 블럭 호핑 모드 동안에 각각의 타일 상에서 상기 유니터리 행렬의 열들을 활성화시키는 것을 더 포함하며, 상기 열들은 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 관련되는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  55. 제 52 항에 있어서,
    개방 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  56. 제 52 항에 있어서,
    폐쇄 루프 MIMO 환경은 심볼 레이트 호핑 또는 블럭 호핑 중 하나 이상을 사용하여 이용되는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  57. 무선 통신 시스템의 장치로서,
    가상 안테나들의 세트를 통해 CQI 파일럿들을 송신하고;
    사용자에 대해 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들에 각각 속하는 하나 이상의 CQI들을 획득하고 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 획득하며 ― 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들은 상기 가상 안테나들의 서브세트임 ―;
    상기 CQI 데이터에 기초하여 상기 사용자에 대해 데이터 전송을 스케줄링하고; 그리고
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 사용하고 상기 하나 이상의 지원되는 가상 안테나들 상에서 순환시킴으로써 데이터를 전송하도록 구성된 프로세서를 포함하는,
    무선 통신 시스템의 장치.
KR1020097011971A 2006-11-10 2007-11-10 무선 통신 시스템에서 안테나 다이버시티의 제공 KR101067183B1 (ko)

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US60/865,313 2006-11-10
US11/937,472 US8885744B2 (en) 2006-11-10 2007-11-08 Providing antenna diversity in a wireless communication system
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