KR101300837B1

KR101300837B1 - 채널 정보를 피드백하는 수신 장치 및 채널 정보 피드백방법

Info

Publication number: KR101300837B1
Application number: KR1020070133726A
Authority: KR
Inventors: 박창순; 김준모; 김성진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2013-08-29
Also published as: KR20080114471A

Abstract

채널 정보를 피드백하는 수신 장치가 개시된다. 채널 정보를 피드백하는 수신 장치는 복수의 데이터 스트림들을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정하는 채널 벡터 측정부, 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대하여 상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택하는 후보 코드북 벡터 선택부 및 상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 선택 코드북 벡터 결정부를 포함한다.

다중 입출력, MIMO, 피드백, 채널 품질 정보, 채널 방향 정보, 코드북, 실효 채널, 제로 포싱

Description

채널 정보를 피드백하는 수신 장치 및 채널 정보 피드백 방법{METHOD OF FEEDING BACK CHANNEL INFORMATION AND RECEIVER FOR FEEDING BACK CHANNEL INFORMATION}

본 발명은 다중 입출력 통신 시스템에서, 사용자 단말기와 같은 수신 장치가 채널 정보를 피드백하기 위한 기술과 관련된 것이다. 특히, 사용자 단말기와 같은 수신 장치가 채널 정보를 피드백하기 위해 사용하는 용량이 제한된 경우, 채널 정보를 효과적으로 피드백하기 위한 기술과 관련된 것이다.

송신 안테나들의 개수가 M이고, 수신 안테나들의 개수가 N인 Multiple-input multiple-output (MIMO) 시스템이 달성할 수 있는 용량은 단일 송수신 안테나 시스템이 달성할 수 있는 용량보다 근사적으로 min(M,N) 배만큼 큰 것으로 알려져 있다.

하지만, 사용자 단말기와 같은 수신 장치에 다수의 안테나들이 설치되는 경우, 경제적인 문제, 안테나들 사이에 충분히 거리가 확보되어야 하는 등 여러 가지 문제들이 존재한다. 따라서, 일반적으로, 사용자 단말기와 같은 수신 장치에 설치될 수 있는 수신 안테나들의 개수는 제한된다. 그러나, 수신 안테나들의 개수가 제한된 경우, 달성할 수 있는 용량에는 한계가 존재한다.

최근, 이러한 한계를 극복하기 위해 다양한 기술들이 제안되고 있으며, 대표적으로 다중 사용자 다중 송수신 안테나 시스템(multi-user MIMO System) 기술이 부각되고 있다. 다중 송수신 안테나 시스템 기술에 따르면, 기지국에 설치된 다수의 송신 안테나들의 개수에 상응하는 만큼의 용량이 증대될 수 있다.

다만, 다수의 송신 안테나들의 개수에 상응하는 만큼의 용량을 증대시키기 위해서는 기지국이 사용자 단말기들의 채널 상태를 충분히 파악하고, 파악된 채널 상태를 기초로 전송 신호를 생성할 수 있어야 한다. 이 때, 기지국이 채널 상태를 충분히 파악하기 위해서는 일반적으로 하드웨어의 복잡도가 증가하며, 소정의 무선 자원이 소모되어야 하는 단점이 있다. 이 때, 하드웨어의 복잡도가 비교적 낮으며, 우수한 성능을 달성할 수 있는 전송 기법들 대표적인 기법이 ZeroForcing BeamForming(ZF-BF) 기법이다.

ZF-BF 기법을 적용하는 경우, 사용자 단말기는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국으로 피드백해야 한다. 이 때, 사용자 단말기가 채널 정보를 피드백하는 과정에서 다양한 문제점들이 발생한다.

첫째로, ZF-BF 기법을 사용하는 Multi user MIMO시스템에서 사용자 단말기들 각각은 실제 채널의 방향과 일치하는 채널 방향 정보(channel direction information, CDI)를 기지국으로 피드백할 수 없다. 즉, 일반적으로 사용자 단말기는 미리 저장된 코드북 벡터들 중 실제 채널의 방향과 가장 일치하는 벡터를 선택하고, 선택된 벡터의 방향 정보를 채널 방향 정보로서 피드백하므로, 실제 채널 의 방향과 피드백되는 채널 방향 정보 사이에는 오차가 존재한다. 이 때, 이러한 오차를 양자화 에러라고 한다.

두 번째로, 사용자 단말기들 각각이 데이터를 수신하는 경우, 기지국 및 사용자 단말기들 모두는 사용자 단말기들 각각에서의 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)를 정확히 측정할 수 없다. 따라서, 기지국은 정확한 SINR을 측정할 수 없으므로, 실제의 채널과 부합하는 데이터 전송율을 설정할 수 없는 문제가 발생한다.

따라서, 사용자 단말기가 사용할 수 있는 피드백 채널 용량이 제한되어 있는 상황에서, 사용자 단말기가 다중 송수신 안테나 시스템의 용량을 극대화할 수 있도록 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 생성하고, 생성된 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 기지국으로 피드백할 수 있는 기술이 요구된다.

본 발명의 일실시예에 따른 채널 정보를 피드백하는 수신 장치는 복수의 데이터 스트림들을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정하는 채널 벡터 측정부, 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대하여 상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택하는 후보 코드북 벡터 선택부 및 상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 선택 코드북 벡터 결정부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 채널 정보 피드백 방법은 복수의 데이터 스트림들을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정하는 단계, 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대하여 상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택하는 단계 및 상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 복수의 양자화 에러뿐만 아니라 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 복수의 후보 코드북 벡터들을 선택하고, 선택된 복수의 후보 코드북 벡터들 중 어느 하나를 실효 채널 벡터로 결정함으로써 수신 장치의 수신 성능을 높일 수 있는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치 및 채널 정보 피드백 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 그리디(greedy)한 방법을 통하여 복수의 데이터 스트림들에 대응하는 실효 채널 벡터들을 결정함으로써 보다 적은 계산량을 가지고도 수신 장치의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치 및 채널 정보 피드백 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템에서, 기지국은 유저 선택부(110) 및 제로포싱 빔포머(120)를 포함하고, 사용자 단말기들 각각은 채널 정보 생성부(131, 141, 151) 및 수신 빔포머(132, 142, 152)를 포함한다.

K개의 사용자 단말기들 각각은 자신의 채널 상태를 측정하고, 측정된 채널 상태에 따라 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산한다. 여기서, 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보의 개수는 사용자 단말기들 각각에 대응하는 데이터 스트림의 개수에 따라 한 개 혹은 여러 개가 될 수 있다.

사용자 단말기들 각각이 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 생성한 경우, 사용자 단말기들 각각은 생성된 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보에 따라 수신 빔포밍에 사용되는 수신 가중치 벡터를 추출할 수 있다. 사용자 단말기들 각각은 추후 수신 가중치 벡터를 이용하여 수신된 신호를 결합할 수 있다.

사용자 단말기들 각각은 생성된 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 feedback channel을 통해 기지국으로 피드백한다. 만약, 데이터 스트림의 개수가 조절 가능한 시스템이라면, 사용자 단말기들 각각은 원하는 데이터 스트림 개수를 기지국으로 알려줄 수도 있다.

기지국은 모든 사용자 단말기들의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 이용하여 미리 설정된 사용자 선택 알고리즘에 근거하여 실제로 데이터를 수신하는 사용자 단말기를 선택한다. 그리고, 기지국은 선택된 사용자 단말기에 대하여 채널 방향 정보를 이용하여 제로포싱 빔포밍을 수행하고, 데이터를 송신한다. 이때, 기지국은 사용자 단말기들 각각으로부터 피드백된 채널 품질 정보를 이용하여 데이터 전송률을 설정한다.

수신 안테나들의 개수가 여러 개일 때, 각 수신 안테나들이 수신한 데이터를combining 하여 채널 방향 정보의 양자화 에러(quantization error)를 줄일 필요가 있다. 이 때, 양자화 에러를 줄이기 위해 사용되는 알고리즘의 개략적인 설명은 다음과 같다.

사용자 단말기들 각각에 설치된 수신 안테나의 개수가 한 개인 경우, 사용자 단말기들 각각은 양자화된 코드북 벡터들 중 실제의 채널 벡터의 방향과 가장 가까운 벡터를 선택 코드북 벡터로 선택한다. 즉, 사용자 단말기들 각각은 코드북 벡터들 중 실제 채널 벡터와 이루는 각도가 가장 작은 벡터를 선택하는 것이다.

또한, 수신 안테나들의 개수가 두 개 이상인 경우, 수신 안테나들 각각에 대응하는 채널 벡터들 각각에 특정한 계수를 곱하고, 그 결과를 서로 더하는 linear combining이 가능할 수 있으며, linear combining으로 인해 양자화 에러가 감소할 수 있다.

예를 들어, 송신 안테나들의 개수가 3개일 때, 어느 특정 사용자 단말기의 첫 번째 수신 안테나에 대응하는 채널 벡터가

이고, 두 번째 수신 안테나에 대응하는 채널 벡터가

인 경우, 그 사용자 단말기는 수신 빔포밍을 수행할 수 있다. 이 때, 그 사용자 단말기의 실효 채널 벡터는

로 표현될 수 있다. 여기서, b ₁, b ₂는 수신 빔포밍에 사용되는 가중치이다.

b ₁, b ₂가 임의의 값을 가질 때 실효 채널 벡터

는

및

에 의해 스팬되는 공간 상에 존재하는 무수히 많은 벡터들 중 어느 하나의 벡터이다. 따라서, 많은 개수의 벡터들과 코드북 벡터들 사이의 각도를 비교함으로써, 실효 채널 벡터가 결정될 수 있다. 즉, 수신 빔포밍을 수행하는 다중 수신 안테나들이 설치된 사용자 단말기는 다수의 벡터들과 미리 저장된 코드북 벡터들을 비교함으로써 단일 수신 안테나가 설치된 사용자 단말기보다 양자화 에러를 감소시킬 수 있다.

도 2는 코드북 벡터들 및 채널 벡터들로 스팬되는 부공간(sub-space)의 일예를 도시한 도면이다.

도 3은 채널 벡터들 및 실효 채널 벡터의 일예를 도시한 도면이다.

도 4는 데이터 스트림들의 개수가 2인 경우, 실효 채널 벡터들의 일예를 나타낸 도면이다.

도 5는 실효 채널 벡터들 및 가중치 벡터들의 일예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 각각의 크기가 1인 코드북 벡터들 c ₁, c ₂, c ₃가 존재한다. 이 때, 도면 부호 210은 채널 벡터

및

에 의해 스팬되는 공간을 나타낸다.

코드북 벡터들과

및

에 의해 스팬되는 공간 사이의 각도는 코드북 벡터들을

및

에 의해 스팬되는 공간으로 투영(projection)하여 생성된 벡터들의 크기에 따라 계산될 수 있다. 즉, 코드북 벡터들과

및

에 의해 스팬되는 공간 사이의 각도가 증가할수록, 코드북 벡터들을

및

에 의해 스팬되는 공간으로 투영(projection)하여 생성된 벡터들의 크기가 감소할 것이다.

결국, 코드북 벡터들을

및

에 의해 스팬되는 공간으로 투영(projection)하여 생성된 벡터들의 크기가 가장 큰 경우에 대응하는 코드북 벡터 를 양자화된 실효 채널 벡터로 선택함으로써 양자화 에러가 감소될 수 있다. 그리고, 상술한 과정을 통하여,

의 방향이 결정된 경우, 수신 빔포밍에 사용되는 수신 가중치 벡터인 b=[b ₁, b ₂]가 계산될 수 있다.

그러나, 실효 채널 벡터

를 방향 또는 양자화 에러만을 고려하여 계산하는 것은 문제가 있을 수 있다. 즉,

및

는 변경될 수 없는 벡터이지만

는

및

를 임의로 선형 결합하여 생성될 수 있는 변경될 수 있는 벡터라는 점을 상기할 필요가 있다. 즉,

는 방향뿐만 아니라 크기 또한 최적화된 값으로 선택될 수 있는데,

의 방향에만 초점을 두는 것은 비효율적일 수 있다.

이 때, 정규화 조건인

조건을 가지고,

의 방향의 방향이 결정되면,

의 크기는 자동적으로 결정되는 문제가 있다. 여기서, 정규화 조건은 사용자 단말기가 수신 빔포밍을 수행하기 전과 수행한 이후에서 가우시안 잡음(Gaussian noise)의 파워를 동일하게 유지하기 위해 필요하다.

양자화 에러만을 줄이는 방향으로

가 결정되는 경우, 양자화 에러는 최소화될 수 있으나,

의 크기는 작아질 수 있다. 예를 들어

이고,

인 경우, 양자화 에러만을 고려하여 계산된

의 방향이

방향이라고 가정한다. 이 때,

및

을 통하여

가 계산될 수 있다. 따라서,

으로 계산될 수 있으며, 계산된

의 크기는 매우 작다는 것을 알 수 있다. 이와 관련하여 도 3을 참조하면,

의 크기가 매우 작게 결정되었음을 알 수 있다.

다만, 양자화 에러를 다소 증가시키더라도,

의 방향을 갖도록

가 결정되었다면,

가 되고,

의 크기는 상당히 커질 수 있음을 알 수 있다. 결국, 채널 정보를 피드백하기 위해 사용될 수 있는 무선 자원이 제한된 제로포싱 빔포밍 전송 기법에 따른 통신 시스템에서, 사용자 단말기에서 측정되는 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR)는 양자화 에러뿐만 아니라, 실효 채널 벡터의 크기의 함수이다. 따라서, 사용자 단말기는 양자화 에러뿐만 아니라 실효 채널 벡터의 크기를 더 고려하여 신호 대 간섭 및 잡음 비를 증가시킬 필요가 있다.

보다 상세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 변수 또는 기호에 대해 정의한다.

(1)

: k번째 사용자 단말기의 i 번째 수신 안테나에 대응하는 M X 1채널 벡터임, 즉,

의 j번째 성분은 기지국의 j번째 송신 안테나에서 k번째 사용자 단말기의 i번째 수신 안테나 사이에 형성된 채널의 계수(coefficient)이다.

(2)

: k번째 사용자 단말기에 대응하는 M X N 채널 매트릭스임. 즉,

는

이다.

(3)

: 코드북에 포함된 i번째 M X 1 코드북 벡터임. 여기서, 코드북 벡터들은 B비트로 양자화되고, i는 1부터 2^B까지의 범위에 속하는 정수임. 그리고

의 크기는

로 정규화(normalization)됨.

는

의 유클라디언 놈(Euclidian norm)임.

(4)

: k번째 사용자 단말기의 수신 빔포밍에 사용되는 r번째 N X 1 수신 가중치 벡터로서,

임.

임. 여기서, r은 사용자 단말기들 각각이 수신하는 독립적인 데이터 스트림들의 인덱스(index)를 나타냄. k번째 사용자 단말기에 대한 데이터 스트림들의 개수가 R_k인 경우, r은 1부터 R_k까지의 범위에 속하는 정수이며, R_k는 1부터 min(M,N)까지의 범위에 속하는 정수임.

(5)

: 수신 빔포밍이 수행된 후, k번째 사용자 단말기의 r번째 M X 1 실효 채널 벡터임. 즉,

이고,

임.

(6)

:

이며,

임.

(7)

: k번째 사용자 단말기의 r번째 데이터 스트림에 대응하는 M X 1 송신 제로포싱 빔포밍(zero-forcing beamforming) 벡터임.

임.

(8)

: k번째 사용자 단말기가 아닌 다른 사용자 단말기에 대응하는 r번째 데이터 스트림을 위한 M X 1 송신 제로포싱 빔포밍 벡터임. 여기서, r은 R_k+1부터 M까지의 범위에 속하는 정수이며,

임.

(9)

:

벡터들에 의해 스팬될 수 있는 n차원의 부공간(n-dimensional subspace)임. 즉,

는 임의의 상수

에 대해

로 표현되는 부공간임.

k번째 사용자 단말기의 i 번째 수신 안테나을 통해 수신되는 신호는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

상기 수학식 1을 참조하면, x는 M X 1 전송 신호 벡터이고,

는 평균이 제로(zero)이고, 분산이

인 복소 가우시안 잡음(complex Gaussian noise)이다. 이 때, 모든 수신 안테나들을 통해 수신되는 신호들에 대해, r 번째 데이터 스트림에 대응하는 수신 가중치 벡터를 이용하여 수신 빔포밍을 수행한 후, k 번째 사용자 단말기가 수신한 신호는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.

이 때, 수신 빔포밍을 수행하기 전과 후의 가우시안 잡음의 분산을 동일하게 맞추어주기 위해서는

와 같은 정규화 조건이 필요하다.

상기 수학식 2를 참조하면, r번째 데이터 스트림에 대응하는 실효 채널 벡터는

이며,

에 대응하는 양자화된 벡터를

으로 가정한다. 이 때,

이며,

는 코드북 벡터들

중 어느 하나의 벡터로 결정된다.

기지국이 송신 빔포밍 가중치 벡터인

(r=1, 2, 3,..., R_k)와

를 이용하여 M개의 데이터 스트림들을 송신하 고, 전체의 송신 전력 P를 데이터 스트림들 각각에 분배하였다고 가정한다. 이 때, k번째 사용자 단말기에서 수신되는 r 번째(r=1, 2, 3,..., R_k) 데이터 스트림에 대한 정확한 SINR은 표현하면 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.

상기 수학식 3을 참조하면, 분모는 잡음 전력 및 간섭 전력의 합으로 표현되는데, 간섭 전력에 해당하는 두 항 중 첫 번째 항은 k 번째 사용자 단말기가 수신하는 복수의 데이터 스트림들 중 r 번째 데이터 스트림을 제외한 다른 데이터 스트림으로 인한 전력을 의미한다. 또한, 간섭 전력에 해당하는 두 항 중 두 번째 항은 k 번째 사용자 단말기를 제외한 다른 사용자 단말기를 위한 데이터 스트림으로 인한 전력을 의미한다.

이 때,

및

가 특정한 방법에 따라 결정된 경우를 가정한다. 이 때, k 번째 사용자 단말기는 다른 사용자 단말기의 채널 상태를 파악할 수 없으므로, k 번째 사용자 단말기는 송신 빔포밍 가중치 벡터를 정확히 파악할 수 없다. 따라서, k 번째 사용자 단말기는 상기 수학식 3을 통하여 정확한 SINR을 계산할 수 없다. 그러나, k 번째 사용자 단말기는 SINR을 근사적으로 추정할 수 있는데, 아래에서 설명한다.

먼저, 데이터 스트림의 개수 R_k=2 라고 가정한다. 이 때, k 번째 사용자 단말기에서 수신되는 첫 번째 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비는 하기 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

상기 수학식 4 및 도 4를 참조하면, 송신 빔포밍 가중치 벡터

및

는

및

와 직교하는 부공간들 상에 존재할 수 있다. 다만, 도 4는 송신 안테나들의 개수 M=3으로서, 부공간이 2 차원의 평면인 경우를 도시하였으나, 만약 M=4인 경우 부공간의 차원은 3차원이다.

만약, 기지국이 많은 사용자 단말기들 중 사용자 단말기들의 실효 채널 벡 터가 거의 수직(near orthogonal)이 되도록 사용자 단말기들을 선택할 수 있다고 가정한다면,

은 특정한 값으로 근사화될 수 있다. 즉, k번째 사용자 단말기가 아닌 다른 사용자 단말기의 실효 채널 벡터가 근사적으로

및

와 거의 직교한다고 가정하면, 다른 사용자 단말기의 실효 채널 벡터는

에 근사적으로 직교할 것이다.

그런데,

는 다른 사용자 단말기의 실효 채널 벡터와 수직이어야 하므로

는 근사적으로

상에 존재하는 것으로 판단될 수 있다. 또한,

는

와 수직이어야 하므로,

상에 존재한 벡터들 중

와 직교하는 벡터의 방향이 근사적으로

의 방향임을 알 수 있다.

마찬가지로,

상에 존재하는 벡터들 중

와 직교하는 벡터의 방향이 근사적으로

의 방향이 됨을 알 수 있다. 따라서, 송신 가중치 벡터들이 근사화된

및

를 기초로 그람-슈미트 직교화 기 법(Gram-Schmidt orthogonalization)방법을 적용함으로써, 하기 수학식 5 및 하기 수학식 6이 표현될 수 있다.

이 때, 상기 수학식 4에서, 분모의 두 번째 항을 주목한다.

은

및

와 직교해야 함을 알 수 있다. 또한,

는

와 수직인 (M-2) 차원(dimensional) 부공간에서 방향성을 예측할 수 없는 등방형(isotropic) 확률 분포를 갖는다. 이러한 등 방형 확률 분포 하에서,

의 평균은 하기 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.

상기 수학식 7을 참조하면,

및

는

의 orthonormal basis vector이며,

및

는 그람-슈미트 직교화 기법을 이용하여 계산될 수 있다.

상기 수학식 7에서,

는

를

로 투영시켜 생성된 투영값의 크기의 제곱이고,

는

를

로 투영시켜 생성된 투영값의 크기의 제곱이다. 결국, 상술한 바와 같이,

및

가 근사화된

와

및

의 평균을 이용하여

는 하기 수학식 8과 같이 근사화될 수 있다.

상기 수학식 8 및 도 5를 참조하면,

및

을 연결하는 점선은

을 나타낸 것이다. 도 5에서 도시된 표시한 각도를 이용하여

는 하기 수학식 9와 같이 근사화될 수 있다.

가 벡터

및

사이의 각도인 경우, 상기 수학식 9에서 사용된 각도들은 하기 수학식 10, 11 12와 같이 표현될 수 있다.

상술한 바와 동일한 방법을 이용하여

는 하기 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.

사용자 단말기들 각각은 상기 수학식 9 및 상기 수학식 13으로부터 계산되는

및

을 채널 품질 정보로서 기지국으로 피드백한다.

다른 예를 들어, 데이터 스트림들의 개수 R_k=3 인 경우

는 하기 수학식 14와 같이 근사화될 수 있다.

이 때, 상기 수학식 14에서 사용된 변수들은 아래와 같다.

(1)

(2)

(3)

여기서,

,

는 각각

,

의 orthonormal basis vector들을 나타낸다. 그리고,

은

의 orthonormal basis vector들을 나타낸다.

일반적인 예를 들어, 데이터 스트림들의 개수 R_k=R 인 경우,

는 하기 수학식 15와 같이 근사화될 수 있다.

여기서, 상기 수학식 15에서 사용된 변수들은 각각 아래와 같이 표현될 수 있다.

(1)

(2)

(3)

여기서,

는

중

를 제외한 나머지 벡터들로 스팬될 수 있는 (R-1) 차원의 부공간들의 orthonormal basis vector들이다. 이 때,

는

의 orthonormal basis vector들이다.

이 때, R_k=R 인 경우, 근사화된

를

로 표시하며, 각 사용자 단말기들은

를 피드백 채널을 통하여 기지국으로 피드백한다.

이하에서는 채널 방향 정보를 계산하는 과정에 대해 설명한다.

데이터 스트림의 개수 R_k=R 인 경우, 하기 수학식 16을 통하여 최적화된 채널 방향 정보가 계산될 수 있다.

즉, 먼저 R 개의 코드북 벡터들이 미리 저장된 경우, 데이터 전송율의 합인

를 최대화하는

가 계산될 수 있다.

즉, 조합 가능한 다수의

중

의 최대값들 모두가 비교될 수 있으며,

를 최대화하는

이 최적화된 채널 방향 정보로서 결정될 수 있다.

만약, 데이터 스트림의 개수 R_k가 채널 상태에 따라 조절될 수 있다면, 하기 수학식 17과 같이 최적화된 R_k 가 계산될 수 있다.

그리고, 계산된

에 해당하는

가 양자화된 채널 방향 정보로 계산될 수 있다. 그러나, 상기 수학식 17을 통하여 직접적으로

를 계산하는 데에는 많은 계산량이 요구된다. 다만, 아래에서 제안되는 방법을 통하여 보다 적은 계산량을 가지고도

가 계산될 수 있다.

제안하는 방법을 개념적으로 먼저 설명하면 다음과 같다.

첫째로, 사용자 단말기들이 여러 개의 실효 채널 벡터들을 계산하는 경우, jointly하게 구하는 것이 아니라, 현재 단계에서 가장 최적화된 실효 채널 벡터를 계산한다. 즉, R_k = 3인 경우에 대해 설명하도록 한다. 사용자 단말기가 첫 번째 실효 채널 벡터를 계산하는 경우, 데이터 스트림의 개수가 하나인 경우로 간주한다. 즉, 그 사용자 단말기에 대응하는 두 번째 및 세 번째 실효 채널 벡터는 존재하지 않는다고 간주하고, 수신 성능이 향상될 수 있는 가장 최적화된 실효 채널 벡터를 계산한다. 두 번째 실효 채널 벡터를 구하는 경우, 사용자 단말기는 앞에서 결정된 첫 번째 실효 채널 벡터가 결정된 상황에서 세 번째 실효 채널 벡터가 존재하지 않는다고 가정하고, 가장 최적화된 실효 채널 벡터를 계산한다. 마지막으로 첫 번째, 두 번째 실효 채널 벡터들이 결정된 상황에서, 사용자 단말기는 세 번째 실효 채널 벡터를 계산한다.

둘째로, 실효 채널 벡터를 계산하는 각각의 단계에서, 사용자 단말기는 앞 단계에서 결정된 실효 채널 벡터의 방향과 거의 직교하도록 실효 채널 벡터의 방향을 결정한다.

셋째로, 실효 채널 벡터를 계산하는 각각의 단계에서, 사용자 단말기는 다수의 후보 코드북 벡터들 중 어느 하나를 실효 채널 벡터로 선택한다. 즉, 사용자 단말기는 양자화 에러만을 고려하여 하나의 후보 코드북 벡터만을 고려하여 실효 채널 벡터를 선택하는 것이 아니라, 복수의 후보 코드북 벡터들 중 어느 하나를 실효 채널 벡터로 선택함으로써 신호 대 잡음 및 간섭 비가 향상될 수 있다.

R_k = 3이고, 사용자 단말기가 첫 번째 실효 채널 벡터를 계산하는 경우, 사용자 단말기는 간섭량을 줄이기 위해 양자화 에러가 작도록 실효 채널 벡터와 코드북 벡터들 사이의 각도를 고려하여 복수의 후보 코드북 벡터들을 선택한다. 즉, 사용자 단말기는 양자화 에러가 가장 작은 순서에 따라 L₁ 개의 후보 코드북 벡터들을 선택한다. 그리고, 사용자 단말기는 L₁ 개의 후보 코드북 벡터들에 대해 계산되는 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 L₁ 개의 후보 코드북 벡터들 중 어느 하나를 첫 번째 실효 채널 벡터로 결정한다.

사용자 단말기가 두 번째 실효 채널 벡터를 계산하는 경우, 사용자 단말기는 두 번째 실효 채널 벡터를 위한 L₂ 개의 후보 코드북 벡터들을 선택한다. 이 때, 사용자 단말기는 코드북 벡터들 중 앞에서 결정된 첫 번째 실효 채널 벡터의 방향과 거의 직교하는 벡터들을 선택한다. 그리고, 사용자 단말기는 L₂ 개의 후보 코드북 벡터들에 대해 계산되는 신호 대 간섭 및 잡음 비에 따라 L₂ 개의 후보 코드북 벡터들 중 어느 하나를 두 번째 실효 채널 벡터로 결정한다.

또한, 사용자 단말기가 세 번째 실효 채널 벡터를 계산하는 경우, 상술한 과정과 유사한 과정을 이용한다.

본 발명에서 제안하는 방법은 아래와 같이 각 단계별로 구현될 수 있다.

k 번째 사용자 단말기 및 데이터 스트림의 개수가 R_k=R로 고정되어 있다고 가정한다.

(1) step 1

사용자 단말기는 데이터 스트림의 개수를 index인 s를 1로 초기화한다.

(2) step 2

사용자 단말기는

에 대하여 코드북 벡터

를

에 투영하여 생성된 투영값의 크기를 계산한다. 이 때, 투영값의 크기를

라 한다면,

는 하기 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 18을 참조하면,

는

의 orthonormal basis vectors이다.

(3) step 3

사용자 단말기는

들을 비교하고, 크기가 큰 순서에 따라 코드북 벡터들 중 L₁개의 후보 코드북 벡터를 선택한다. 여기서, j 번째 후보 코드북 벡터의 인덱스를 <j>라고 표시한다. 이 때, L₁은

값의 범위를 갖는 패러미터이고, 조절 가능한 패러미터이다.

(4) step 4

사용자 단말기는

에 대하여 하기 수학식 19와 같이 투영값

를 계산한다.

(5) step 5

사용자 단말기는

에 대하여 수신 빔포밍에 사용되는 수신 가중치 벡터

를 계산하고, 계산된

를 이용하여

를 계산한다. 여기 서, j에 대해 계산된

을

으로 표시하는 경우,

는 하기 수학식 20과 같이 표현될 수 있다.

(6) step 6

사용자 단말기는

에 대하여

를 최대화하는 index

를 계산한다.

이때, 사용자 단말기가 임의의 j에 대해

를 계산하는 데에 사용 되는

및

을 Step 5에서 계산된

및 와

으로 사용한다.

(7) step 7

사용자 단말기는 step 6에서 계산된

를 이용하여, 첫 번째 실효 채널 벡터

를 하기 수학식 22와 같이 결정한다.

이 때, 실효 채널 벡터의 인덱스가 채널 방향 정보로 기지국으로 피드백된다.

그리고, 사용자 단말기는 첫 번째 데이터 스트림에 대응하는 첫 번째 실효 채널 벡터

와

에 대응하는 수신 가중치 벡터를 step 5에서 결정된

에 상응하는 값들로 결정한다.

(8) step 8

사용자 단말기는 데이터 스트림의 개수를 나타내는 index인 s를

와 같이 1만큼 증가시킨다.

이 때, 사용자 단말기는 s가 R보다 크면 알고리즘을 종료하고, s가 R보다 작거나 같으면 다음 Step을 진행한다.

(9) step 9

사용자 단말기는 코드북 벡터들

중, 이전 stpe에서 결정된

로 스팬되는 부공간인

와 직교하는 정도에 따라 L_s 개의 후보 코드북 벡터들을 선택한다. 이 때, 사용자 단말기는 j 번째 후보 코드북 벡터의 index를 <j>라고 표시한다. 또한, L_s는

이고, 조절 가능한 패러미터이다.

또한,

가

의 orthonormal basis vectors인 경우, 직교하는 정도는

의 크기에 따라 판단된다. 예를 들어,

이 작을수록 직교하는 정도가 높아지는 것으로 판단된다.

(10) step 10

사용자 단말기는

에 대하여

에 투영되어 생성된 투영값을

를 하기 수학식 23과 같이 계산할 수 있다.

이 때, 사용자 단말기는 Step 1과 Step4에서 계산된 결과들을

을 계산하는 데에 다시 이용할 수 있다.

(11) step 11

사용자 단말기는

에 대하여 수신 가중치 벡터

를 계산하고, 계산된

를 이용하여

를 계산한다. 이 때, 사용자 단말기는 하기 수학식 24와 같이

를 계산할 수 있다.

(12) step 12

사용자 단말기는

에 대하여 하기 수학식 25와 같이 index

를 계산한다.

이때, 임의의 j에 대해,

를 계산하는 데에 사용되는 값을 구할 때 사용되는

와

를 각각 Step 11에서 계산된

와

으로 사용한다.

(13) step 13

사용자 단말기는 step 12에서 계산된

를 이용하여, s 번째 실효 채널 벡터인

를 하기 수학식 26과 같이 결정한다.

그리고, 사용자 단말기는 자신의 s 번째 데이터 스트림에 대응하는 실효 채널 벡터

와

에 상응하는 수신 가중치 벡터

를 step 11에서 계산된

에 상응하는 값들로 결정한다.

(14) step 14

사용자 단말기는 step 8을 진행한다.

또한, 본 발명에서 제안하는 발명은 데이터 스트림들의 개수가 조절될 수 있는 상황에서도 적용될 수 있다.

즉, 데이터 스트림의 개수 R_k는 채널 상황에 따라 1부터 min(M,N)까지의 범위에 속하는 정수 중 어느 하나의 정수일 수 있다. 이 때, 기본적으로 상술한 (1) step 1 내지 (14) step 14에 기재된 과정에 따라 본 발명이 적용될 수 있으며, 추가적으로 수행되는 과정은 다음과 같다.

데이터 스트림의 개수를 나타내는 index인 s를 순차적으로 증가시킬 때, 사용자 단말기는 s가 min(M,N)보다 크거나 이전의 s에 대응하는

값보다 현재의 s에 대응하는

값이 작거나 같은 경우, 알고리즘을 종료한다. 이 때, 이전 s는 해당 사용자 단말기에 대응되는 데이터 스트림의 개수이다.

결과적으로, 데이터 스트림들의 개수가 조절될 수 있는 상황에서 본 발명은 상술한 (1) step 1 내지 (14) step 14에 기재된 단계들 중 Step 6, Step 8, Step 12를 아래와 같이 수정함으로써 구현될 수 있다.

(1) step 6의 수정

사용자 단말기는

에 대하여 하기 수학식 27의

를 최대화하도록

를 계산한다.

이 때, 사용자 단말기는 임의의 j에 대해,

을 계산하는 데에 사용되는

와

을 각각 Step 5에서 계산되는

와

으로 사용한다. 여기서, 사용자 단말기는

에 상응하는

을 sum_rate(1)으로 저장한다.

(2) step 8의 수정

과 같이 1만큼 증가시킨다.

이 때, 사용자 단말기는 s가 min(M,N)보다 크면 알고리즘을 종료시키고, R_k를 min(M,N)으로 설정한다. 또한, 사용자 단말기는 s가 2보다 크고, sum_rate(s-1)≤sum_rate(s-2)이면 알고리즘을 종료하고, R_k를 s-2로 설정한다. 알고리즘이 종료되면, 실효 채널 벡터는 s=R_k일 때의

로 결정된다. 알고리즘이 종료되지 않으면, 다음 단계가 수행된다.

(3) step 12의 수정

사용자 단말기는

에 대하여 하기 수학식 28과 같이

를 계산한다.

이때, 사용자 단말기는 임의의 j에 대해,

를 계산하는 데에 사용되는

와

를 각각 Step 11에서 계산된

와

으로 사용한다. 사용자 단말기는

에 해당하는

를 sum_rate(s)로 저장한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 채널 정보를 피드백하는 수신 장치를 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 채널 정보를 피드백하는 수신 장치는 채널 벡터 추정부(610), 후보 코드북 벡터 선택부(620), 선택 코드북 벡터 결정부(630), 채널 정 보 전달부(640) 및 수신 빔포머(650)를 포함한다.

채널 벡터 추정부(610)는 복수의 데이터 스트림들을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정한다.

또한, 후보 코드북 벡터 선택부(620)는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대하여 상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택한다.

이 때, 상기 후보 코드북 벡터 선택부(620)는 상기 코드북 벡터들 및 상기 채널 벡터들에 의해 스팬(span)되는 공간 사이의 각도를 고려하여 상기 양자화 에러를 예측하고, 예측된 상기 양자화 에러를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들을 선택할 수 있다.

이 때, 후보 코드북 벡터 선택부(620)는 상기 코드북 벡터들 중 상기 양자화 에러가 작은 순서에 따라 상기 후보 코드북 벡터들을 선택할 수 있다.

또한, 선택 코드북 벡터 결정부(630)는 상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정한다.

이 때, 선택 코드북 벡터 결정부(630)는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 함수인 데이터 전송률의 총합이 최대가 되도록 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정할 수 있다.

이 때, 복수의 데이터 스트림들이 제1 데이터 스트림을 포함하는 경우, 상기 후보 코드북 벡터 선택부(620)는 상기 코드북 벡터들 및 상기 채널 벡터들에 의해 스팬되는 공간 사이의 각도에 따른 상기 양자화 에러를 고려하여 상기 코드북 벡터들 중 상기 제1 데이터 스트림과 관련된 둘 이상의 제1 후보 코드북 벡터들을 선택할 수 있다. 그리고, 상기 선택 코드북 벡터 결정부(630)는 상기 둘 이상의 제1 후보 코드북 벡터들에 따라 계산되는 상기 제1 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 제1 후보 코드북 벡터들 중 상기 제1 데이터 스트림에 대응하는 제1 선택 코드북 벡터를 결정할 수 있다.

이 때, 상기 복수의 데이터 스트림들은 제2 데이터 스트림을 더 포함하는 경우, 상기 후보 코드북 벡터 선택부(620)는 상기 코드북 벡터들 및 상기 제1 선택 코드북 벡터의 직교성 정도에 따라 상기 코드북 벡터들 중 상기 제2 데이터 스트림과 관련된 둘 이상의 제2 후보 코드북 벡터들을 선택할 수 있다. 그리고, 상기 선택 코드북 벡터 결정부(630)는 상기 둘 이상의 제2 후보 코드북 벡터들에 따라 계산되는 상기 제2 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비 및 상기 제1 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 합을 고려하여 상기 제2 후보 코드북 벡터들 중 상기 제2 데이터 스트림에 대응하는 제2 선택 코드북 벡터를 결정할 수 있다.

이 때, 상기 복수의 데이터 스트림들은 제3 데이터 스트림을 더 포함하는 경우, 상기 후보 코드북 벡터 선택부(620)는 상기 코드북 벡터들과 상기 제1 선택 코드북 벡터 및 상기 제2 선택 코드북 벡터에 의해 스팬되는 공간이 이루는 각도를 고려하여 상기 코드북 벡터들 중 상기 제3 데이터 스트림과 관련된 둘 이상의 제3 후보 코드북 벡터들을 선택할 수 있다. 그리고, 선택 코드북 벡터 결정부(630)는 상기 둘 이상의 제3 후보 코드북 벡터에 따라 계산되는 상기 제3 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비, 상기 제1 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비 및 상기 제2 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 함수인 데이터 전송률의 총합을 고려하여 상기 제3 후보 코드북 벡터들 중 상기 제3 데이터 스트림에 대응하는 제3 선택 코드북 벡터를 결정할 수 있다.

또한, 채널 정보 전달부(640)는 기지국으로 상기 선택 코드북 벡터에 상응하는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 피드백한다.

또한, 수신 빔포머(650)는 결정된 상기 선택 코드북 벡터를 이용하여 수신 빔포밍을 수행한다.

본 발명의 채널 정보 피드백 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

복수의 데이터 스트림들을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정하는 채널 벡터 측정부;

상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대하여 상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택하는 후보 코드북 벡터 선택부; 및

상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 선택 코드북 벡터 결정부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 데이터 스트림들은 제1 데이터 스트림을 포함하고,

상기 후보 코드북 벡터 선택부는

상기 코드북 벡터들 및 상기 채널 벡터들에 의해 스팬되는 공간 사이의 각도에 따른 상기 양자화 에러를 고려하여 상기 코드북 벡터들 중 상기 제1 데이터 스트림과 관련된 둘 이상의 제1 후보 코드북 벡터들을 선택하고,

상기 선택 코드북 벡터 결정부는

상기 둘 이상의 제1 후보 코드북 벡터들에 따라 계산되는 상기 제1 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 제1 후보 코드북 벡터들 중 상기 제1 데이터 스트림에 대응하는 제1 선택 코드북 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제2항에 있어서,

상기 복수의 데이터 스트림들은 제2 데이터 스트림을 더 포함하고,

상기 후보 코드북 벡터 선택부는

상기 코드북 벡터들 및 상기 제1 선택 코드북 벡터의 직교성 정도에 따라 상기 코드북 벡터들 중 상기 제2 데이터 스트림과 관련된 둘 이상의 제2 후보 코드북 벡터들을 선택하고,

상기 선택 코드북 벡터 결정부는

상기 둘 이상의 제2 후보 코드북 벡터들에 따라 계산되는 상기 제2 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비 및 상기 제1 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 함수인 데이터 전송률의 총합을 고려하여 상기 제2 후보 코드북 벡터들 중 상기 제2 데이터 스트림에 대응하는 제2 선택 코드북 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제3항에 있어서,

상기 복수의 데이터 스트림들은 제3 데이터 스트림을 더 포함하고,

상기 후보 코드북 벡터 선택부는

상기 코드북 벡터들과 상기 제1 선택 코드북 벡터 및 상기 제2 선택 코드북 벡터에 의해 스팬되는 공간이 이루는 각도를 고려하여 상기 코드북 벡터들 중 상기 제3 데이터 스트림과 관련된 둘 이상의 제3 후보 코드북 벡터들을 선택하고,

상기 선택 코드북 벡터 결정부는

상기 둘 이상의 제3 후보 코드북 벡터에 따라 계산되는 상기 제3 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비, 상기 제1 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비 및 상기 제2 데이터 스트림에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 함수인 데이터 전송률의 총합을 고려하여 상기 제3 후보 코드북 벡터들 중 상기 제3 데이터 스트림에 대응하는 제3 선택 코드북 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 선택 코드북 벡터 결정부는

상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 함수인 데이터 전송률의 총합이 최대가 되도록 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 후보 코드북 벡터 선택부는

상기 코드북 벡터들 중 상기 양자화 에러가 작은 순서에 따라 상기 후보 코드북 벡터들을 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 후보 코드북 벡터 선택부는

상기 코드북 벡터들 및 상기 채널 벡터들에 의해 스팬(span)되는 공간 사이의 각도를 고려하여 상기 양자화 에러를 예측하고, 예측된 상기 양자화 에러를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들을 선택하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제1항에 있어서,

결정된 상기 선택 코드북 벡터를 이용하여 수신 빔포밍을 수행하는 수신 빔포머

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제1항에 있어서,

기지국으로 상기 선택 코드북 벡터에 상응하는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 피드백하는 채널 정보 전달부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
하나의 데이터 스트림을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정하는 채널 벡터 측정부;

상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택하는 후보 코드북 벡터 선택부;

상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 하나의 데이터 스트림에 대응하는 선택 코드북 벡터를 결정하는 선택 코드북 벡터 결정부; 및

결정된 상기 선택 코드북 벡터를 이용하여 수신 빔포밍을 수행하는 수신 빔포머

를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제10항에 있어서,

기지국으로 상기 선택 코드북 벡터에 상응하는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 피드백하는 채널 정보 전달부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
제10항에 있어서,

상기 수신 빔포머는

상기 선택 코드북 벡터에 따라 계산되는 수신 가중치 벡터들을 이용하여 수 신 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 수신 장치.
복수의 데이터 스트림들을 수신하는 복수의 수신 안테나들 각각에 상응하는 채널 벡터들을 측정하는 단계;

상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대하여 상기 채널 벡터들을 기초로 양자화 에러를 고려하여 코드북에 포함된 코드북 벡터들 중 둘 이상의 후보 코드북 벡터들을 선택하는 단계; 및

상기 후보 코드북 벡터들 각각에 따라 계산되는 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 피드백 방법.
제13항에 있어서,

결정된 상기 선택 코드북 벡터를 이용하여 수신 빔포밍을 수행하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 피드백 방법.
제13항에 있어서,

기지국으로 상기 선택 코드북 벡터에 상응하는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 피드백하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 피드백 방법.
제13항에 있어서,

상기 후보 코드북 벡터들을 선택하는 단계는

상기 코드북 벡터들 및 상기 채널 벡터들에 의해 스팬(span)되는 공간 사이의 각도를 고려하여 상기 양자화 에러를 예측하고, 예측된 상기 양자화 에러를 고려하여 상기 후보 코드북 벡터들을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 피드백 방법.
제13항에 있어서,

상기 선택 코드북 벡터를 결정하는 단계는

상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비의 함수인 데이터 전송률의 총합이 최대가 되도록 상기 후보 코드북 벡터들 중 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 대응하는 선택 코드북 벡터들을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 채널 정보 피드백 방법.
복수의 데이터 스트림들을 수신하는 단말기의 채널 품질 정보 생성 방법에 있어서,

상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 상응하는 실효 채널 벡터들을 계산하는 단계;

상기 단말기와 다른 적어도 하나의 이웃 단말기로 인한 간섭 전력 및 상기 복수의 데이터 스트림들 중 대상(target) 데이터 스트림을 제외한 다른 데이터 스트림으로 인한 간섭 전력을 고려하여 상기 실효 채널 벡터들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 계산하는 단계; 및

상기 계산된 상기 실효 채널 벡터들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비가 양자화(quantization)된 채널 품질 정보를 기지국으로 피드백하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 품질 정보 생성 방법.
제18항에 있어서,

상기 실효 채널 벡터들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 계산하는 단계는

상기 실효 채널 벡터들을 이용하여 상기 복수의 데이터 스트림들 각각에 상응하는 송신 가중치 벡터들을 추정하는 단계;

상기 실효 채널 벡터들 및 상기 추정된 송신 가중치 벡터들을 이용하여 상기 이웃 단말기로 인한 간섭 전력을 추정하는 단계; 및

상기 실효 채널 벡터들을 이용하여 상기 복수의 데이터 스트림들 중 상기 대상(target) 데이터 스트림을 제외한 다른 데이터 스트림으로 인한 간섭 전력을 추정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 품질 정보 생성 방법.
제13항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.