KR101506922B1 - 정보 피드백 및 프리코딩을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

정보 피드백 및 프리코딩을 위한 방법들 및 장치들이 제공되었다. 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법은: 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출하는 단계; 공간 상관 매트릭스 R에 따라 프리코딩 코드북 F를 변환하는 단계; 변환된 프리코딩 코드북에 기초하여 프리코딩 매트릭스 Fs을 선택하는 단계; 및 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 기지국에 피드백하는 단계를 포함할 수 있다. 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩 방법은: 사용자 기기로부터, 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 사용자 기기로부터 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 획득하는 단계; 획득된 정보 및 프리코딩 코드북에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 결정하는 단계; 및 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 사용하여 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

정보 피드백 및 프리코딩을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INFORMATION FEEDBACK AND PRE-CODING}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것이고, 특히 다운링크 정보 피드백 및 프리코딩을 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
다중 입력 다중 출력(MIMO) 무선 통신 시스템들에서, 전송기 및 수신기 둘다는 풍부한 다이버시티 및 큰 통신 용량을 제공하기 위해 안테나 어레이들을 이용한다. 공간 멀티플렉싱(Spatial multiplexing)은 독립된 데이터 스트림들이 상이한 전송 안테나들을 통해 전송되는 MIMO 통신 시스템들에 대한 공통 공간-시간 변조 기술이다. 불행히도, 공간 멀티플렉싱은 채널들의 불량한 조건에 매우 민감하다. 이를 위해, 공간 멀티플렉싱의 적응성을 개선하기 위해 프리코딩 기술이 이용된다.
프리코딩의 기능은 채널 조건들에 기초하여, 전송될 데이터 스트림들을 전처리하고 데이터 스트림들을 각각의 전송 안테나들에 맵핑하는 것이다. 롱 텀 에볼루션(LTE: Long Term Evolution) 시스템들 및 LTE-어드밴스드(LTE-A) 시스템들에서, 코드북에 기초한 제한된 피드백 프리코딩 기술이 전송측에서 이용된다.
제한된 피드백 프리코딩에 대해, 적어도 2개의 피드백 메커니즘들, 즉 명시적 피드백 및 암시적 피드백이 존재한다. 명시적 피드백에서, 수신기는 채널 조건에 관한 정보를 전송기에 피드백하고, 그 후에 전송기는 피드백 채널 조건에 기초하여 전송될 데이터 스트림들을 프리코딩한다. 암시적 피드백은 단일-사용자 MIMO(SU-MIMO) 또는 다중-사용자 MIMO(MU-MIMO) 등과 같이 상이한 가정들(assumptions)에 대한 상이한 피드백 모드들을 규정한다. 일반적으로, 암시적 피드백에서, 수신기는 채널 조건에 기초하여 전송기 및 수신기 둘다에 알려진 한정된 코드북(finite codebook)으로부터 최적의 프리코더를 선택하고, 그 후에 최적의 프리코더에 관한 정보(예를 들면, 인덱스)를 전송기에 피드백한다.
지금까지, 단일 사용자 단일-랭크 상관 적응성(single-user one-rank correlation adaptability)이 기존의 명세들에 규정된 프리코딩 코드북을 이용하여 구현되는 암시적 피드백 솔루션들은 Intel., Huawei, 등에 의해 제안되었다. "상관 적응성"은 다운링크 공간 상관 매트릭스를 이용함으로써 미리 규정된 프리코딩 코드북을 수정하는 것을 의미하고, "랭크"는 전송기에 전송될 데이터 스트림들의 수를 나타낸다. 그러나, 제안된 암시적 피드백 솔루션들은 단일-사용자 MIMO 단일-스트림 경우들에 대한 것일 뿐이다. 다중-랭크 경우들에 대해, 시스템 성능이 급속히 열화할 것이다. 아직까지는 기존의 암시적 피드백 시스템에서, 다수의 사용자들에 대해 다중 데이터 스트림들을 전송하고 사용자마다 다중 데이터 스트림들을 전송하는 것이 요구된다.
LTE-A의 현재 표준화 과정에서, 제한된 피드백 프리코딩 기술이 여전히 논의 및 연구중이다. 아직까지, 고정된 프리코딩 코드북은 여전히 다수의 사용자들 및 다중 데이터 스트림들의 경우들에 이용되지만, 공간 상관 적응성을 가진 암시적 피드백 솔루션들은 단지 단일 사용자 단일 스트림의 경우들에 적응할 뿐이다.
따라서, 다중 스트림 경우들에 적응할 수 있는 공간 상관 적응성 암시적 피드백 솔루션에 대한 필요성이 본 기술분야에 존재한다.
본 발명의 일 예시적인 양태에 따라, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은: 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출하는 단계; 공간 상관 매트릭스 R에 따라 프리코딩 코드북 F를 변환하는 단계; 변환된 프리코딩 코드북에 기초하여 프리코딩 매트릭스 Fs을 선택하는 단계; 및 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 기지국에 피드백하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 도출 단계는 공간 상관 매트릭스 R을 획득하기 위해 시간 및/또는 주파수에서 다운링크 채널 전송 매트릭스 H를 평균화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 변환 단계는 공간 상관 매트릭스 R을 양자화하는 단계; 및 양자화된 공간 상관 매트릭스로 프리코딩 코드북을 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 프리코딩 코드북에서의 각각의 코드워드 Fk는 FR ,k = RFk에 따라 변환된 프리코딩 매트릭스 FR ,k를 획득하기 위해 변환되고, 여기서 k = 1,..., K이고 K는 양의 정수이다.
일 실시예에서, 선택 단계는
Figure 112012090917070-pct00001
을 획득하기 위해 다운링크 채널 전송 매트릭스 H를 단일값 분해하는 단계; 단일값 분해로부터 획득되는 단위 단일 매트릭스 V에서의 요소들의 제 1의 m개의 컬럼들을 이상적인 프리코딩 매트릭스 Vm으로서 취하는 단계로서, m은 사용자 기기에 전송될 데이터 스트림들의 수인, 상기 취하는 단계; 및 공간 상관 매트릭스를 통해 변환된 프리코딩 매트릭스 FR과 이상적인 프리코딩 매트릭스 Vm 사이의 거리가 최소화되도록 프리코딩 코드북으로부터 프리코딩 매트릭스 Fs를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 거리는
Figure 112012090917070-pct00002
일 수 있고, 여기서 k = 1,..., K이고, K는 양의 정수이고, H는 켤레 전치를 표시하고, ||·||F는 매트릭스 프로베니우스 놈들(Frobenius norms)을 표시하고, abs()는 매트릭스의 모듈러를 표시하고, tr()은 매트릭스의 트레이스를 표시한다. 대안적으로, 거리는 코달 거리(chordal distance), 프로젝션 투-놈 거리(projection two-norm distance) 및 푸비니-스터디 거리(Fubini-Study distance)로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보는 프리코딩 코드북에서 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스이고; 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보는 공간 상관 매트릭스 코드북에서 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스이다.
본 발명의 다른 예시적 양태에 따라, 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은: 사용자 기기로부터, 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 사용자 기기에 의해 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 획득하는 단계; 획득된 정보 및 프리코딩 코드북에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 결정하는 단계; 및 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s로 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 결정 단계는: 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보에 기초하여 프리코딩 코드북으로부터 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 검색하는 단계로서, 선택된 프리코딩 매트릭스에 관한 정보는 프리코딩 코드북에서 선택된 프리코딩 매트릭스의 인덱스를 포함하는, 상기 Fs 검색 단계와, 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보에 기초하여 공간 상관 매트릭스 코드북으로부터 공간 상관 매트릭스 R을 검색하는 단계로서, 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보는 공간 상관 매트릭스 코드북에서 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스를 포함하는, 상기 R 검색 단계; 및 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 획득하기 위해 공간 상관 매트릭스 R로 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프리코딩 단계는: 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s의 켤레 전치를 사용자 기기의 근사 유효 채널 매트릭스(approximate effective channel matrix)로서 취하는 단계; 및 근사 유효 채널 매트릭스에 기초하여 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 다중 사용자 기기들이 존재하는 경우에, 프리코딩 단계는: 원하는 프리코딩 매트릭스들 FR ,s이 서로 다른 프리코딩 매트릭스들에 직교하는 다중 사용자 기기들의 사용자 기기들을 스케줄링하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 양태에 따라, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 기지국의 다중 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출하도록 구성된 도출 모듈; 공간 상관 매트릭스 R에 따라 프리코딩 코드북 F를 변환하도록 구성된 변환 모듈; 변환된 프리코딩 코드북에 기초하여 프리코딩 매트릭스 Fs을 선택하도록 구성된 선택 모듈; 및 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 기지국에 피드백하도록 구성된 피드백 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 양태에 따라, 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는: 사용자 기기로부터, 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 사용자 기기에 의해 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 획득하도록 구성된 획득 모듈; 획득된 정보 및 프리코딩 코드북에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 결정하도록 구성된 결정 모듈; 및 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s로 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하도록 구성된 프리코딩 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 단일 사용자 SU-MIMO 및 다중 사용자들 MU-MIMO 둘다에 적용 가능할 수 있다. 또한, 각각의 사용자 기기에 대해, 단일 스트림 또는 다중 스트림을 가질 수 있다. 종래 기술과 비교할 때, 각각의 사용자 기기(UE)에 특정한 공간 상관 정보가 기지국(eNB)에 피드백되었기 때문에, 고정된 코드북을 이용하는 것보다 공간 상관 적응성 코드북을 이용함으로써 상당한 성능 이득이 달성될 수 있다. 또한, 본 발명에 제안된 바와 같은 솔루션들은 구현하기가 용이하다. 예를 들면, 현재 LTE 릴리즈 8 4-Tx 피드백 코드북이 상관 적응성을 위해 베이스라인 코드북으로서 이용될 수 있다. 공간 상관 매트릭스를 피드백하기 위해 여분의 시그널링 오버헤드만 이용된다. 또한, 본 발명의 실시예들의 계산 복잡도가 상당히 낮다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 무선 통신 시스템들의 예시적인 환경을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법의 예시적인 논리 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터를 프리코딩하기 위한 방법의 예시적인 논리 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 장치의 개략적 구조도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 기지국(eNB)에서 데이터를 프리코딩하기 위한 장치의 개략적 구조도.
도 6 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 솔루션들과 종래 기술에서의 솔루션들 사이의 시뮬레이션 결과 비교도들.
본 발명의 다양한 실시예들의 상기한 및 다른 양태들, 특징들, 및 이점들은 다음의 상세한 기술 및 첨부 도면들로부터 일례로서 더욱 완전히 명확해질 것이다.
다양한 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 표시들은 동일한 요소들을 표시한다.
이후, 본 발명의 실시예들의 예시적인 기술은 첨부 도면들을 참조하여 상세히 기술될 것이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 무선 통신 네트워크 환경(100)의 예가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 통신 네트워크 환경(100)에서, 전송기(101) 및 여러 수신기들(102-1, 102-2, …102-L)이 존재할 수 있고, 여기서 L은 1 이상의 정수이다. 전송기(101)는 M개의 전송 안테나들을 구비하고, 각각의 수신기는 N개의 수신 안테나들을 구비하고, M 및 N 중 어느 하나는 1보다 큰 정수이다. 전송기는 수신기들의 각각에 m개의 데이터 스트림들을 전송하고, 여기서 m ≤ min (M, N)이다. 다양한 실시예들에서, 전송기는 예를 들면 기지국(BS)일 수 있거나, LTE 및 LTE-A 시스템들에서 eNB로서 알려질 수 있다. 수신기들(102)은 예를 들면 사용자 기기들(UE들)일 수 있다. 다음의 기술들에서, 기지국(eNB) 및 다수의 사용자 기기들(UE들)은 예시를 위해 예들로서 취해진다.
사용자 기기(UE)와 기지국(eNB) 사이의 업링크 및 다운링크 채널들이 대칭적이지 않기 때문에, UE에 전송될 데이터가 프리코딩될 수 있는지에 기초하여, eNB는 UE에 의해 피드백된 다운링크에 관한 정보를 필요로 한다.
이제, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기 UE에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법의 예시적인 논리 흐름도를 도시한다. 다음에서, 도 2의 흐름도는 도 1에 도시된 바와 같이 무선 통신 네트워크 환경(100)과 함께 상세히 기술될 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단계(S201)에서, 각각의 사용자 기기(UE)에서, 기지국(eNB)의 M개의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R은 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 도출되고, 여기서 H는 N× M의 2차원 매트릭스이고 R은 M× M의 2차원 매트릭스이다.
일반적으로, 사용자 기기(UE)는 다운링크 채널 전송 매트릭스 H를 획득하도록, 기지국(eNB)으로부터 수신된 다운링크 채널 신호에 따라 채널 추정을 수행할 수 있다. 특히, 채널 추정을 수행하는 방법에 관해 본 기술분야에 잘 알려져 있다. John G. Proakis의 "Digital Communication"에 대한 참조가 이루어지고, 그 기술은 여기에서 생략된다.
일 실시예에서, 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H는 기지국의 M개의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 얻기 위해 시간 및/또는 주파수에서 평균화된다. 예를 들면,
Figure 112012090917070-pct00003
이고, 여기서 H는 켤레 전치를 표시한다. 즉, R은 다수의 시간점들 및/또는 다수의 서브캐리어들에 대한 HHㆍH의 평균값이다.
기지국(eNB)의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R은 시간에 걸쳐 느리게 변화하는 물리적 양이다. 따라서, 다운링크 채널 전송 매트릭스 H는 20ms 이상과 같은 장기간에 걸쳐 평균화될 수 있다.
그 후에, 단계(S202)에서, 프리코딩 코드북 F는 공간 상관 매트릭스 R에 따라 변환된다.
제한된 피드백 프리코딩 기술에서, 사용자 기기(UE) 및 기지국(eNB) 둘다에 알려진 프리코딩 코드북 F가 존재한다. 프리코딩 코드북은 제한된 수의 코드워드들, 예를 들면, K개의 코드워드들로 이루어지고, 각각의 코드워드 Fk는 M× m의 프리코딩 매트릭스이고, 여기서 k = 1,..., K이고, K는 양의 정수이다. 이러한 프리코딩 코드북은 예를 들면 LTE 릴리즈 8에 규정된 프리코딩 매트릭스 인덱스(PMI) 코드북, IEEE 802.16m 표준들에 규정된 코드북 등일 수 있다.
m은 기지국(eNB)으로부터 특정 사용자 기기(UE)로 전송될 데이터 스트림들의 수이다. 전송될 데이터 스트림들의 수는 통신 시스템에 의해 미리 설정될 수 있거나, 또는 실시간 채널 조건들에 기초하여 기지국에 의해 동적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 공간 상관 매트릭스 R이 양자화될 수 있다. 그 후에, 프리코딩 코드북 F는 변환된 프리코딩 코드북 FR을 얻기 위해 양자화된 공간 상관 매트릭스 R로 변환될 수 있다. 첨자 R은 공간 상관 매트릭스로 변환되는 것을 표시하고, 즉, 공간 상관 적응성에 의해 처리되는 것을 표시한다.
공간 상관 매트릭스 R을 양자화하기 위해 많은 방식들이 채택될 수 있다. 일 실시예에서, 공간 상관 매트릭스 R은 공간 상관 매트릭스 코드북에 따라 양자화될 수 있다. 프리코딩 코드북과 유사하게, 공간 상관 매트릭스 코드북은 또한 사용자 기기(UE) 및 기지국(eNB) 둘다에 알려지거나 동기화되는 제한된 수의 매트릭스들로 이루어진 코드북이다. 공간 상관 매트릭스 코드북을 설계하기 위해 다양한 방식들이 채택될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 설계된 공간 상관 매트릭스만 이용될 것이고, 따라서 그 설계 방식들은 여기에서 상세히 기술되지 않을 것이다.
일 실시예에서, 프리코딩 코드북 F에서의 각각의 코드워드 Fk가 하기에 따라 대응하는 변환된 프리코딩 매트릭스 FR,k를 획득하도록 변환된다:
FR,k = RFk.
다음에, 단계(S203)에서, 프리코딩 매트릭스 Fs는 변환된 프리코딩 코드북 FR에 기초하여 선택된다.
각각의 사용자 기기 i(i = 1,...,L)에서, 이용하기 원하는 프리코딩 매트릭스는 상이한 선택 기준들에 기초하여 프리코딩 코드북으로부터 선택될 수 있다. 이들 선택 기준은 예를 들면, 최대 가능성 기준(ML-SC), 최소 단일값 선택 기준(MSV: minimum singular value selection criterion), 최소 평균 제곱 에러 선택 기준(MMSE-SC: minimum mean squared error selection criterion), 및 용량 선택 기준(Capacity-SC: capacity selection criterion) 등일 수 있다.
연구는 단일 사용자 프리코딩에 대해, 모든 이들 기준들이 사실상 등가임을 보여준다. 사용자 기기(UE)에 의한 최적의 선택된 프리코딩 매트릭스는 다운링크 채널 전송 매트릭스 H의 1차 고유 모드의 켤레 전치이다. 예를 들면, 2005년 IEEE Transactions on Information Theory, 제51권, 제8번, 2967쪽 내지 2976쪽, D.J.Love, R.W.Heath, Jr.에 의한 "Limited feedback Unitary Precodings for Spatial Multiplexing Systems"에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
특히, UE i에 대해, 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 Hi는
Figure 112012090917070-pct00004
을 얻기 위한 단일값 분해(SVD)이다. M× m의 2차원 매트릭스 Vm ,i를 구성하도록, Vi의 요소들의 제 1의 m개의 컬럼들이 취해지고, 여기서 Vi는 단일값 분해에 의해 획득되는 우측의 M× M의 2차원 단위 매트릭스이다. UE i에서, 최적의 프리코딩 매트릭스는 다음과 같다:
Figure 112012090917070-pct00005
.
상기 결과로, 본 발명의 일 실시예에서, 단계(202)에서 획득된 변환된 프리코딩 코드북 FR에서 양호한 프리코딩 매트릭스에 가장 근접한 프리코딩 매트릭스가 선택된다. 변환된 프리코딩 코드북 FR에서 각각의 프리코딩 매트릭스 FR ,k가 FR ,k = RFk로서 표현될 수 있기 때문에, 다른 각도에서, 프리코딩 매트릭스 Fs는 고정된 프리코딩 코드북 F로부터 선택되어, 공간 상관 매트릭스 R로 변환되는 프리코딩 매트릭스와 최적의 프리코딩 매트릭스 사이의 거리가 최소화된다.
특히, 일 실시예에서, 각각의 사용자 기기 UE에 대해, 획득된 다운링크 채널 변환 매트릭스 H에는 단일값 분해(SVD)가 수행되어,
Figure 112012090917070-pct00006
을 도출한다. 각각의 사용자 기기 UE에서 유사한 처리가 수행되고, 다음의 기술은 사용자 기기를 표현하는 첨자 i를 생략함을 유념해야 한다.
상기 단일값 분해로부터 도출된 우측 단위 단일 매트릭스 V의 요소들의 제 1의 m개의 컬럼들을 최적의 프리코딩 매트릭스 Vm으로서 취하고, 여기서 m은 사용자 기기에 전송될 데이터 스트림들의 수를 표시한다. 변환된 프리코딩 코드북 FR로부터, 최적의 프리코딩 매트릭스 Vm으로부터의 최소 거리를 가진 프리코딩 매트릭스 FR,s가 선택되고, 여기서 첨자 s는 선택된 프리코딩 매트릭스를 표시한다. 이러한 선택된 프리코딩 매트릭스 FR,s는 사용자 기기가 이용할 eNB를 예상하는 바로 그 프리코딩 매트릭스이다. 상기 선택 처리는 다음과 같이 표시될 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00007
여기서
Figure 112012090917070-pct00008
는
Figure 112012090917070-pct00009
에 대한 거리 함수이다.
일 실시예에서, 거리 함수
Figure 112012090917070-pct00010
는 다음과 같을 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00011
,
여기서 H는 켤레 전치를 표시하고, ||·||F는 매트릭스 프로베니우스 놈들(Frobenius norms)을 표시하고, abs()는 매트릭스의 모듈러를 표시하고, tr()은 매트릭스의 트레이스를 표시한다.
다른 실시예에서, 거리 함수는 다른 형태, 예를 들면, 코달 거리(chordal distance), 프로젝션 투-놈 거리(projection two-norm distance) 및 푸비니-스터디 거리(Fubini-Study distance) 등을 채택할 수 있다.
변환된 프리코딩 매트릭스 FR에서의 프리코딩 매트릭스 FR,k가 FR,k = RFk로서 표현될 수 있기 때문에, 상기 선택 처리는 또한 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00012
,
Figure 112012090917070-pct00013
.
달리 말하면, 프리코딩 매트릭스 Fs가 고정된 프리코딩 코드북 F로부터 선택되어, 공간 상관 매트릭스 R로 변환되는 프리코딩 매트릭스 FR,s와 최적의 프리코딩 매트릭스 Vm 사이의 거리가 최소화된다.
최종적으로, 단계(S204)에서, 사용자 기기는 공간 상관 매트릭스 R의 관련 정보 및 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 관련 정보를 기지국 eNB에 피드백할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 상관 매트릭스 R의 관련 정보는 공간 상관 매트릭스 R이 단계(S202)에서 양자화될 때 공간 상관 매트릭스 코드북에서 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스를 포함하고, 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 관련 정보는 고정된 프리코딩 코드북 F에서 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스를 포함한다.
또한, 상기에 언급된 바와 같이, 공간 상관 매트릭스 R은 시간에 따라 느리게 변화하는 물리적 양이고, 따라서 피드백 정보는 또한 장기간 광대역 프리코딩 매트릭스 인덱스 PMI라고 칭해질 수 있다. 대조적으로, 다운링크 채널 전송 채널 H는 시간에 따라 급속히 변화하는 물리적 양이고, 따라서 그의 피드백 정보는 또한 단기간 협대역 PMI라고 칭해질 수 있다. 예를 들면, 장기간 광대역 PMI의 피드백 기간은 20ms 이상일 수 있고, 단기간 협대역 PMI의 피드백 기간은 약 5ms이다.
사용자 기기 UE와 기지국 eNB가 공간 상관 매트릭스 코드북 및 프리코딩 코드북을 알기 때문에, 사용자 기기는 기지국 eNB에 대응하는 인덱스들을 피드백하기만 하면 된다. 그 후에, 기지국 eNB는 공간 상관 매트릭스 R 및 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 획득할 수 있다.
이제, 도 3을 참조하여, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터를 프리코딩하기 위한 방법의 예시적인 논리 흐름도를 도시한다. 이후, 도 3의 흐름도는 도 1에 도시된 바와 같은 무선 통신 네트워크 환경(100)과 함께 상세히 기술될 것이다.
먼저, 단계(S301)에서, 기지국 eNB는 사용자 기기 UE로부터 기지국의 M개의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R의 관련 정보 및 사용자 기기 UE에 의해 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 관련 정보를 획득한다. 상기에 언급된 바와 같이, 예를 들면, 상기 관련 정보는 공간 상관 매트릭스 코드북에서의 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스 및 고정된 프리코딩 코드북 F에서의 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스일 수 있다.
다음에, 단계(S302)에서, 기지국 eNB는 획득된 정보 및 프리코딩 코드북 F에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 결정한다.
특히, 일 실시예에서, 기지국 eNB는 단계(S301)에서 획득된 바와 같은 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스에 기초하여 프리코딩 코드북 F로부터 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 검색하고, 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스에 기초하여 공간 상관 매트릭스 코드북으로부터 공간 상관 매트릭스 R을 검색한다.
그 후에, 검색된 공간 상관 매트릭스 R로 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환함으로써, 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s가 획득된다. 원하는 프리코딩 매트릭스는 사용자 기기에 의해 피드백될 때 전송 안테나들 사이의 공간 상관을 고려하기 때문에, 채널 조건을 보상하고 채널 성능들을 개선할 수 있다.
일 실시예에서, 도 2의 단계(S202)에서 사용자 기기 UE에 의해 수행된 프리코딩 코드북 F의 변환에 대응하여, 기지국 eNB는 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 획득하도록 다음의 수학식에 따라 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환한다: FR ,s = RFs .
최종적으로, 단계(S303)에서, 기지국 eNB는 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s로 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩한다.
원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 이용함으로써, 다운링크 데이터는 복수의 방식들로 프리코딩될 수 있다.
일 실시예에서, 기지국 eNB는 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s의 켤레 전치를 사용자 기기 UE의 근사 유효 채널 매트릭스
Figure 112012090917070-pct00014
로서 간주한다.
Figure 112012090917070-pct00015
는 m× M의 2차원 매트릭스를 표시하고 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00016
.
그 후에, 각각의 사용자 기기의 다운링크 데이터는 사용자 기기 UE의 도출된 근사 유효 채널 매트릭스를 이용하여 프리코딩될 수 있다. 예를 들면, 제로-포싱(ZF) 프리코딩이 수행될 수 있다. 이러한 프리코딩 방식은 단일 사용자 SU-MIMO에 적합할 뿐만 아니라 다수의 사용자 MU-MIMO에게도 적합하다.
다른 실시예에서, 다수의 사용자 기기들이 존재하는 경우에, 기지국 eNB는 각각의 사용자 기기 UE로부터 피드백되는 정보를 획득한다. 따라서, 기지국 eNB는 각각의 사용자 기기의 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s,i를 각각 획득할 수 있고, 첨자 i는 사용자 기기를 표시한다. 사용자 기기들의 프리코딩 매트릭스들 FR,s,i 사이의 가능한 직교 특징을 이용함으로써, 원하는 프리코딩 매트릭스들 FR ,s,i가 서로 직교하는 사용자 기기들이 스케줄링될 수 있다.
그러나, 이 프리코딩 방식에서, 각각의 사용자 기기 UE는 도 2의 단계(S202)에서 도출된 공간 상관 매트릭스를 이용하여 프리코딩 코드북을 변환하였다. 따라서, 이러한 시나리오가 발생할 수 있고, 이것은 도 3의 단계(S302)에서 기지국 eNB에 의해 도출되는 각각의 사용자 기기들의 원하는 프리코딩 매트릭스들 FR ,s,i 사이에 직교 쌍들이 존재하지 않을 가능성이 있다. 따라서, 다수의 사용자들 사이의 쌍의 가능성을 감소시키는 것이 가능하고, 그에 의해 다수의-사용자 MU-MIMO의 성능을 제한한다.
상기의 관점에서, 기지국 eNB에서, 이전 프리코딩 방식은 다운링크 데이터를 프리코딩하기 위해 이용되는 것이 바람직하다.
사용자 기기가 새로운 공간 상관 매트릭스를 도출하고 이를 기지국 eNB에 피드백할 때마다, 사용자 기기 UE 및 기지국 eNB는 변환 처리 동안 이용 가능하도록 그들의 각각의 공간 상관 매트릭스를 업데이트한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 장치(400)의 개략적 구조도를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 장치(400)는 도출 모듈(401), 변환 모듈(402), 선택 모듈(403), 및 피드백 모듈(404)을 포함할 수 있다.
도출 모듈(401)은 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 기지국 eNB에서의 M개의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출할 수 있고, 여기서 H는 N× M의 2차원 매트릭스이고, R은 M× M의 2차원 매트릭스이다.
일반적으로, 사용자 기기 UE는 기지국 eNB로부터 수신하여 다운링크 채널 전송 매트릭스 H를 획득하는 다운링크 채널 신호에 기초하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 도출 모듈(401)은 시간 및/또는 주파수에서 다운링크 채널 전송 매트릭스 H를 평균화하도록 구성되고, 그에 의해 기지국에서 M개의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출한다. 예를 들면,
Figure 112012090917070-pct00017
이고, 여기서 H는 켤레 전치를 표시하고, 즉 R은 다수의 시간점들 및/또는 다수의 서브캐리어들에 관한 평균값이다.
변환 모듈(402)은 도출 모듈(401)에 의해 도출되는 바와 같이 공간 상관 매트릭스 R에 기초하여 프리코딩 코드북 F를 변환할 수 있다. 프리코딩 코드북은 사용자 기기 UE와 기지국 eNB 둘다에서 동기화되거나 알려진 한정된 수의 매트릭스들을 가진 코드북이다.
일 실시예에서, 변환 모듈(402)은 공간 상관 매트릭스 R을 양자화하도록 구성되고, 그 후에 양자화된 공간 상관 매트릭스를 이용하여 프리코딩 코드북 F을 변환하고, 그에 의해 변환된 프리코딩 코드북 FR을 획득한다. 첨자 R은 공간 상관 매트릭스를 이용하여 변환이 수행되었음, 즉, 공간 상관 적응성이 행해졌음을 표시한다.
공간 상관 매트릭스 R은 복수의 방식들로 양자화될 수 있다. 일 실시예에서, 공간 상관 매트릭스 R은 공간 상관 매트릭스 코드북에 기초하여 양자화된다. 프리코딩 코드북과 유사하게, 공간 상관 매트릭스 코드북은 또한 사용자 기기 UE와 기지국 eNB 둘다에서 동기화되거나 알려진 한정된 수의 매트릭스들을 가진 코드북이다.
일 실시예에서, 변환 모듈(402)은 대응하는 변환된 프리코딩 매트릭스 FR,k를 획득하도록 다음의 표현에 따라 프리코딩 코드북 F에서 각각의 코드워드 Fk를 변환하도록 구성될 수 있다:
FR,k = RFk.
선택 모듈(403)은 변환 모듈(402)에 의해 변환된 프리코딩 코드북 FR에 기초하여 프리코딩 매트릭스 Fs를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 선택 모듈(403)은 변환 모듈(402)에 의해 변환된 프리코딩 코드북 FR로부터 최적의 프리코딩 매트릭스에 가장 근접한 프리코딩 매트릭스를 선택하도록 구성된다. 변환된 프리코딩 코드북 FR에서의 각각의 프리코딩 매트릭스 FR ,k가 FR ,k = RFk와 같이 표현될 수 있기 때문에, 다른 관점에서, 선택 모듈(403)은 고정된 프리코딩 코드북 F로부터 프리코딩 매트릭스 Fs를 선택하도록 구성되어, 공간 상관 매트릭스 R로 변환되는 프리코딩 매트릭스 FR ,s와 최적의 프리코딩 매트릭스 사이의 거리가 최소화된다.
특히, 일 실시예에서, 각각의 사용자 기기 UE에서, 선택 모듈(403)은 획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 대해 단일값 분해를 수행하도록 구성되어,
Figure 112012090917070-pct00018
을 도출한다. 다음에, 상기 단일값 분해에 의해 획득된 바와 같이 우측의 단위 단일 매트릭스 V의 요소들의 제 1의 m개의 컬럼들은 최적의 프리코딩 매트릭스 Vm으로서 취해지고, 여기서 m은 사용자 기기에 전송될 데이터 스트림들의 수를 표시한다. 그 후에, 선택 모듈(403)은 변환된 프리코딩 코드북 FR 중에서 최적의 매트릭스 Vm으로부터의 최소 거리를 가진 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 선택할 수 있고, 여기서 첨자 s는 선택된 프리코딩 매트릭스를 표시한다. 상기 선택 처리는 다음과 같이 표시될 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00019
여기서
Figure 112012090917070-pct00020
는
Figure 112012090917070-pct00021
에 대한 거리 함수이다.
일 실시예에서, 거리 함수
Figure 112012090917070-pct00022
는 다음과 같을 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00023
,
여기서 H는 켤레 전치를 표시하고, ||·||F는 매트릭스 프로베니우스 놈들(Frobenius norms)을 표시하고, abs()는 매트릭스의 모듈러를 표시하고, tr()은 매트릭스의 트레이스를 표시한다.
다른 실시예에서, 거리 함수는 다른 형태, 예를 들면 코달 거리, 프로젝션 투-놈 거리 및 푸비니-스터디 거리 등을 채택할 수 있다.
변환된 프리코딩 매트릭스 FR에서의 프리코딩 매트릭스 FR,k가 FR,k = RFk로서 표현될 수 있기 때문에, 상기 선택 처리는 또한 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00024
,
Figure 112012090917070-pct00025
.
달리 말하면, 선택 모듈(403)은 고정된 프리코딩 코드북 F로부터 프리코딩 매트릭스 Fs를 선택하여, 공간 상관 매트릭스 R로 변환되는 프리코딩 매트릭스 FR,s와 최적의 프리코딩 매트릭스 Vm 사이의 거리가 최소화된다.
피드백 모듈(404)은 공간 상관 매트릭스 R의 관련 정보 및 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 관련 정보를 기지국 eNB에 피드백할 수 있다. 일 실시예에서, 공간 상관 매트릭스 R의 관련 정보는 예를 들면, 공간 상관 매트릭스 코드북에서 양자화된 공간 상관 매트릭스의 인덱스일 수 있고, 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 관련 정보는 예를 들면, 고정된 프리코딩 코드북 F에서 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 기지국(eNB)에서 데이터를 프리코딩하기 위한 장치(500)의 개략적 구조도를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 장치(500)는 획득 모듈(501), 결정 모듈(502), 및 프리코딩 모듈(503)을 포함할 수 있고, 결정 모듈(502)은 또한 검색 모듈(504) 및 변환 모듈(505)을 더 포함할 수 있다.
획득 모듈(501)은 기지국의 M개의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R의 관련 정보 및 사용자 기기 UE에 의해 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 관련 정보를 획득하도록 구성된다. 상기에 언급된 바와 같이, 예를 들면, 상기 관련 정보는 공간 상관 매트릭스 코드북에서의 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스 및 고정된 프리코딩 코드북 F에서의 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스일 수 있다.
그 후에, 결정 모듈(502)은 획득된 관련 정보 및 프리코딩 코드북 F에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 결정할 수 있다.
특히, 결정 모듈(502)은 획득 모듈에 의해 획득된 바와 같은 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스에 기초하여 프리코딩 코드북 F로부터 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 검색하고, 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스에 기초하여 공간 상관 매트릭스 코드북으로부터 공간 상관 매트릭스 R을 검색하도록 구성된다.
결정 모듈(502)은 또한, 검색 모듈(504)에 의해 검색된 바와 같은 공간 상관 매트릭스 R을 이용하여 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환하도록 구성된 변환 모듈(505)을 포함할 수 있고, 그에 의해 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 획득한다.
일 실시예에서, 도 4의 변환 모듈(402)에 의해 프리코딩 코드북 F를 변환하는 것에 대응하여, 변환 모듈(505)은 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s를 획득하도록 다음의 수학식에 따라 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환한다: FR ,s = RFs .
프리코딩 모듈(503)은 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 이용하여 사용자 기기 UE에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하도록 구성된다.
프리코딩 모듈(503)은 다운링크 데이터를 프리코딩하기 위한 복수의 방식들을 채택할 수 있다.
일 실시예에서, 프리코딩 모듈(503)은 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s의 켤레 전치를 사용자 기기 UE의 근사 유효 채널 매트릭스
Figure 112012090917070-pct00026
로서 간주한다.
Figure 112012090917070-pct00027
는 m× M의 2차원 매트릭스를 표시하고, 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112012090917070-pct00028
.
그 후에, 프리코딩 모듈(503)은 각각의 사용자 기기의 다운링크 데이터를 사용자 기기 UE의 획득된 근사 유효 채널 매트릭스로 프리코딩하도록 구성된다. 예를 들면, 제로-포싱(ZF) 프리코딩이 수행될 수 있다.
다른 실시예에서, 다수의 사용자 기기들이 존재하는 경우에, 기지국 eNB는 각각의 사용자 기기 UE로부터 피드백되는 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 기지국 eNB는 각각의 사용자 기기의 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s,i를 각각 획득할 수 있고, 첨자 i는 사용자 기기를 표시한다. 프리코딩 모듈(503)은 사용자 기기들의 프리코딩 매트릭스들 FR ,s,i 사이의 가능한 직교 특징을 이용함으로써, 원하는 프리코딩 매트릭스들 FR ,s,i가 서로 직교하는 사용자 기기들을 스케줄링할 수 있다.
이후, 다중-사용자 MU-MIMO 무선 통신 시스템을 예로 하여, 고정된 프리코딩 코드북을 이용한 기술적 솔루션 및 공간 상관 적응성 코드북을 이용한 기술적 솔루션의 시뮬레이션 결과들이 암시적 피드백에 제공된다.
하기 표는 종래 기술에 비교하기 위한 처리량 시뮬레이션 결과들을 제공하며, 본 발명의 기술적 솔루션의 이점들을 도시한다. [표 1]은 시뮬레이션에 이용된 시스템 파라미터들 및 값들을 제공한다.
파라미터들 값들
배치 시나리오 3GPP 케이스 1, 3D, 큰 앵글 스프레드를 가진 SCM-UMa
듀플렉스 방법 및 대역폭들 FDD: 다운링크에 대해 10MHz
네트워크 동기화 동기화됨
핸드오버 마진 1.0 dB
안테나 구성 (eNB) 구성 C) 상관됨: 공동-편파됨: 안테나들 사이의 0.5 파장들 (4 Tx: |||| )
안테나 구성(UE) UE(2 Rx: ||)에서 0.5 파장들 분리된 수직 편광된 안테나들
다운링크 전송 방식 단일-셀 Tx 상관-매트릭스 지원된 MU-MIMO, UE마다 랭크 1
다운링크 스케줄러 시간 및 주파수에서 비례적으로 공정
피드백 가정들 서브대역 PMI, 서브대역 CQI, 롱-텀 광대역 Tx 상관-매트릭스 보고
5ms 주기로 PMI/CQI/RI 보고, 6ms 지연
100ms 주기로 Tx 상관-매트릭스 보고, 6ms 지연
측정 에러: PRB당 N(0,1dB)을 가진 서브대역 CQI
다운링크 HARQ 방식 체이스 조합
다운링크 수신기 타입 MMSE
채널 추정 이상적
제어 채널 및 기준 신호 오버헤드 3OFDM 심볼들의 DL CCH를 가진 ITU 가정에서 협정된 바와 같이
LTE-A:0.3063
[표 2]는 시스템-레벨 시뮬레이션 결과들을 제공한다.
처리량 셀 에지
고정된 코드북 3.2502(100%) 0.1128(100%)
적응성 코드북 3.8517 (118.5%) 0.1218 (108%)
시뮬레이션 결과들은 다중-사용자 MU-MIMO 시스템에 대해, 공간 상관 적응성 코드북을 이용하는 것이 고정된 코드북을 이용하는 것과 대조적으로 상당한 성능 이득을 획득할 수 있음을 보여준다.
또한, 단일-사용자 SU-MIMO 무선 통신 시스템을 예로 하여, 본 발명의 암시적 피드백 및 적응성 코드북을 채택하는 기술적 솔루션, 종래 기술의 암시적 피드백 및 적응성 코드북을 채택하는 기술적 솔루션, 명시적 피드백 및 고정된 코드북을 채택하는 기술적 솔루션, 암시적 피드백 및 고정된 코드북을 채택하는 기술적 솔루션, 및 이상적인 채널 정보에 기초하여 SVD를 수행하는 기술적 솔루션의 성능들에 대한 비교 분석이 수행된다.
일반성을 잃지 않고, 기지국 eNB가 4개의 전송 안테나들을 가지고, 사용자 기기 UE가 2 내지 4개의 전송 안테나들을 가지고, 프리코딩 코드북이 LTE 릴리즈 8에 규정된 피드백 코드북(즉, PMI 코드북)을 채택하고, 시뮬레이션 채널이 ITU 채널 모델을 채택한다고 가정하면, 상세한 시뮬레이션 파라미터들은 하기의 [표 3]에 도시된 바와 같다.
파라미터들 값들
전송 방식 1-4-랭크 SVD SU-MIMO
BS의 수들 및 안테나 구성 1개의 BS, 4개의 안테나들, 안테나들 사이의 0.5 또는 4 파장들
UE의 수들 및 안테나 구성 1개의 사용자 단말, 2-4개의 안테나들, 안테나들 사이의 0.5 파장들
변조 방식 QPSK
채널 코딩 1/2 터보 코딩
채널 상태 정보(CSI) 피드백 지연 0ms
전송기 상관 매트릭스 보고 지연 0ms
전송기 상관 매트릭스 양자화 방식 이상적
전송 리소스 주파수에서 5개의 LTE PRB들(Primary Resource Block)
채널 추정 이상적
데이터 검출 MMSE
속도 3kmph 또는 30kmph
고속 페이딩 채널 모델 ITU 채널 모델, UMi(Urban Micro) 또는 UMa(Urban Macro)
큰 스케일 채널 모델 무손실 모델
시뮬레이션 프레임 수들 1000
블록 크기 584 비트들
미리 결정된 프리코딩 코드북 3GPP LTE Rel-8, 4Tx에 대해 4비트 코드북
도 6 내지 도 15는 상이한 파라미터 값들 하에서 이상적인 SVD 방식들 및 상기 4개의 기술적 솔루션들의 에러 비트 레이트들과 신호대 잡음비들 사이의 관계 곡선의 도면들을 도시하고, 여기서 수평은 신호대 잡음비들(SNR)을 dB로 표시하고; 수직은 블록 에러 레이트들(BLER)을 퍼센티지로 표시하고; 도면 설명에서 원형이 더해진 실선은 본 발명의 암시적 피드백 및 적응성 코드북을 채택하는 기술적 솔루션을 표시하고, 도면 설명에서 삼각형이 더해진 실선은 종래 기술의 암시적 피드백 및 적응성 코드북을 채택하는 기술적 솔루션을 표시하고, 도면 설명에서 사각형이 더해진 실선은 종래 기술의 명시적 피드백 및 고정된 코드북을 채택하는 기술적 솔루션을 표시하고, 마름모가 더해진 실선은 종래 기술의 암시적 피드백 및 고정된 코드북을 채택하는 기술적 솔루션을 표시하고, 원형이 더해진 점선은 이상적인 채널 정보에 기초하여 SVD를 수행하는 기술적 솔루션을 표시한다.
도 6은, ITU-UMi 채널 모델이 채택되고, 0.5 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 2개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 1인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 7은, ITU-UMi 채널 모델이 채택되고, 4 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 2개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 1인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 8은, ITU-UMi 채널 모델이 채택되고, 0.5 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 2개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 2인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 9는, ITU-UMa 채널 모델이 채택되고, 0.5 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 2개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 2인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 10은, ITU-UMi 채널 모델이 채택되고, 4 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 2개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 2인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 11은, ITU-UMa 채널 모델이 채택되고, 4 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 2개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 2인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 12는, ITU-UMi 채널 모델이 채택되고, 0.5 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 3개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 3인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 13은, ITU-UMa 채널 모델이 채택되고, 0.5 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 30Km/h이고, 사용자 기기가 3개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 3인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 14는, ITU-UMi 채널 모델이 채택되고, 0.5 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 3Km/h이고, 사용자 기기가 4개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 4인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
도 15는, ITU-UMa 채널 모델이 채택되고, 4 파장들이 기지국의 전송 안테나들 사이에서 이격되고, 이동 속도가 30Km/h이고, 사용자 기기가 4개의 수신 안테나들을 가지고, 코드 레이트가 1/2이고, QPSK 변조가 채택되고, 전송 데이터 스트림의 수가 4인 다양한 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들 및 블록 에러 레이트들의 도면을 도시한다.
[표 4]는 블록 에러 레이터가 0.1일 때의 각각의 기술적 솔루션들의 신호대 잡음비들을 도시한다.
시스템 파라미터들 본 발명의 암시적 피드백 플러스 적응성 코드북 종래 기술의 암시적 피드백 플러스 적응성 코드북 명시적 피드백 플러스 고정된 코드북 암시적 피드백 플러스 고정된 코드북
전송 데이터 스트림의 수가 1이고, UMi 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
-3.2 dB
-3.2 dB
-2.4 dB
-2.4 dB
전송 데이터 스트림의 수가 1이고, UMi 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 4 파장들
-3.4 dB
-3.4 dB
-3 dB
-3 dB
전송 데이터 스트림의 수가 2이고, UMi 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
5.4 dB
12 dB
6.2 dB
6.2 dB
전송 데이터 스트림의 수가 2이고, UMa 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
5.5 dB
11 dB
6.4 dB
6.4 dB
전송 데이터 스트림의 수가 2이고, UMi 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 4 파장들
4 dB
6.8 dB
4.5 dB
4.6 dB
전송 데이터 스트림의 수가 2이고, UMa 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 4 파장들
4.4 dB
7.8 dB
5.2 dB
5.3 dB
전송 데이터 스트림의 수가 3이고, UMi 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
8.5 dB
12 dB 이상
10 dB
10 dB
전송 데이터 스트림의 수가 3이고, UMa 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
8.8 dB
12 dB 이상
10.3 dB
10.3 dB
전송 데이터 스트림의 수가 4이고, UMi 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
13.5 dB
18 dB 이상
14.2 dB
14 dB
전송 데이터 스트림의 수가 4이고, UMa 채널 모델, 전송 안테나들 사이의 0.5 파장들
14 dB
18 dB 이상
14.5 dB
14.4 dB
도 6 내지 도 15는 종래 기술에 비하여, 암시적 피드백 시스템에서의 본 발명의 적응성 코드북의 기술적 솔루션이 동일한 신호대 잡음비 하에서 최하의 블록 에러 레이트를 가지거나, 동일한 블록 에러 레이트 하에서 최하의 신호대 잡음비를 가지는 것을 보여준다.
상기 시뮬레이션들은 본 발명의 기술적 솔루션이 단일-사용자 SU-MIMO에 적합할 뿐만 아니라, 다중-사용자 MU-MIMO에도 적합하다는 것을 보여준다. 또한, 각각의 사용자에 대해, 단일 데이터 스트림 또는 다수의 데이터 스트림들을 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 제안된 바와 같은 기술적 솔루션은 구현하기가 용이하다. 예를 들면, 현재 LTE 릴리즈 8에서의 4-전송-안테나 피드백 코드북은 상관 적응성을 수행하기 위한 기본 코드북으로서 이용될 수 있다. 여분의 시그널링 오버헤드만이 공간 상관 매트릭스를 피드백하기 위한 것이다. 또한, 상기 예의 분석은 또한 본 발명의 계산 복잡성이 매우 낮음을 보여준다.
본 발명의 실시예들은 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합으로 구현될 수 있음을 유념해야 한다. 하드웨어 부분은 특정 논리에 의해 구현될 수 있고; 소프트웨어 부분은 메모리에 저장될 수 있고 마이크로프로세서 또는 특수 설계 하드웨어와 같은 적합한 명령 실행 시스템에 의해 실행될 수 있다.
본 발명을 더욱 이해 가능하게 하기 위해, 상기 기술은 본 기술 분야의 통상의 기술자들에게 알려지고 본 발명을 구현하는데 본질적일 수 있는 일부 더욱 특정한 기술적 상세들을 생략했음을 유념해야 한다.
본 발명의 기술을 제공하기 위한 목적은 개시된 형태 내에서 본 발명을 설명하고 기술하기 위한 것이고, 이를 총망라하거나 제한하기 위한 것이 아니다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는 다양한 수정들 및 대안들이 명백하다.
따라서, 양호한 실시예들을 선택하고 기술하는 것은 본 발명의 원리 및 실제의 응용을 더욱 양호하게 기술하기 위한 것이고, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 모든 수정들 및 대안들이 첨부된 청구항들에 의해 제한되는 바와 같이 본 발명의 보호 범위 내에 있음을 당업자가 이해할 것이다.
401: 도출 모듈 402: 변환 모듈
403: 선택 모듈 404: 피드백 모듈
501: 획득 모듈 502: 결정 모듈
503: 프리코딩 모듈 504: 검색 모듈
505: 변환 모듈

Claims (22)

  1. 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법에 있어서:
    획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출하는 단계;
    상기 공간 상관 매트릭스 R에 따라 프리코딩 코드북 F를 변환하는 단계;
    상기 변환된 프리코딩 코드북에 기초하여 프리코딩 매트릭스 Fs을 선택하는 단계; 및
    상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 상기 기지국에 피드백하는 단계를 포함하고,
    상기 변환 단계는:
    상기 공간 상관 매트릭스 R을 양자화하는 단계; 및
    상기 양자화된 공간 상관 매트릭스로 상기 프리코딩 코드북을 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 피드백에서,
    상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보는 상기 프리코딩 코드북에서 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스를 포함하고,
    상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보는 공간 상관 매트릭스 코드북에서 상기 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도출 단계는:
    상기 공간 상관 매트릭스 R을 획득하기 위해 시간 및/또는 주파수에서 상기 다운링크 채널 전송 매트릭스 H를 평균화하는 단계를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리코딩 코드북 F에서의 각각의 코드워드 Fk가 FR,k = RFk에 따라 상기 변환된 프리코딩 매트릭스 FR,k를 획득하기 위해 변환되고, 상기 k = 1,..., K이고, K는 양의 정수인, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 선택 단계는:
    Figure 112012090917070-pct00029
    을 획득하기 위해 상기 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 대해 단일값 분해(singular value decomposition)를 수행하는 단계;
    상기 단일값 분해로부터 획득되는 우측의 단위 단일 매트릭스 V에서의 요소들의 제 1의 m개의 컬럼들을 이상적인 프리코딩 매트릭스 Vm으로서 취하는 단계로서, 상기 m은 상기 사용자 기기에 전송될 데이터 스트림들의 수인, 상기 취하는 단계; 및
    상기 공간 상관 매트릭스를 통해 변환된 프로코딩 매트릭스 FR과 상기 이상적인 프리코딩 매트릭스 Vm 사이의 거리가 최소화되도록 상기 프리코딩 코드북으로부터 상기 프리코딩 매트릭스 Fs를 선택하는 단계를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 거리는
    Figure 112012090917070-pct00030
    이고, 상기 k = 1,..., K이고, K는 양의 정수이고, H는 켤레 전치를 표시하고, ||·||F는 매트릭스 프로베니우스 놈들(Frobenius norms)을 표시하고, abs()는 매트릭스의 모듈러를 표시하고, tr()은 매트릭스의 트레이스를 표시하거나; 또는
    상기 거리는 코달 거리(chordal distance), 프로젝션 투-놈 거리(projection two-norm distance) 및 푸비니-스터디 거리(Fubini-Study distance)로 이루어진 그룹에서 선택되는, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 방법.
  7. 삭제
  8. 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 방법에 있어서:
    사용자 기기로부터, 상기 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 상기 사용자 기기에 의해 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 정보 및 프리코딩 코드북에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 결정하는 단계; 및
    상기 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s로 상기 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 결정 단계는:
    상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보에 기초하여 상기 프리코딩 코드북으로부터 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 검색하는 단계로서, 상기 선택된 프리코딩 매트릭스에 관한 정보는 상기 프리코딩 코드북에서 상기 선택된 프리코딩 매트릭스의 인덱스를 포함하는, 상기 Fs 검색 단계와; 상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보에 기초하여 공간 상관 매트릭스 코드북으로부터 상기 공간 상관 매트릭스 R을 검색하는 단계로서, 상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보는 상기 공간 상관 매트릭스 코드북에서 상기 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스를 포함하는, 상기 R 검색 단계; 및
    상기 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 획득하기 위해 상기 공간 상관 매트릭스 R로 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환하는 단계를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 프리코딩 단계는:
    상기 원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s의 켤레 전치를 상기 사용자 기기의 근사 유효 채널 매트릭스(approximate effective channel matrix)로서 취하는 단계; 및
    상기 근사 유효 채널 매트릭스에 기초하여 상기 사용자 기기에 전송될 상기 다운링크 데이터를 프리코딩하는 단계를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    다수의 사용자 기기들이 존재하는 경우에, 상기 프리코딩 단계는:
    원하는 프리코딩 매트릭스 FR ,s가 서로 직교하는 상기 다수의 사용자 기기들의 사용자 기기들을 스케줄링하는 단계를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 장치에 있어서:
    획득된 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 기초하여 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R을 도출하도록 구성된 도출 모듈;
    상기 공간 상관 매트릭스 R에 따라 프리코딩 코드북 F를 변환하도록 구성된 변환 모듈;
    상기 변환된 프리코딩 코드북에 기초하여 프리코딩 매트릭스 Fs을 선택하도록 구성된 선택 모듈; 및
    상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 상기 기지국에 피드백하도록 구성된 피드백 모듈을 포함하고,
    상기 변환은:
    상기 공간 상관 매트릭스 R을 양자화하는 것; 및
    상기 양자화된 공간 상관 매트릭스로 상기 프리코딩 코드북을 변환하는 것을 포함하고,
    상기 피드백에서,
    상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보는 상기 프리코딩 코드북에서 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs의 인덱스를 포함하고,
    상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보는 공간 상관 매트릭스 코드북에서 상기 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스를 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선택 모듈은:
    Figure 112012091046221-pct00048
    을 획득하기 위해 상기 다운링크 채널 전송 매트릭스 H에 대해 단일값 분해를 수행하고;
    상기 단일값 분해로부터 획득된 우측의 단위 단일 매트릭스 V에서의 요소들의 제 1의 m개의 컬럼들을 이상적인 프리코딩 매트릭스 Vm으로서 취하고, 상기 m은 상기 사용자 기기에 전송될 데이터 스트림들의 수이고;
    상기 공간 상관 매트릭스를 통해 변환된 프로코딩 매트릭스 FR과 상기 이상적인 프리코딩 매트릭스 Vm 사이의 거리가 최소화되도록 상기 프리코딩 코드북으로부터 상기 프리코딩 매트릭스 Fs를 선택하도록 구성되는, 무선 통신 시스템에서의 사용자 기기에서 통신 데이터를 처리하기 위한 장치.
  14. 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 장치에 있어서:
    사용자 기기로부터, 상기 기지국의 다수의 전송 안테나들의 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보 및 상기 사용자 기기에 의해 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보를 획득하도록 구성된 획득 모듈;
    상기 획득된 정보 및 프리코딩 코드북에 기초하여 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 결정하도록 구성된 결정 모듈; 및
    상기 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s로 상기 사용자 기기에 전송될 다운링크 데이터를 프리코딩하도록 구성된 프리코딩 모듈을 포함하고,
    상기 결정 모듈은 또한:
    상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs에 관한 정보에 기초하여 상기 프리코딩 코드북으로부터 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 검색하고, 상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보에 기초하여 공간 상관 매트릭스 코드북으로부터 상기 공간 상관 매트릭스 R을 검색하도록 구성된 검색 유닛으로서, 상기 선택된 프리코딩 매트릭스에 관한 정보는 상기 프리코딩 코드북에서 상기 선택된 프리코딩 매트릭스의 인덱스를 포함하고, 상기 공간 상관 매트릭스 R에 관한 정보는 상기 공간 상관 매트릭스 코드북에서 상기 공간 상관 매트릭스 R의 인덱스를 포함하는, 상기 검색 유닛; 및
    상기 원하는 프리코딩 매트릭스 FR,s를 획득하기 위해 상기 공간 상관 매트릭스 R로 상기 선택된 프리코딩 매트릭스 Fs를 변환하도록 구성된 변환 유닛을 포함하는, 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 데이터 프리코딩을 위한 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102217206B (zh) 2009-01-05 2014-10-08 马维尔国际贸易有限公司 用于mimo通信系统的预编码码本
US8385441B2 (en) 2009-01-06 2013-02-26 Marvell World Trade Ltd. Efficient MIMO transmission schemes
US8238483B2 (en) 2009-02-27 2012-08-07 Marvell World Trade Ltd. Signaling of dedicated reference signal (DRS) precoding granularity
EP3512219B1 (en) * 2009-04-06 2022-05-04 Marvell Asia Pte, Ltd. Improved feedback strategies for multi-user mimo communication systems
WO2010122432A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-28 Marvell World Trade Ltd Multi-point opportunistic beamforming with selective beam attenuation
US8675794B1 (en) 2009-10-13 2014-03-18 Marvell International Ltd. Efficient estimation of feedback for modulation and coding scheme (MCS) selection
US8917796B1 (en) 2009-10-19 2014-12-23 Marvell International Ltd. Transmission-mode-aware rate matching in MIMO signal generation
JP5669854B2 (ja) 2009-11-09 2015-02-18 マーベル ワールド トレード リミテッド 調整送信を利用する基地局にフィードバックデータを送信するための方法及び装置、並びに調整送信スキームを利用する基地局及びフィードバックデータを送信する移動通信端末を備えたシステム
JP5637486B2 (ja) 2009-12-17 2014-12-10 マーベル ワールド トレード リミテッド 交差偏波アンテナ用のｍｉｍｏフィードバックスキーム
JP6012472B2 (ja) 2010-01-07 2016-10-25 マーベル ワールド トレード リミテッド 専用基準信号（ｄｒｓ）プリコーディング粒度の通知、方法、通信装置及び移動通信端末
JP5258002B2 (ja) 2010-02-10 2013-08-07 マーベル ワールド トレード リミテッド Ｍｉｍｏ通信システムにおける装置、移動通信端末、チップセット、およびその方法
US8687741B1 (en) 2010-03-29 2014-04-01 Marvell International Ltd. Scoring hypotheses in LTE cell search
KR101409732B1 (ko) * 2010-05-06 2014-06-19 알까뗄 루슨트 다중 입력 다중 출력 시스템에서 하이 랭크 적응성 코드북을 생성 및 피드백하기 위한 방법 및 디바이스
CN102299774B (zh) * 2010-06-24 2013-09-18 上海贝尔股份有限公司 用于确定预编码矩阵的方法及相应的通信方法和设备
IN2010DE02109A (ko) * 2010-09-03 2015-08-14 Motorola Mobility Inc
JP2012100254A (ja) * 2010-10-06 2012-05-24 Marvell World Trade Ltd Ｐｕｃｃｈフィードバックのためのコードブックサブサンプリング
US8615052B2 (en) 2010-10-06 2013-12-24 Marvell World Trade Ltd. Enhanced channel feedback for multi-user MIMO
US8908600B2 (en) * 2010-10-26 2014-12-09 Qualcomm Incorporated Channel state information feedback frame format and feedback rules for very high throughput wireless systems
US9130631B2 (en) 2010-11-03 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Beamforming feedback format
US9048970B1 (en) 2011-01-14 2015-06-02 Marvell International Ltd. Feedback for cooperative multipoint transmission systems
US8861391B1 (en) 2011-03-02 2014-10-14 Marvell International Ltd. Channel feedback for TDM scheduling in heterogeneous networks having multiple cell classes
JP6019502B2 (ja) 2011-03-31 2016-11-02 マーベル ワールド トレード リミテッド 協調マルチポイント送信のためのチャネルフィードバック
CN103262454A (zh) * 2011-04-29 2013-08-21 富士通株式会社 多用户多输入多输出系统中选择多用户配对的方法和装置
CN102916762B (zh) * 2011-08-02 2017-08-18 瑞典爱立信有限公司 用于对预编码信号进行解码的方法和设备
US9020058B2 (en) 2011-11-07 2015-04-28 Marvell World Trade Ltd. Precoding feedback for cross-polarized antennas based on signal-component magnitude difference
WO2013068916A1 (en) 2011-11-07 2013-05-16 Marvell World Trade Ltd. Codebook sub-sampling for frequency-selective precoding feedback
WO2013068974A1 (en) 2011-11-10 2013-05-16 Marvell World Trade Ltd. Differential cqi encoding for cooperative multipoint feedback
US9220087B1 (en) 2011-12-08 2015-12-22 Marvell International Ltd. Dynamic point selection with combined PUCCH/PUSCH feedback
US8902842B1 (en) 2012-01-11 2014-12-02 Marvell International Ltd Control signaling and resource mapping for coordinated transmission
US9143951B2 (en) 2012-04-27 2015-09-22 Marvell World Trade Ltd. Method and system for coordinated multipoint (CoMP) communication between base-stations and mobile communication terminals
CN106603136B (zh) 2012-06-14 2022-08-19 华为技术有限公司 确定预编码矩阵指示的方法、用户设备、基站演进节点
US9401749B2 (en) 2013-03-08 2016-07-26 Google Technology Holdings LLC Method for codebook enhancement for multi-user multiple-input multiple-output systems
CN108809387B (zh) 2013-04-03 2020-07-07 华为技术有限公司 信道状态信息上报方法、接收方法及设备
KR102048880B1 (ko) * 2013-04-29 2019-11-26 삼성전자주식회사 다단 빔포밍 시스템을 위한 통신 방법 및 장치
KR102071440B1 (ko) * 2013-05-10 2020-01-30 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 프리코딩 행렬 지시자를 결정하는 방법, 사용자 장비 및 기지국
CN108494450B (zh) 2013-08-08 2020-06-16 华为技术有限公司 确定预编码矩阵指示的方法、接收设备和发送设备
EP3044885A1 (en) * 2013-09-13 2016-07-20 Hewlett Packard Enterprise Development LP Subcarrier power reallocation
KR102150373B1 (ko) * 2014-03-05 2020-09-01 삼성전자주식회사 공간 상관도를 갖는 채널 피드백 방법 및 장치
US9425929B2 (en) * 2014-06-26 2016-08-23 Alcatel Lucent Wireless communication with suppression of inter-cell interference in large-scale antenna systems
KR102300532B1 (ko) * 2014-09-05 2021-09-13 삼성전자주식회사 빔 포밍 시스템에서 채널 정보 피드백을 위한 방법 및 장치
KR20180098592A (ko) * 2015-12-23 2018-09-04 노키아 솔루션스 앤드 네트웍스 오와이 다중-입력 및 다중-출력(mimo) 무선 네트워크들에 대한 희소 상관 매트릭스의 피드백
CN107204795A (zh) * 2016-03-15 2017-09-26 株式会社Ntt都科摩 一种预编码处理方法、用户设备及基站
CN109923803B (zh) * 2016-10-31 2020-12-15 华为技术有限公司 接收机和数据接收方法
US10651905B1 (en) * 2018-11-21 2020-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd Eigenvalue decomposition precoding matrix index selection
US11653228B2 (en) * 2020-02-24 2023-05-16 Qualcomm Incorporated Channel state information (CSI) learning
CN113067787B (zh) * 2021-03-26 2023-02-28 广东奎晟信息科技有限公司 一种基于有限反馈的无线能量传输系统预编码方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2859333A1 (fr) * 2003-09-01 2005-03-04 France Telecom Procede de decodage d'un signal code a l'aide d'une matrice de codage espace-temps, recepteur et procede de codage et de decodage correspondants
FR2863422A1 (fr) * 2003-12-04 2005-06-10 France Telecom Procede d'emission multi-antennes d'un signal precode lineairement,procede de reception, signal et dispositifs correspondants
EP1603264B1 (fr) * 2004-06-04 2013-02-27 France Télécom Procédé et dispositif de réception d'un signal ayant subi un précodage linéaire et un codage de canal
KR101124932B1 (ko) * 2005-05-30 2012-03-28 삼성전자주식회사 어레이 안테나를 이용하는 이동 통신 시스템에서의 데이터송/수신 장치 및 방법
CN101136718A (zh) 2006-11-07 2008-03-05 中兴通讯股份有限公司 无线通信系统中多输入多输出的空间复用的预编码方法
CN101257367B (zh) 2007-02-28 2013-03-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 选择预编码的方法和装置
US20080317145A1 (en) * 2007-06-25 2008-12-25 Bruno Clerckx Multiple input multiple output communication system and a method of adaptively generating codebook
CN101388702B (zh) 2007-09-11 2015-05-13 株式会社Ntt都科摩 基于码本的多输入多输出系统自适应预编码的方法和装置
US8391408B2 (en) * 2008-05-06 2013-03-05 Industrial Technology Research Institute Method and apparatus for spatial mapping matrix searching
KR100970891B1 (ko) * 2008-05-07 2010-07-20 재단법인서울대학교산학협력재단 무선 통신 시스템에서 공간 분할 다중화 기법을 위한 채널정보 생성 장치 및 그 방법과 이를 이용한 데이터 전송장치 및 그 방법
US20090323849A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Interdigital Patent Holdings, Inc. Method and apparatus for performing multiple-input multiple-output wireless communications
US8649455B2 (en) * 2008-10-20 2014-02-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiple input multiple output communication system and communication method of adaptably transforming codebook
CN101753259B (zh) * 2008-12-08 2013-12-04 华为技术有限公司 一种预编码矩阵选择方法
US8649456B2 (en) * 2009-03-12 2014-02-11 Futurewei Technologies, Inc. System and method for channel information feedback in a wireless communications system
EP2498413B1 (en) * 2009-11-04 2018-12-26 Alcatel Lucent Method and apparatus for processing downlink communication and assistant method and apparatus thereof
JP5477482B2 (ja) * 2010-03-19 2014-04-23 富士通株式会社 マルチセルｍｉｍｏ送信のためのセル選択
US20130088981A1 (en) * 2010-04-06 2013-04-11 Alcatel Lucent Method and device for performing hierarchy feedback with space information-assisted

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문(Jorswieck, E.A. et al, "Channel capacity and capacity-range of beamforming in MIMO wireless systems under correlated fading with covariance feedback", IEEE Transactions on Wireless Communications) *
논문(Love, D. et al.,"Limited feedback diversity techniques for correlated chanels", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.55, No.2, Pages 718-722, 2006.03.31.) *

Also Published As

Publication number Publication date
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