KR101543194B1 - 무선 통신 시그널링에 적용되는 코딩을 식별하는 정보를 포함하는 피드백 데이터 구조체의 통신 - Google Patents

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Abstract

폐쇄 루프 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 시스템에서의 무선 통신을 수행하기 위해, 피드백 데이터 구조체가 제1 무선 노드 및 제2 무선 노드 사이의 무선 채널에서 통신된다 - 상기 피드백 데이터 구조체는 제2 무선 노드와 제1 무선 노드 사이에서 통신되는 시그널링에 제2 무선 노드에 의해 적용되는 코딩을 식별하는 인디케이터를 포함하고, 피드백 데이터 구조 내의 정보는 제1 무선 노드에서 검출된 무선 채널 조건에 기초함 -. 상기 인디케이터들은 무선 채널에서 상이한 대응 대역에 대해 사용될 상이한 코딩들을 식별한다.

Description

무선 통신 시그널링에 적용되는 코딩을 식별하는 정보를 포함하는 피드백 데이터 구조체의 통신{COMMUNICATING A FEEDBACK DATA STRUCTURE CONTAINING INFORMATION IDENTIFYING CODING TO BE APPLIED ON WIRELESSLY COMMUNICATED SIGNALING}
본 발명은 일반적으로 무선 송신 시그널링에 적용되는 코딩을 식별하는 정보를 포함하는 피드백 데이터 구조체를 통신하는 것에 관한 것이다.
이동국(mobile station)들이 다른 이동국들이나 유선 네트워크들에 연결된 유선 단말기들과 통신할 수 있게 하는 다양한 무선 액세스 기술들이 제안되거나 구현되어 왔다. 무선 액세스 기술들의 예시는 3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)에 의해 정의된 GSM(Global System for Mobile communications) 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술들; 3GPP2에 의해 정의된 CDMA 2000(Code Division Multiple Access 2000) 기술들; 또는 그 외의 무선 액세스 기술들을 포함한다.
또 다른 유형의 무선 액세스 기술은 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 기술이다. WiMAX는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준에 기초한다. WiMAX 무선 액세스 기술은 무선 광대역 액세스를 제공하도록 설계된다.
WiMAX 기술에 의해 제공되는 특징들 중 하나는 MIMO(다중 입력, 다중 출력)를 지원한다는 것이다. MIMO는, 데이터가 송신기의 다중 안테나들로부터 송신되어 다중 경로들을 통해 수신기의 안테나들에 의해 수신될 수 있도록, 송신측에서와 수신측에서 다중 안테나들을 사용하는 것을 지칭한다. MIMO 기술의 사용은 무선 네트워크의 용량, 확장성, 및 유연성을 향상시킨다. MIMO 기술을 사용함으로써, (다중 공간적 빔들 또는 스트림들 형태의) 다중 병렬 채널들을 제공하여 용량을 증가시킬 수 있다.
폐쇄 루프 MIMO(CL-MIMO)는 이동국으로부터 서빙 기지국으로 피드백되는 송신 채널에 대한 정보를 사용하는 MIMO 모드를 지칭하고, 상기 기지국은 기지국과 이동국 사이의 무선 통신에서 사용하기 위한 리소스들을 선택하고 송신 채널의 영향을 보상하는 데에 피드백 정보를 사용한다. 종래에는, 폐쇄 루프 MIMO 동작을 가능하게 하는 효율적인 피드백 메커니즘들은 제공된 적이 없다.
일반적으로, 바람직한 실시예에 따라, 폐쇄 루프 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 시스템에서의 무선 통신 방법은 제1 무선 노드와 제2 무선 노드 사이의 무선 채널을 통해, 제2 무선 노드와 제1 무선 노드 사이에서의 무선 통신 시그널링에 적용되는 코딩을 식별하는 정보를 포함하는 피드백 데이터 구조체를 통신하는 것을 포함한다.
다른 혹은 대안적인 특징들은 이하의 설명으로부터, 도면들로부터, 그리고 청구범위로부터 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 포함하는 예시적인 구성의 블록도이다.
도 2는 바람직한 실시예에 따른, 이동국으로부터 기지국으로의 정보의 피드백을 도시하는 개략도이고, 상기 피드백되는 정보는 피드백 헤더 구조체에 프리코딩 행렬 인덱스(PMI), 채널 품질 인디케이터(CQI), 및 랭크 정보를 포함한다.
도 3 및 도 5는 일부 바람직한 실시예들에 따라, 이동국으로부터 기지국으로 피드백 정보를 통신하는 데에 사용되는 피드백 헤더들을 도시한다.
도 4는 일부 바람직한 실시예들에 의해 사용되는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 리소스 구조체를 도시한다.
도 6 내지 도 10은 일부 바람직한 실시예들에 따른, 이동국과 기지국 사이에서의 메시지 교환들의 메시지 흐름도이다.
바람직한 실시예들에 따라, 향상된 피드백 매커니즘이 이동국이 서빙 기지국으로 피드백 데이터 구조체의 피드백 정보를 보내게 하도록 제공되고, 상기 피드백 정보는 이동국으로 무선 채널을 통해 기지국에 의해 송신된 다운링크 시그널링(트래픽 데이터 및/또는 제어 시그널링 및/또는 기준 신호)에 기지국에 의해 적용될 코딩을 식별한다. 피드백 데이터 구조체에 포함된 피드백 정보는 이동국에서 검출된 무선 채널 조건들에 기초한다. 피드백 정보는 기지국과 이동국 사이에서 무선 통신되는 시그널링에 적용되는 코딩을 선택하는 데에 사용되는 적어도 하나의 인디케이터를 포함한다. 추가 세부사항에서 설명될 바와 같이, 이 인디케이터는 프리코딩을 적용하는 데에 사용되는 일부 실시예들에서 프리코딩 행렬 인덱스(PMI)를 포함한다. 그 외 피드백 정보는 채널 품질 인디케이터(CQI) 및 랭크 정보를 포함할 수 있다. 랭크 정보에 기초한 코딩이 다수의 데이터 스트림들의 선택을 참조하는 동안, CQI에 기초한 코딩은 코딩 및 변조 방식의 선택을 포함할 수 있다.
일부 바람직한 실시예들에 따른 피드백 데이터 구조체는 또한 무선 채널(예를 들면, 검출된 채널 조건들에 기초한 M개의 최적 대역)의 M개의 최적 대역들의 식별을 허용한다(M＞1). M개의 대역들이 피드백 데이터 구조체로 식별되기 때문에, M 대역들에 대응하는, M개의 PMI 값들과 같은, M개의 인디케이터들이 피드백 데이터 구조체로 제공된다. 기지국이 피드백 데이터 구조체를 획득하면, 기지국은 하나 이상의 M개의 최적 대역들을 기지국과 이동국 사이에서의 데이터 통신에서 사용하기 위해 선택할 수 있다.
"기지국"은 셀 또는 셀 섹터 내에서 하나 이상의 이동국들과 무선 통신할 수 있는 노드를 지칭한다. 일부 실시예들에서, 기지국은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 규격들에 의해 정의된 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)를 따른다. 바람직한 실시예들에서는 WiMAX를 참조하였지만, 동일하거나 유사한 기술들이 3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)에 의해 정의된 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술들 및 3GPP2에 의해 정의된 CDMA 2000(Code Division Multiple Access 2000) 기술을 포함하는 그 외 기술들에도 적용될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. UMTS에 대한 지칭은 LTE(Long-Term Evolution) 기술을 포함한다.
기지국과 이동국 사이의 무선 채널은 리소스들(상이한 주파수들의 하나 이상의 캐리어들, 하나 이상의 타임 슬롯들 등)의 집합을 가리킨다. WiMAX 환경에서, 무선 채널은 주파수 차원에서의 (상이한 주파수들의) 서브-캐리어들 및 시간 차원에서의 타임 슬롯들의 집합을 포함한다. 무선 채널은 (후술하는) 다수의 대역들을 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 무선 액세스 기술들을 참조하였지만, 일부 실시예들에 따른 기술들이 또한 다른 유형의 무선 액세스 기술들에 적용될 수 있음을 유의하여야 한다.
도 1은 무선 채널(104)을 통해 이동국(102)과 무선 통신할 수 있는 기지국(100)을 포함하는 예시적인 무선 액세스 네트워크(101)를 도시한다. 기지국(100)은 WiMAX 기지국 또는 다른 유형의 기지국일 수 있다.
이동국(102)은 무선 채널(104)을 통해 무선 통신하는 무선 인터페이스(106)를 포함한다. 이동국(102)은 또한 이동국(102)과 연관된 다양한 태스크를 수행하도록 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)(110)에서 실행가능한 소프트웨어(108)를 포함한다. CPU들(110)은 데이터 및 소프트웨어 명령어들을 저장하는 저장소(112)에 접속된다.
유사하게, 기지국(100)은 무선 채널(104)을 통해 무선 통신하는 무선 인터페이스(114)를 포함한다. 기지국(100)은 또한, 데이터 및 소프트웨어 명령어들을 저장하는 저장소(120)에 접속된, 기지국(100)의 하나 이상의 CPU(118)에서 실행가능한 소프트웨어(116)를 포함한다. 저장소(120)는 또한 기지국(100)과 이동국(102) 사이에서 통신되는 다운링크 시그널링에 프리코딩을 적용하기 위한 대응하는 프리코딩 행렬들을 포함하는 다양한 엔트리들을 포함하는 코드북(130)을 포함한다. 이동국(102)의 저장소(112)가 또한 코드북(130)과 동일한 코드북(131)을 포함한다는 것을 유의하여야 한다.
도 1에는 단지 하나의 기지국(100)과 이동국(102)이 도시되어 있지만, 통상적인 무선 액세스 네트워크가 각각의 셀 또는 셀 섹터 내에 위치하는 다수의 이동국들과 통신하는 다수의 기지국들을 포함한다는 것을 유의하여야 한다.
무선 액세스 네트워크(101)는 또한 기지국(100)이 접속되는 제어 노드(122)를 포함한다. 제어 노드(122)는 WiMAX 환경에서 액세스 서비스 네트워크(ASN)와 같은 시스템 제어기일 수 있다. 제어 노드(122)는 인터넷과 같은 외부 네트워크(126)에 무선 액세스 네트워크를 접속시키는 게이트웨이 노드(124)에 접속된다. 게이트웨이 노드(110)는 WiMAX 환경에서 접속 서비스 네트워크(CSN)일 수 있다.
일부 바람직한 실시예들에 따라, 도 1에 도시된 무선 액세스 네트워크(101)는 기지국(100)이 기지국과 이동국 사이에서 통신되는 다운링크 시그널링에 선택된 프리코딩을 적용할 수 있도록 이동국(102)으로부터 기지국(100)으로 피드백 정보가 제공되는, 코드북-기반 폐쇄 루프 MIMO(CL-MIMO) 동작들을 제공한다. 다운링크 시그널링에 코드북-기반 프리코딩을 적용하는 것을 참조하였지만, 코드북-기반 프리코딩은 또한 이동국(102)으로부터 기지국(100)으로 무선 송신되는 업링크 시그널링에도 적용될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 바람직한 실시예들에 따른 기술들은 또한 업링크 시그널링의 프리코딩에도 적용 가능하다.
다운링크 CL-MIMO 동작에 연관된 컴포넌트들의 개략도가 도 2에 도시되었다. 무선 링크는 도 2에서 H로 나타내고, H는 (다운링크 상에서) 기지국으로부터 이동국으로 보내지는 신호에 영향을 미치는 채널 행렬(또는 전송 함수)이다. 이동국(102)에서, 블록(202)은 채널 용량을 추정하는 것과 관련된 이동국(102)의 태스크들을 나타낸다. 일 구현에서, 채널 용량 추정에 기초하여, 이동국(102)은 이동국(102)으로부터 기지국(100)으로의 업링크에서 피드백 데이터 구조체로 (210에서) 피드백되는, PMI(프리코딩 행렬 인덱스), 채널 품질 인디케이터(CQI), 및 랭크 모드를 연산한다. PMI, CQI, 및/또는 랭크 모드의 연산의 다른 메커니즘들은 다른 구현들에서 사용될 수 있다.
이동국에 의해 수행되는 채널 추정은 채널 행렬 H의 추정이다. 이동국은 기지국(100)의 코드북(130)과 같이 또한 저장되는 코드북(131)에서 유지되는 프리코딩 행렬들을 또한 알고 있다. 일 예시에서, 블록(202)에서 수행되는 채널 추정은 Kathiravetpillai Sivanesan 등에 의해 2008년 3월 19일 제출된 표제: "Post Processing SINR Calculation Based on Midamble for Band AMC"에 따른다. 다른 예시들에서는, 다른 유형들의 채널 추정 기술들이 사용될 수 있다.
추정된 채널 행렬 H로부터, 이동국은 모든 가능한 프리코딩 행렬들 및 MIMO 모드들(예를 들면, 랭크 1 및 랭크 2)에 대한 채널 용량 값들을 연산할 수 있고, 가장 큰 AWGN(부가적인 백색 가우시안 잡음) 용량 값을 주는 프리코딩 행렬 및 MIMO 모드(랭크)를 선택한다. 다른 구현들에서 부가적인 랭크 모드들이 있을 수 있음을 유의하여야 한다. M개의 최적 대역들이 선택되면, M개의 최적 대역들 각각에 대한 각각의 프리코딩 행렬 및 MIMO 랭크가 선택된다. 각각의 프리코딩 행렬은 각각의 PMI와 연관된다. M개의 최적 대역들은 대역들의 AWGN 용량들 각각에 기초하여 식별된다. 대안적으로, M개의 최적 대역들은 다른 기준에 기초하여 식별될 수 있다.
각각의 M개의 최적 대역들에 대한 CQI들이 또한 연산된다. 각각의 CQI는 기지국과 이동국 사이에서 각각의 대역의 품질에 관한 정보를 제공한다.
일부 실시예들에서 사용될 수 있는 랭크 모드는 랭크 1 또는 랭크 2를 포함한다. 피드백 데이터 구조체에서 이동국에 의해 지시된 랭크 모드는 특정 조건 하에서 기지국에 의해 오버라이드(override)될 수 있다는 것을 유의해야한다. 부가적인 랭크들은 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. "랭크 2"는 2개의 공간적 빔들을 동시적으로 사용하여, 이동국으로의 동시적인 데이터 송신을 허용함으로써, 빈번한 데이터 통신을 두 배로 하도록, 기지국과 이동국 사이에서 데이터를 통신하는 데에 사용되는 특정 무선 채널이 2개의 레이어들을 사용할 수 있다는 것을 나타낸다. 다른 한편, "랭크 1"은 단일 레이어만이 무선 채널에 사용될 수 있다는 것을 의미하는 것으로, 다수의 공간적 빔들 중 하나만이 데이터 송신에 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
기지국(100)에 저장된 코드북(130)은 다수의 PMI 값들에 대응하는 행들과, 2개의 가능한 랭크들(1, 2)에 대응하는 2개의 열들을 갖는 행렬로서 배열된다. 이동국(102)으로부터 기지국(100)으로 피드백되는 각 PMI 값은 코드북(130)에서 행을 인덱스하고, 각 대응하는 랭크 모드는 코드북(130)의 2개의 열들 중 하나를 선택한다. 함께, PMI 값과 랭크 모드의 쌍은 대응하는 프리코딩 행렬이 추출되는 코드북(130)의 엔트리들 중 하나를 선택한다. 선택된 프리코딩 행렬은 도 2에서 "W"로 나타낸다.
선택된 프리코딩 행렬 W는 프리코더(204)에 의해 기지국(100)에서 입력 신호 (x)에 적용된다. 프리코딩된 신호는 기지국(100)으로부터 신호 z로서 송신된다. 송신된 신호 z는 (H로 나타내진) 무선 채널을 통해 통신되고, (206에서) 노이즈 (n)와 결합되어 이동국(102)에서 수신되는 신호 y를 제공한다. 수신된 신호 y는 이동국(102)에서 디코더(208)에 의해 디코딩되어 원 신호 x가 추출된다. 디코더(208)에 의해 수행된 디코딩은 기지국(100)에서 프리코더(204)에 의해 적용된 프리코딩을 반전시키는 것을 포함한다.
PMI, CQI 및 랭크 정보를 피드백하는 것은 이동국(102)으로부터 기지국(100)으로의 업링크 상에 (210에서) 보내진 피드백 헤더 구조체를 사용하여 수행될 수 있다. 피드백 데이터 구조체가 이동국(102)으로부터 기지국(100)으로 보내진 데이터 프레임들을 구비할 수 있기 때문에 피드백 데이터 구조체의 사용은 상대적으로 효율적이다. 데이터 프레임들을 갖는 피드백 헤더 구조체들을 "제공하는 것"은 피드백 헤더 구조체들을 데이터 프레임들(데이터 프레임들의 헤더 또는 본체)로 삽입하는 것이나 피드백 헤더 구조체를 데이터 프레임들에 붙이는 것을 포함한다. 피드백 데이터 구조체를 사용하는 것은, 피드백 데이터 구조체가 기지국에서의 수신을 보장하기 위해 수차례 보내질 수 있기 때문에, 또한 향상된 유연성을 제공한다.
기지국이 특정 조건 하에 이동국으로부터의 어떠한 권고(PMI, CQI, 및/또는 랭크 정보)를 오버라이드할 수 있다는 것을 유의하여야 한다. PMI가 오버라이드된다면, 기지국은 상이한 PMI를 이동국에 시그널링할 수 있다.
WiMAX 프로토콜에 따른 피드백 헤더 구조체는 다수의 부분들을 포함한다. 일실시예에서, 피드백 헤더 구조체의 다수의 부분들은 제1 유형의 피드백 헤더 및 제2 유형의 피드백 헤더를 포함한다. 일 예시에서, 피드백 헤더들의 두 유형들은 WiMAX 표준에 따른 피드백 헤더 유형 0110 및 피드백 헤더 유형 1101이다. 피드백 헤더 유형 0110은 피드백 헤더 유형 1101에 비해 덜 빈번히 보내진다. 일부 구현들에서, 피드백 헤더 유형 1101은 데이터 프레임마다 보내지는 반면에, 피드백 헤더 유형 0110은 N개의 데이터 프레임마다 보내진다(N＞1). 일 예시에서, N은 6과 동일하다.
데이터의 "프레임"은 기지국과 이동국 사이에서 무선 채널을 통해 교환될 수 있는 미리정의된 데이터 비트들의 집합(및 제어 정보)을 지칭한다. 일부 경우들에서, 프레임들은 업링크 또는 다운링크에서 전달되는 슈퍼프레임으로 연결된다. 더 일반적으로는, 피드백 헤더 구조체는, 제1 부분이 적어도 피드백 헤더 구조체의 제2 부분보다 더 빈번히 보내지는, 다수의 부분들을 갖는다.
도 3은 유형 0110의 피드백 헤더(300)의 내용의 일부를 도시한다. (유형 0110의) 피드백 헤더(300)의 내용은, 기지국과 이동국 사이의 무선 채널에서 M개의 최적 대역들을 가리키는, 제1 요소(302)를 포함한다(M＞1). 일 예시 구현에서, M개의 최적 대역들을 식별하는 요소(302)는, 12-비트 비트맵과 같은, 비트맵이다. 일 예시에서, (비록 다른 값들이 다른 구현들에서 사용될 수 있더라도) M은 3과 동일하다.
WiMAX 환경에서 사용되는 "대역"은 (주파수 도메인에서) 8개의 빈(bin)들 및 (시간 도메인에서) 모든 다운링크 데이터 OFDM(직교 주파수 분할 다중화) 심볼들로 이루어진 AMC(적응 변조 및 코딩) 논리 대역을 지칭한다. OFDM에 따라, 상이한 사용자들은 (OFDM 심볼들의 세트를 포함하는) 상이한 시간 슬롯에서 (상이한 주파수에서) 상이한 서브 캐리어들의 세트들을 할당받을 수 있다. 일 구현에서, 빈은 상이한 대응하는 주파수들의 9개의 연속 서브 캐리어들로 정의된다. 그러한 빈이 도 4에서 빈(400)으로 도시되어 있다. 빈(400)은 (시간 도메인에서) 9개의 서브 캐리어들 및 1개의 OFDM 심볼을 포함한다. AMC 논리 대역은 (주파수 차원을 따라) 8개의 빈들(400) 및 시간 차원을 따라 모든 OFDM 심볼들을 포함한다. 일 구현에서, 기지국과 이동국 사이의 각 무선 채널에서 12개의 대역들이 있을 수 있다.
더 일반적으로, "대역"은 무선 리소스의 일부 미리정의된 부분을 가리킬 수 있고, 그것은 기지국과 이동국 사이에서 데이터를 통신하는 데에 사용하는 다수의 상기 미리정의된 부분들을 가질 수 있다.
도 3의 피드백 헤더(300)는 M개의 최적 대역들에 대한 CQI들을 포함하는 요소(304)를 또한 포함한다. 따라서, 요소(304)는 최적 대역에 대한 제1 CQI, 제2 최적 대역에 대한 제2 CQI, 및 제3 최적 대역에 대한 제3 CQI를 포함한다. 일 구현에서, 각 CQI는 M개의 CQI를 저장하는 비트 수가 M × 5가 되도록, 5 비트를 포함한다.
피드백 헤더(300)의 또 다른 요소(306)는 M개의 대역에 대한 랭크 모드를 식별하는, 랭크 정보를 포함한다. 즉, 최적 대역에 대한 랭크 모드, 차기 최적 대역에 대한 랭크 모드 등은 요소(306)에 포함될 수 있다. 각 랭크 모드는 요소(306)가 M 비트로 이루어지도록, (랭크 1 또는 랭크 2를 가리키는) 1 비트로 나타낸다.
특정한 비트 수가 피드백 헤더(300)의 요소들(302, 304, 306)을 위해 전술되었지만, 이러한 수들은 예시의 목적으로 제공되었다. 상이한 구현들에서, 요소들(302, 304, 306)의 상이한 크기들이 사용될 수 있다. 게다가, 피드백 헤더(300)는 또한 (도시되지 않은) 다른 정보를 포함한다.
도 5는 유형 1101에 따른 피드백 헤더(500)를 도시한다. 피드백 헤더(500)는 M개의 최적 대역에 대한 PMI 값들을 포함하는 요소(502)를 포함한다. PMI 값이 길이 3 비트라면, 요소(502)에 대한 비트 수는 M × 3이다. 그러나, PMI의 길이가 6 비트라면, 요소(502)의 비트 수는 M × 6이다.
피드백 헤더(500)의 또 다른 요소(504)는 M개의 최적 대역에 대한 차분(differential) CQI들을 포함한다. 차분 CQI는 현재 프레임의 CQI와 피드백 헤더(300)에서 보고된 CQI 사이의 차이를 가리키는 (예를 들면, 5 비트 대신 2 비트로) 단축된 CQI이다. 전체 CQI 값은 피드백 헤더(500)보다 덜 빈번히 보내지는 피드백 헤더(300)에서 보고된다는 것을 유의하여야 한다. 피드백 헤더(300)는 N개의 프레임마다 보내질 수 있다. 그러나, 피드백 헤더(300)에 대응하는 프레임 이후 후속 프레임마다, CQI가 변화될 수 있고, 피드백 헤더(500)의 요소(504)에 제공되는 차분 CQI들은 만약 있다면, 그러한 변화의 정도 표시를 제공한다.
전술된 바와 같이 피드백 헤더 구조체 유형 1101에서 PMI 및 차분 CQI를 보고하는 대신, PMI 및 차분 CQI를 업링크 상에서 보내지는 CQICH(CQI 채널)로 대안적으로 통신될 수 있다. CQICH는 1차 CQICH 및 2차 CQICH를 포함한다. 1차 CQICH는 M개의 최적 대역에 대한 PMI를 나르는 데에 사용된다. 모든 M개의 최적 대역에 대해 오직 하나의 PMI가 있다. 2차 CQICH는 M개의 최적 대역의 대역당 1 비트 차분 CQI를 나르는 데에 사용된다. 1 비트 차분 CQI는 현재 데이터 프레임의 CQI와 피드백 헤더(300)에서 보고된 CQI 사이의 차이를 나타낸다. (일부 실시예들에 따라, CQICH가 피드백 정보를 기지국에 제공하기 위해 선택되었을 때, 유형 0110의 피드백 헤더가 여전히 사용되지만, 유형 1101의 피드백 헤더는 CQICH가 선택되었을 때 사용되지 않는다는 것을 유의하여야 한다.)
CQICH는 특히 셀의 가장자리에 위치하거나 방해물이 높거나 신호 품질이 저하되는 장소에 위치하는 이동국들에 있어서, 이동국으로부터 기지국으로 정보를 통신하기 위한 더욱 신뢰성 있는 메커니즘이다.
검출된 채널 조건들에 기초하여, 기지국은 어떠한 메커니즘이 PMI 및 차분 CQI들을 보고하는 데에 사용될 것인지에 관한 지시를 이동국에 제공할 수 있다. 상대적으로 좋은 채널 조건에서, 기지국은 이동국에게 PMI 및 차분 CQI를 보고하는 데에 피드백 헤더 구조체(유형 1101)를 사용하도록 지시할 수 있다. 유형 1101의 피드백 헤더는 CQICH보다 더 많은 정보를 통신할 수 있다. 예를 들어, 유형 1101의 피드백 헤더의 경우, 차분 PMI 값들이 대응하는 M개의 최적 대역들에 대해 제공될 수 있는 반면에, CQICH는 M개의 최적 대역에 대해 오직 하나의 PMI를 제공하도록 제한된다. 또한, CQICH는 유형 1101의 피드백 헤더에서 통신될 수 있는 2 비트 차분 CQI 대신에 1 비트 차분 CQI를 사용하도록 제한된다.
도 6은 기지국과 이동국 사이에서의 메시지 교환의 예시적인 흐름도를 도시한다. CL-MIMO 동작을 수행하기 위해 이동국이 피드백 정보를 기지국으로 보낼 수 있게 하기 위해, 기지국(100)은, Feedback_Polling_IE로 지칭되는, 폴링 정보 요소를 (602에서) 이동국(102)으로 보낸다. Feedback_Polling_IE는 피드백 헤더 유형, 피드백 주기 및 피드백의 기간을 가리킨다. 폴링 정보 요소는 다운링크 제어 채널에서 보내질 수 있다. 더 일반적으로, 기지국은 피드백 메커니즘이 활성화될 것이라는 표시의 어떠한 유형을 보낼 수 있다.
CL-MIMO 동작은 기지국(100)이 각각의 피드백 유형 0110, 1101에 대한 2개의 폴링 IE들, 또는 유형 1101에 대한 단일의 폴링 IE를 발행한 후에 시작될 수 있다. 이동국(102)이 유형 1101에 대한 단일 폴링 IE를 수신할 때 그것은 제1 피드백, N번째 피드백, 2N번째 피드백 등에서 그 피드백 헤더 유형을 유형 0110보다 오버라이드한다. 특정 프레임에서 그 피드백 유형이 유형 0110보다 오버라이드될 때, PMI 및 차분 CQI 값들은 이용할 수 없을 것이다. 그러한 상황에서 이전 프레임에서 수신된 PMI 및 차분 CQI들이 사용될 수 있다. 유형들 0110, 1101에 대한 Feedback_Polling_IE를 수신하는 것에 응답하여, 이동국은 유형들 1101, 0110의 피드백 헤더들을 보내기 시작한다. 이동국(102)은 우선 (604에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 처음으로 보낸다. 유형 0110의 피드백 헤더는 유형 1101의 피드백 헤더보다 덜 빈번히 보내진다는 것을 유의한다. (604에서) 유형 0110의 피드백 헤더의 송신에 이어서, 이동국은 (606, 608에서) 예를 들면, 프레임마다 수행될 수 있는, 유형 1101의 피드백 헤더들을 보낸다.
다음으로, N개의 데이터 프레임들이 보내진 후에, 이동국(102)이 다시 (610에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 보내고, 이어서 (612에서) 또 다른 유형 1101의 피드백 헤더를 보낸다.
일부 포인트에서, 기지국(100)은 (614에서) Feedback_Polling_IE와 같은 폴링 정보 요소를 이동국(102)으로 보내어 이동국(102)이 피드백 헤더들을 더 이상 기지국(100)으로 보내지 않도록, 폐쇄 루프 피드백을 비활성화시킨다.
도 7은 또 다른 예시적인 흐름도를 도시한다. 도 7에서, 기지국(100)은 (702에서) 제1 Feedback_Polling_IE(유형 0110)를 이동국(102)에 보내는 것과 (704에서) 또 다른 Feedback_Polling_IE(유형 1101)를 이동국(102)에 보내는 것에 의해 피드백 메커니즘을 개시한다. 이러한 예시에서, 2개의 폴링 정보 요소들이 도 6에서의 단일 폴링 정보 요소 대신에 사용된다. 이러한 예시에서, 2개의 폴링 정보 요소들에 응답하여, 이동국은 별도의 피드백 채널들 상에서 피드백 헤더들의 2개의 상이한 유형들을 보낼 수 있다.
(706에서) 유형 0110의 피드백 헤더가 이동국(102)에 의해 기지국(100)으로 보내진다. 다음으로, (708에서) 이동국(102)이 유형 1101의 피드백 헤더를 기지국(100)으로 보낸다. 프로세스는 기지국(100)이 (710, 712에서) 2개의 폴링 정보 요소들을 이동국(102)으로 보내어 피드백 메커니즘을 비활성화시킬 때까지 계속한다.
도 8은 이동국이 유형 1101의 피드백 헤더를 사용하는 대신에 CQICH(1차 CQICH 및 2차 CQICH)에서 피드백 정보를 보고해야하는 것을 기지국이 결정하는 동작의 예시를 도시한다. 이러한 예시에서, 기지국은 (802에서) Feedback_Polling_IE(유형 0110)를 이동국(102)으로 보내어 이동국(102)에게 주기적으로 유형 0110의 피드백 헤더들을 보내도록 지시한다. 게다가, 기지국(100)은 또한 (804에서) CQICH_Enhanced_Alloc_IE를 이동국(102)으로 보내는데, 상기 CQICH_Enhanced_Alloc_IE는 피드백 헤더 유형 1101 대신에 CQICH에서 피드백 정보를 보내는 것을 이동국에게 알리기 위한 폴링 정보 요소이다.
정보 요소들에 응답하여, 이동국은 (806에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 기지국으로 보낸다. 다음으로, 이동국은 (808, 810에서) CQICH들을 기지국(102)으로 보낸다. N 사이클 후에, 이동국은 (812에서) 또 다른 유형 0110의 피드백 헤더를 보내고, 이어서 (814에서) 또 다른 CQICH를 보낸다.
어떠한 포인트에서, 기지국은 (816, 818에서) Feedback_Polling_IE 및 CQICH_Enhanced_Alloc_IE를 이동국(102)으로 보냄으로써 피드백 메커니즘을 비활성화시킬 수 있다.
도 9는 CL-MIMO 동작이 유형 1101 만에 대한 피드백 폴링 IE에 의해 시작될 때 피드백 동작을 수행하도록 유형 1101의 피드백 헤더 구조체를 사용하는 것과 CQICH를 사용하는 것 사이의 전환의 예시를 도시한다. 도 9의 예시에서, 이동국은 (902에서) 유형 1101의 피드백 헤더를 기지국으로 보내고, 다음으로 (904에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 기지국으로 보낸다. 다음으로, 기지국은 (906에서) Feedback_Polling_IE (유형 0110) 및 CQICH_Enhanced_Alloc_IE를 이동국으로 보내어, 유형 1101의 피드백 헤더를 사용하는 대신에 CQICH를 사용하는 것으로 전환하도록 이동국에게 지시한다. 예를 들어, 기지국은 이동국이 저 SINR(신호 대 간섭 잡음 비) 영역에 있는 것을 검출할 수 있다.
다음으로, 이동국은 (908에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 보낸다. 그리고, 기지국은 (910에서) Feedback_Polling_IE를 이동국으로 보내어 유형 1101의 피드백 헤더의 송신을 비활성화시킨다. 이어서, 이동국은 다시 (912에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 보내고, 이에 후속하여 (914에서) CQICH를 보낸다.
상이한 실시예에서, CL-MIMO 동작이 유형들 0110, 1101에 대한 Feedback_Polling_IE를 사용하여 시작될 때, 기지국은 (906에서) Feedback_Polling_IE(유형 0110)를 보내는 대신에 CQICH_Enhanced_Alloc_IE를 발행하여 이동국을 CQICH를 이용하여 보고하는 것으로 전환시킨다. 이어서, 피드백 헤더 유형 1101의 송신을 비활성화시키기 위해 유형 1101에 대한 Feedback_Polling_IE를 발행한다.
도 10은 피드백을 수행하기 위해 CQICH를 사용하는 것에서 유형 1101의 피드백 헤더를 사용하는 것으로의 전환을 도시한다. 초기에, 이동국은 (1002에서) 유형 0110의 피드백 헤더를 보낸다. 다음으로, 기지국은 이동국이 고 SINR 영역에 있음을 검출하여, 유형 1101의 피드백 헤더를 이용하여 피드백하는 것으로 이동국을 전환하기로 결정한다. 이것은 (1004에서) 이동국으로 Feedback_Polling_IE(유형 1101)를 보냄으로써 완료된다. 그러나, 이동국은 (1006에서) 피드백 정보를 CQICH를 사용하여 보내기를 계속한다. 기지국이 (1008에서) CQICH_Enhanced_Alloc_IE를 CQICH 피드백을 비활성화하기 위해 보내기 전까지 이동국은 유형 1101의 피드백 헤더들을 이용하여 피드백 정보를 송신하기 시작하지 않는다(예를 들면, 1010, 1012).
전술한 실시예들에서, 유형 0110의 피드백 헤더를 이용하는 대신에, REP-RSP (보고-응답) 메시지가 도 3에 도시된 내용을 수행하는 대신에 사용될 수 있다. 그러한 대안적인 실시예에서, 도 6 내지 도 10의 흐름도는 REP-RSP 메시지로 유형 0110의 피드백 헤더의 각 인스턴스를 대체하도록 수정될 수 있다.
각각의 기지국 및 이동국에 의해 수행되는 폴링 정보 요소들 및 피드백 정보를 보내는 것은 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 소프트웨어에 의해 제어된다면, 그러한 소프트웨어의 명령어들은 (도 1의 CPU들(110, 118)과 같은) 프로세서 상에서 실행될 수 있다. 프로세서는 마이크로프로세서들, 마이크로 제어기들, (하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 마이크로 제어기들을 포함하는) 프로세서 모듈들 또는 서브시스템들, 또는 그 외 제어 또는 컴퓨팅 디바이스들을 포함한다. "프로세서"는 단일 컴포넌트 또는 복수의 컴포넌트들(예를 들어, 일부 CPU 또는 다수의 CPU들)을 지칭할 수 있다.
(소프트웨어의) 데이터와 명령어들은 각각의 저장 디바이스들에 저장되고, 그것은 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 또는 컴퓨터 사용가능한 기억 매체로서 구현된다. 기억 매체는 동적 또는 정적 랜덤 액세스 메모리(DRAM 또는 SRAM), 소거가능하고 프로그래밍가능한 판독-전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능하고 프로그래밍가능한 판독-전용 메모리(EEPROM)와, 플래시 메모리 같은 반도체 메모리 디바이스들; 고정된 플로피 및 제거가능한 디스크 등의 자기 디스크; 테이프를 포함하는 그 외의 자기 매체; 및 컴팩트 디스크(CD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD) 등의 광학 매체를 포함하는 상이한 형태들의 메모리를 포함한다.
전술한 설명에서, 본 발명의 이해를 제공하기 위해 다수의 세부사항이 기술되었다. 그러나, 당업자들은 본 발명이 이러한 세부사항들 없이도 수행될 수 있다는 것을 알 것이다. 본 발명이 제한된 수의 실시예들로 개시되었지만, 당업자들은 이들로부터 다수의 수정과 변경을 인식할 것이다. 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진실한 사상과 범위 내에 포함되는 그러한 수정들 및 변경들을 포함하도록 의도된다.

Claims (21)

  1. 제1 무선 노드를, 상기 제1 무선 노드 및 제2 무선 노드를 포함하는 폐쇄 루프 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 통신 시스템의 일부로 동작시키기 위한 방법으로서 - 상기 제1 무선 노드는 디지털 회로 및 무선 인터페이스를 포함함 -,
    상기 제2 무선 노드로부터 상기 제1 무선 노드까지의 무선 채널의 채널 행렬(H)을 추정하는 단계;
    상기 채널 행렬(H)에 기초하여 피드백 데이터를 계산하는 단계 - 상기 피드백 데이터는 상기 제2 무선 노드로부터 상기 제1 무선 노드에 송신될 시그널링을 위해 권고된 코딩(recommended coding)을 식별하고, 상기 추정하는 단계 및 상기 계산하는 단계는 상기 디지털 회로에 의해 수행되며,
    상기 피드백 데이터를 계산하는 단계는,
    미리정의된 코드북에서 엔트리를 상기 코드북의 적어도 일부를 통해 목표 값의 극대화(maximization)에 기초하여 선택하는 단계
    를 포함하고,
    상기 코드북의 행들(rows)은 두 개 이상의 PMI 값에 각각 대응하고, 상기 코드북의 열들(columns)은 두 개 이상의 랭크 값에 각각 대응함 -; 및
    상기 무선 채널을 통해 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드에 피드백 데이터를 송신하는 단계 - 상기 피드백 데이터는 상기 PMI 값들 중 적어도 제1 PMI 값을 포함하고, 상기 제1 PMI 값은 상기 선택된 코드북 엔트리의 행에 대응하며, 상기 송신하는 단계는 상기 무선 인터페이스에 의해 수행됨 -
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널에서 선호되는 부대역들(preferred subbands)을 식별하는 정보를 더 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널을 통해 복수의 메시지들에서 송신되는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 선호되는 부대역들의 각각에 대하여, 상기 피드백 데이터는 대응하는 부대역 PMI를 더 포함하는, 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 PMI 값은 상기 선호되는 부대역들에 대한 단일 값인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는 적어도 상기 제1 PMI 값에 기초하여 상기 제1 무선 노드로의 전송을 프리코딩(precode)하도록 구성되는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는,
    상기 제1 무선 노드에 의해 송신되는 상기 제1 PMI 값을 오버라이드하고(override),
    상기 제1 PMI 값과 상이한 제2 PMI 값에 기초하여 상기 제1 무선 노드로의 전송을 프리코딩하며,
    상기 제2 PMI 값을 상기 제1 무선 노드에 시그널링하도록 구성되는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널을 통해 복수의 메시지들에서 송신되고, 상기 메시지들 중 제1 메시지는 제1 랭크 값을 포함하며, 상기 제1 랭크 값은 상기 선택된 코드북 엔트리의 열에 대응하고, 상기 메시지들 중 제2 메시지는 상기 제1 PMI 값을 포함하는, 방법.
  9. 이동국 및 기지국을 포함하는 폐쇄 루프 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 통신 시스템의 일부로서 동작하기 위한 이동국으로서,
    디지털 회로 및 무선 인터페이스를 포함하고,
    상기 디지털 회로는, 상기 기지국으로부터 상기 이동국까지의 무선 채널의 채널 행렬(H)을 추정하며, 상기 채널 행렬(H)에 기초하여 피드백 데이터를 계산하도록 구성되고 - 상기 피드백 데이터는 상기 기지국으로부터 상기 이동국에 송신될 시그널링을 위해 권고된 코딩을 식별하고, 상기 피드백 데이터를 계산하는 것은 미리정의된 코드북에서 엔트리를 상기 코드북의 적어도 일부를 통해 목표 값의 극대화에 기초하여 선택하는 것을 포함하고, 상기 코드북의 행들은 두 개 이상의 PMI 값에 각각 대응하며, 상기 코드북의 열들은 두 개 이상의 랭크 값에 각각 대응함 -,
    상기 무선 인터페이스는, 상기 무선 채널을 통해 상기 이동국으로부터 상기 기지국에 피드백 데이터를 송신하도록 구성되는 - 상기 피드백 데이터는 상기 PMI 값들 중 적어도 제1 PMI 값을 포함하고, 상기 제1 PMI 값은 상기 선택된 코드북 엔트리의 행에 대응함 -, 이동국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널에서 선호되는 부대역들을 식별하는 정보를 더 포함하는, 이동국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널을 통해 복수의 메시지들에서 송신되는, 이동국.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 선호되는 부대역들의 각각에 대하여, 상기 피드백 데이터는 대응하는 부대역 PMI를 더 포함하는, 이동국
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 PMI 값은 상기 선호되는 부대역들에 대한 단일 값인, 이동국.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 기지국은 적어도 상기 제1 PMI 값에 기초하여 상기 이동국으로의 전송을 프리코딩하도록 구성되는, 이동국.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널을 통해 복수의 메시지들에서 송신되고, 상기 메시지들 중 제1 메시지는 제1 랭크 값을 포함하며, 상기 제1 랭크 값은 상기 선택된 코드북 엔트리의 열에 대응하고, 상기 메시지들 중 제2 메시지는 상기 제1 PMI 값을 포함하는, 이동국.
  16. 제1 무선 노드를, 상기 제1 무선 노드 및 제2 무선 노드를 포함하는 폐쇄 루프 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 통신 시스템의 일부로서 동작시키기 위한 비일시적 기억 매체로서,
    상기 제1 무선 노드는 디지털 회로 및 무선 인터페이스를 포함하고,
    상기 기억 매체는 프로그램 명령들을 저장하고, 상기 프로그램 명령들은, 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 디지털 회로로 하여금,
    상기 제2 무선 노드로부터 상기 제1 무선 노드까지의 무선 채널의 채널 행렬(H)을 추정하고,
    상기 채널 행렬(H)에 기초하여 피드백 데이터를 계산하도록 하며, - 상기 피드백 데이터는 상기 제2 무선 노드로부터 상기 제1 무선 노드에 송신될 시그널링을 위해 권고된 코딩을 식별하고,
    상기 피드백 데이터를 계산하는 것은,
    미리정의된 코드북에서 엔트리를 상기 코드북의 적어도 일부를 통해 목표 값의 극대화에 기초하여 선택하는 것을 포함하고, 상기 코드북의 행들은 두 개 이상의 PMI 값에 각각 대응하고, 상기 코드북의 열들은 두 개 이상의 랭크 값에 각각 대응함 -,
    상기 무선 인터페이스로 하여금,
    상기 무선 채널을 통해 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드에 피드백 데이터를 송신하도록 하는 - 상기 피드백 데이터는 상기 PMI 값들 중 적어도 제1 PMI 값을 포함하고, 상기 제1 PMI 값은 상기 선택된 코드북 엔트리의 행에 대응함 -, 비일시적 기억 매체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널에서 선호되는 부대역들을 식별하는 정보를 더 포함하는, 비일시적 기억 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 피드백 데이터는 상기 무선 채널을 통해 복수의 메시지들에서 송신되는, 비일시적 기억 매체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 선호되는 부대역들의 각각에 대하여, 상기 피드백 데이터는 대응하는 부대역 PMI를 더 포함하는, 비일시적 기억 매체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 PMI 값은 상기 선호되는 부대역들에 대한 단일 값인, 비일시적 기억 매체.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제1 PMI 값은 상기 무선 채널의 부대역에 대한 PMI인, 방법.
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