KR101567306B1 - 간섭 벡터 지시자를 피드포워드하는 다중 입출력 통신 시스템 - Google Patents

간섭 벡터 지시자를 피드포워드하는 다중 입출력 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

간섭 벡터 지시자를 단말에게 제공하는 기지국 및 간섭 벡터 지시자를 통하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 인지하는 단말이 제공된다. 기지국 및 단말은 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 기초로 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성한다. 이 때, 기지국은 맵핑 테이블을 이용하여 간섭 벡터 지시자를 생성하고, 단말은 맵핑 테이블을 이용하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 파악한다. 또한, 맵핑 테이블은 여러 모드들에 따라 다르게 구성될 수 있다.
간섭 벡터, 지시자, 맵핑 테이블, 비트, 피드포워드, MIMO, 프리코딩, 확률, 직교

Description

간섭 벡터 지시자를 피드포워드하는 다중 입출력 통신 시스템{MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM FOR FEEDFORWARDING INTERFERENCE VECTOR INDICATOR}
본 발명의 실시예들은 간섭 벡터 지시자를 피드포워드하는 기지국 및 간섭 벡터 지시자를 기초로 다른 단말에 대응하는 프리코딩 벡터를 인지하는 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 관한 것이다.
최근 무선 통신 환경에서 멀티미디어 서비스 등 다양한 서비스들을 제공하고, 고품질 및 고속으로 데이터를 전송하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 공간 영역에서 다수의 채널들을 이용하는 MIMO(multiple input multiple output) 통신 시스템과 관련된 기술이 급속도로 발전하고 있다.
MIMO 통신 시스템에서, 기지국은 공간 분할 다중(Spatial Division Multiplexing, SDM) 방식 및 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiplexing Access, SDMA) 방식을 사용할 수 있다. 즉, 기지국은 SDM 방식에 따라 복수의 안테나들을 통하여 복수의 데이터 스트림들을 동시에 전송할 수 있으며, SDMA 방식에 따라 복수의 안테나들을 통하여 복수의 데이터 스트림들을 다중 사용자들에게 전송 할 수 있다.
이 때, 기지국이 복수의 안테나들을 이용하여 효율적으로 복수의 데이터 스트림들을 전송하기 위해서는 기지국의 복수의 안테나들과 사용자들 사이에 형성된 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 파악해야 한다. 따라서, 사용자들은 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 기지국으로 피드백하고, 기지국은 채널 정보를 기초로 사용자들을 위한 프리코딩 매트릭스를 구성한다. 이 때, 기지국은 프리코딩 매트릭스에 포함된 복수의 프리코딩 벡터들을 이용하여 데이터 스트림들을 빔포밍한다.
다만, 복수의 프리코딩 벡터들은 서로에게 간섭으로 작용할 수 있다. 이 때, 기지국은 특정 사용자를 위한 프리코딩 벡터에 대한 지시자 및 나머지 프리코딩 벡터에 대한 지시자를 특정 사용자에게 피드포워드할 수 있다. 예를 들어, 액티브한 사용자들이 사용자 A 및 사용자 B로서, 랭크가 2인 경우, 사용자 A를 위한 프리코딩 벡터가 X이고, 사용자 B를 위한 프리코딩 벡터가 Y라고 가정한다. 이 때, 기지국은 사용자 A에게 프리코딩 벡터가 X이고, 간섭 벡터가 Y임을 알려주고, 사용자 B에게 프리코딩 벡터가 Y이고, 간섭 벡터가 X임을 알려줄 수 있다.
이러한 피드포워드 과정은 통신 시스템의 오버헤드를 증가시킬 수 있으므로, 피드포워드 과정을 효율적으로 수행하기 위한 기술들을 연구할 필요가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 통신 방법은 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성하는 단계, 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 단계 및 상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 생성하는 단계를 포함한다.
이 때, 기지국은 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 적응적으로 변경할 수 있으며, 맵핑 테이블을 구성하는 모드에 따라 맵핑 테이블뿐만 아니라 간섭 벡터 지시자를 위한 비트 수도 동적으로 변할 수 있다.
또한, 맵핑 테이블을 구성하는 단계는 상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 기초로 상기 복수의 벡터들을 분류하여 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계일 수 있고, 상기 확률은 상기 복수의 벡터들 및 상기 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 상기 대상 프리코딩 벡터에 대한 상기 복수의 벡터들의 간섭을 기초로 예측될 수 있다.
또한, 맵핑 테이블을 구성하는 단계는 상기 복수의 벡터들 중 상기 대상 프리코딩 벡터에 대해 직교하는 벡터들이 별도로 분류되도록 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계일 수 있고, 또는 상기 복수의 벡터들 중 임계값보다 높은 상기 프리코 딩 매트릭스에 포함될 확률을 갖는 벡터들과 상기 복수의 벡터들 중 임계값보다 낮은 상기 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률을 갖는 벡터들이 별도로 분류되도록 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대상 사용자를 위한 단말의 통신 방법은 기지국으로부터 수신된 프리코딩 벡터 지시자를 기초로 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터를 인지하는 단계, 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 단계 및 상기 맵핑 테이블을 기초로 상기 기지국으로부터 수신된 간섭 벡터 지시자를 분석하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 인지하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들이 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터 및 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터로 분류되는 경우, 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 맵핑 테이블 구성 모듈, 상기 대상 프리코딩 벡터를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성하고, 상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 생성하는 지시자 생성 모듈 및 상기 대상 사용자로 상기 프리코딩 벡터 지시자 및 상기 간섭 벡터 지시자를 제공하는 지시자 제공 모듈을 포함한 다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말은 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들이 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터 및 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터로 분류되는 경우, 기지국으로부터 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 수신하는 지시자 수신 모듈, 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 맵핑 테이블 구성 모듈 및 상기 프리코딩 벡터 지시자를 기초로 상기 대상 프리코딩 벡터를 인지하고, 상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 분석하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 인지하는 벡터 인지 모듈을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국 및 단말은 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 예측하여 맵핑 테이블을 구성함으로써, 간섭 벡터 지시자를 위한 비트 수를 줄이면서도 간섭 벡터를 잘 표현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 및 대상 사용자를 위한 단말은 복수의 벡터들 및 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 대상 프리코딩 벡터에 대한 복수의 벡터들의 간섭을 기준으로 사용함으로써, 보다 정확하게 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 예측할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 및 단말은 적응적으로 맵핑 테이블 을 구성하는 모드를 결정함으로써, 최적화된 형태를 갖는 간섭 벡터 지시자를 송/수신할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 일예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 다중 사용자 MIMO 통신 시스템은 하나의 기지국(110) 및 복수의 단말들(120, 130, 140)을 포함한다. 기지국(110)에는 M 개의 전송 안테나들이 설치되며, 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각에는 하나 또는 둘 이상의 수신 안테나들이 설치될 수 있다.
그리고, 기지국(110)과 각각의 복수의 단말들(120, 130, 140) 사이에는 채널들(다운링크 채널들 또는 업링크 채널들)이 형성되며, 기지국(110)과 각각의 복수의 단말들(120, 130, 140)은 형성된 채널을 통하여 신호를 송/수신한다.
기지국(110)은 복수의 단말들(120, 130, 140)에게 하나 또는 둘 이상의 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. 이 때, 기지국(110)은 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing Access) 기법에 따라 복수의 데이터 스트림들을 빔포밍하여 전송 신호를 생성할 수 있다.
이 때, 기지국(110)은 빔포밍을 수행하기 위하여 또는 복수의 단말들(120, 130, 140) 중 적어도 하나를 선택하기 위하여 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 파악해야 한다. 특히, 기지국(110)은 채널 정보를 기초로 GUS(Greedy User Selection, SUS(Semi-orthogonal User Selection) 등과 같은 다양한 사용자 선택 알고리즘을 이용하여 복수의 단말들(120, 130, 140) 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
기지국(110)은 파일럿 신호들을 다운링크 채널을 통해 복수의 단말들(120, 130, 140)에게 전송할 수 있다. 여기서, 파일럿 신호는 기지국(110) 및 복수의 단말들(120, 130, 140)에게 잘 알려진(well-known) 신호이다. 이 때, 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각은 파일럿 신호를 이용하여 기지국(110) 및 복수의 단말들(120, 130, 140) 사이에 형성된 다운링크 채널들을 추정할 수 있다. 그리고, 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각은 추정된 다운링크 채널들에 대한 피드백 정보를 기지국(110)으로 제공한다.
기지국(110)은 피드백 정보를 이용하여 복수의 단말들(120, 130, 140) 중 적어도 하나를 선택한다. 여기서, 복수의 단말들(120, 130, 140) 모두가 액티브 단말들로 선택되었다고 가정한다.
이 때, 기지국(110)은 피드백 정보를 기초로 복수의 단말들(120, 130, 140)을 위한 복수의 데이터 스트림들을 프리코딩 또는 빔포밍하기 위한 프리코딩 매트릭스를 결정한다. 특히, 기지국(110)은 피드백 정보를 기초로 코드북에 포함된 복수의 벡터들 중 일부를 프리코딩 벡터들로 선택함으로써 프리코딩 매트릭스를 결정할 수 있다.
도 1에 도시된 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 성능(throughput)을 높이기 위해서는 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각이 대응하는 프리코딩 벡터와 나머지 프리코딩 벡터들을 파악할 수 있어야 한다. 예를 들어, 프리코딩 매트릭스가 프리코딩 벡터들 v1 , v2, v3을 포함한다고 가정한다. 여기서, v1 , v2 , v3 각각은 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각을 위한 프리코딩 벡터이다.
단말 1(120)은 자신을 위한 프리코딩 벡터가 v1이고, v2 , v3는 나머지 프리코딩 벡터들로서 자신을 위한 프리코딩 벡터 v1에 대한 간섭 벡터들임을 파악할 수 있어야 한다. 마찬가지로, 단말 2(130)은 자신을 위한 프리코딩 벡터가 v2이고, v1 , v3는 나머지 프리코딩 벡터들로서 자신을 위한 프리코딩 벡터 v2에 대한 간섭 벡터들임을 파악할 수 있어야 하고, 단말 K(140)는 자신을 위한 프리코딩 벡터가 v3이고, v1 , v2는 나머지 프리코딩 벡터들로서 자신을 위한 프리코딩 벡터 v3에 대한 간섭 벡터들임을 파악할 수 있어야 한다.
기지국(110)은 프리코딩 벡터 및 나머지 프리코딩 벡터들을 식별할 수 있는 지시자들을 포함하는 피드포워드 정보를 복수의 단말들(120, 130, 140)로 전송한다. 이 때, 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각은 피드포워드 정보를 이용하여 대응하는 프리코딩 벡터 및 나머지 프리코딩 벡터들을 파악할 수 있다.
또한, 기지국(110)은 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들을 가지고 데이터 스트림들을 빔포밍하여 전송 신호를 생성한다. 이 때, 복수의 단말들(120, 130, 140) 각각은 대응하는 프리코딩 벡터 및 나머지 프리코딩 벡터들을 미리 알고 있으므로, 수신된 신호에 존재하는 간섭을 제거할 수 있다.
도 2는 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 설명하기 위한 도표이다.
도 2에 대해 설명하기 앞서, M 개의 전송 안테나들이 설치된 기지국 및 복수의 사용자들(단말들)이 동일한 코드북 C를 사용한다고 가정한다. 여기서, 코드북 C는 L 개의 유니터리 매트릭스들을 포함하며, 유니터리 매트릭스들 각각의 사이즈는 MxM이다. 이러한 경우, 코드북 C는
Figure 112009001020602-pat00001
으로 표현될 수 있고, 코드북에 포함된 컬럼 벡터들의 개수인 코드북의 사이즈는 Nq=LM이다. 이 때, 코드북 C는
Figure 112009001020602-pat00002
으로 표현될 수도 있다.
도 2를 참조하면, k, i, j, m는 사용자들의 인덱스이고, uk, ui, uj, um 각각은 용자 k, i, j, m 각각을 위한 프리코딩 벡터이다. 여기서, ui, uj, um는 사용자 k를 위한 프리코딩 벡터 uk에 대한 나머지 프리코딩 벡터들로서 간섭 벡터들이다.
Nq 개의 벡터들 중 어느 하나의 벡터를 표현하기 위해서는 log2(Nq) bits가 필요하다. 동시에 서빙되는 사용자들의 개수를 PSDMA라고 할 때, 기지국이 사용자 k를 위한 프리코딩 벡터 uk 및 나머지 프리코딩 벡터들 ui, uj, um을 표현하기 위해서는 PSDMA X log2(Nq) bits가 필요함을 알 수 있다.
기지국이 프리코딩 벡터 및 나머지 프리코딩 벡터들에 대한 지시자들을 복수 의 사용자들에게 전송하는 것을 PMI(Precoding Matrix Indicator) 시그널링이라고 부르기로 한다. PMI 시그널링은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에서 이루어지며, 통신 시스템에 많은 오버헤드를 발생시킬 수 있다. 이러한 오버헤드는 통신 시스템의 성능을 감소시키므로, 적은 오버헤드를 가지고도 효율적인 PMI 시그널링을 위한 기술이 필요하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하는 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3에 대해 설명하기에 앞서, 기지국에는 M 개의 전송 안테나들이 설치되어 있고, K 개의 액티브 사용자들이 존재한다고 가정한다. 여기서, 액티브 사용자들 각각에는 Nr개의 수신 안테나들이 설치되어 있고, 기지국 및 액티브 사용자들은 코드북 C=
Figure 112009001020602-pat00003
을 사용한다고 가정한다. 여기서, v1, v2, vNq 각각은 M X 1 사이즈의 컬럼 벡터이고, 랭크 r은 동시에 서빙되는 사용자들의 개수(PSDMA)이다. 또한, 랭크 r에 대한 PMI 시그널링의 사이즈는 Br보다 작아야 한다는 제한(constraint)이 존재한다고 가정한다.
1. 매핑 테이블을 구성하는 다양한 모드들
(1) 코드북에 포함된 복수의 벡터들을 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 직교 벡터들과 비직교(non-orthogonal) 벡터들로 분류하는 맵핑 테이블을 구성하는 모드(최소 시그널링 모드)
프리코딩 벡터 지시자
Figure 112009001020602-pat00004
bits		 간섭 벡터 지시자
Figure 112009001020602-pat00005
bits
u k Orthogonal vectors 각각을 위한 representation non-Orthogonal vectors들 모두를
하나의 케이스로 간주
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상기 표 1과 같은 맵핑 테이블을 구성할 수 있다. 여기서, 사용자 k 또한 기지국과 동일한 방식을 통하여 동일한 맵핑 테이블을 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은
Figure 112009001020602-pat00006
bits를 이용하여 대상 프리코딩 벡터 uk를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성할 수 있다. 예를 들어, Nq가 8인 경우, 프리코딩 벡터 지시자는 3bits를 이용하여 대상 프리코딩 벡터를 나타낸다.
또한, 기지국은 대상 프리코딩 벡터가 아닌 나머지 프리코딩 벡터들을 나타내는 간섭 벡터 지시자를 생성하기 위하여 코드북에 포함된 Nq 개의 벡터들을 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 직교 벡터들 및 비직교 벡터들로 분리할 수 있다. 그리고, 기지국은 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 직교 벡터들 각각을 개별적으로 나타내고, 비직교 벡터들을 하나의 케이스로(1/2 bit로) 표현할 수 있다.
예를 들어, v1, v2, v3, v4, . . ., vNq =8 중 대상 프리코딩 벡터 v1에 대한 직교 벡터들이 v2, v3, v4이고, 나머지 벡터들은 비직교 벡터들이라고 가정한다. 이러한 경우, 간섭 벡터 지시자는 2 bits로 표현될 수 있다. 즉, 기지국은 v2를 '00'에 v3를 '01'에, v4 를 '10'에 맵핑한다. 또한, 기지국은 나머지 벡터들 모두를 '11'에 맵핑한다. 그리고, 기지국은 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들로부터 대상 프리코딩 벡터 v1를 제외한 나머지 프리코딩 벡터들 중 적어도 하나가 v2, v3, v4 중 적어도 하나인 경우, '00', '01', '10' 중 적어도 하나를 간섭 벡터 지시자로 결정한다. 다만, 나머지 프리코딩 벡터들 중 어느 하나도 v2, v3, v4 중 어느 하나가 아닌 경우, 기지국은 '11'을 간섭 벡터 지시자로 결정한다. 결국, 기지국은 2 bits를 이용하여 간섭 벡터 지시자를 생성할 수 있음을 알 수 있다.
프리코딩 매트릭스가 대상 프리코딩 벡터를 포함하는 경우, 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률들은 다양할 수 있다. 다만, 일반적인 케이스에서, 대상 프리코딩 벡터에 대한 직교 벡터들은 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률이 상대적으로 높고, 비직교 벡터들은 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률은 상대적으로 낮음을 예측할 수 있다. 이러한 사실을 이용하여, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 직교 벡터들을 개별적으로 식별할 수 있도록 하고, 비직교 벡터들을 하나의 케이스로 취급하는 맵핑 테이블을 구성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 최소 시그널링 모드에 따라 t0를 계산한다(S310). 여기서, 상술한 바와 같이 t0=
Figure 112009001020602-pat00007
+
Figure 112009001020602-pat00008
이고, 최소 시그널링 모드에 따른 맵핑 테이블에서, 간섭 벡터 지시자를 위한 비트들 및 코드북에 포함된 복수의 벡터들은 직교 벡터들을 개별적으로 식별할 수 있도록 서로 맵핑되고, 비직교 벡터들은 하나의 케이스로 간주된다.
이 때, 아래에서 설명하겠지만, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 비직교 벡터들 중 일부를 개별적으로 식별할 수 있도록 맵핑 테이블을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 t0 및 Br을 비교한다(S320).
만약, t0가 Br보다 크거나 같다면, 기지국은 최소 시그널링 모드에 따라 구성된 맵핑 테이블을 확정하고, 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하는 과정을 종료한다. 그리고, 확정된 맵핑 테이블에 따라 간섭 벡터 지시자가 생성되고, 사용자로 제공된다.
(2) 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 적어도 하나의 비직교(non-orthogonal) 벡터를 추가적으로 선택하는 맵핑 테이블을 구성하는 모드
반대로, t0가 Br보다 작다면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 1 개의 비직교 벡터가 추가적으로 개별적으로 식별될 수 있도록 맵핑 테이블을 변경하고, 변경된 맵핑 테이블에 대응하는 PMI 시그널링의 사이즈 t1을 계산한다(S330).
변경된 맵핑 테이블은 최소 시그널링 모드에 따른 맵핑 테이블보다 정확하게 나머지 프리코딩 벡터를 사용자에게 알려줄 수 있으나, 더 큰 PMI 시그널링의 사이즈 t1를 가질 수 있다. t1의 계산 과정에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.
또한, 추가되는 1 개의 비직교 벡터는 복수의 벡터들과 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 대상 프리코딩 벡터에 대한 복수의 벡터들의 간섭을 기초로 결정될 수 있다. 여기서, 복수의 벡터들과 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 대상 프리코딩 벡터에 대한 복수의 벡터들의 간섭은 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률에 대응되는 개념이다.
j 번째 빔 벡터에 대한 i 번째 빔 벡터의 SIR(Signal to Interference Ratio)i, j는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009001020602-pat00009
Figure 112009001020602-pat00010
Figure 112009001020602-pat00011
여기서,
Figure 112009001020602-pat00012
는 i 번째 빔의 빔포밍 게인이 최대가 되는 공간 각도 인터벌이며,
Figure 112009001020602-pat00013
은
Figure 112009001020602-pat00014
에 속하는 공간 각도이고,
Figure 112009001020602-pat00015
은 공간 각도
Figure 112009001020602-pat00016
로의 i 번째 빔의 빔포밍 게인을 나타낸다. 또한, ui는 i 번째 빔 벡터이고,
Figure 112009001020602-pat00017
은 파장, d는 전송 안테나들 사이의 간격, n은 전송 안테나의 인덱스이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 계산된 PMI 시그널링의 사이즈 t1와 미리 결정된 제한인 Br을 비교한다(S340).
만약, t1이 미리 결정된 제한인 Br보다 크다면, 기지국은 t1과 Br이 같은지 확인한다(S350). 그리고, t1과 Br이 같은 경우, 기지국은 모든 프로세스를 종료하고 단계 S330에서 생성된 맵핑 테이블을 최종적으로 확정한다. t1과 Br이 같지 않은 경우, 단계 S310이 반복된다.
반대로, t1이 미리 결정된 제한인 Br보다 작다면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 다른 하나의 비직교 벡터를 추가적으로 개별적으로 식별할 수 있도록 맵핑 테이블을 변경한다. 이러한 과정들이 계속적으로 반복됨으로써, 결국, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 r-1 번째의 비직교 벡터를 추가적으로 개별적으로 식별할 수 있도록 맵핑 테이블을 변경하고, tr -1을 계산한다(S360).
그리고, 기지국은 계산된 tr - 1와 Br이 같은지 확인한다(S370). 만일, tr - 1와 Br이 같다면, 단계 S360에서 생성된 맵핑 테이블이 최종적으로 확정되고, tr - 1와 Br이 같지 않다면 이전 단계가 반복된다. 여기서, 이전 단계는 r-2 번째 비직교 벡터를 추가적으로 개별적으로 식별할 수 있도록 맵핑 테이블을 변경하고, tr -2을 계산하는 단계이다.
맵핑 테이블에서 개별적으로 식별될 수 있도록 추가되는 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 q 개의 비직교 벡터들은 아래의 과정을 통하여 선택될 수 있다. 여기서, q는 1, 2, . . ., r-1이다.
- 직교 기저의 셋업(Orthogonal Basis setup): 모든 가능한 집합들을 구한다. 이 때, 집합들 각각은 r-q 개의 벡터들로 구성되며, r-q 개의 벡터들(대상 프리코딩 벡터 uk 및 r-q-1 개의 벡터들) 서로에 대해 직교한다. 여기서, 이러한 집합들을
Figure 112009001020602-pat00018
라고 부르기로 한다.
-
Figure 112009001020602-pat00019
에 기반하여 대상 프리코딩 벡터 uk에 대하여 맵핑 테이블에서 개별적으로 식별되도록 추가되는 q 개의 비직교 벡터들의 가능한 집합을 찾는다. 여기서, q 개의 비직교 벡터들의 가능한 집합을
Figure 112009001020602-pat00020
이라고 하고, G는 코드북 C로부터 취해진 q 개의 비직교 벡터들의 조합(combination)들의 개수를 나타내고, y는
Figure 112009001020602-pat00021
에 기반하여 선택되는 특정된(specific) q 개의 비직교 벡터들을 의미한다. 그리고, 하기 수학식 2를 이용하여 모든 y를 찾는다.
Figure 112009001020602-pat00022
- PMI 시그널링의 사이즈인
Figure 112009001020602-pat00023
bits를 계산한다. 여기서, Pq -1은 이전 단계에서 생성된 맵핑 테이블에서 모든 가 능한 경우들(possibilities)을 나타내고, Padded ,q는 현재의 단계에서 맵핑 테이블에 추가된 경우들을 나타낸다. 또한, +1은 선택되지 않은 모든 벡터들을 나타낸다.
결국, q-1 개의 비직교 벡터들이 개별적으로 식별될 수 있도록 추가되는 경우, 맵핑 테이블은 하기 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
프리코딩 벡터 지시자
Figure 112009001020602-pat00024

bits		 간섭 벡터 지시자
Figure 112009001020602-pat00025
bits
u k Orthogonal vectors
각각을 위한
representation		 첫번째 비직교 벡터를 위한 representation
. . . . . . . . .		 q-1 번째
비직교 벡터를 위한
representation		 나머지 벡터들
모두를
하나의 케이스로 간주
본 발명의 기지국 및 사용자는 상술한 표 1 및 표 2와 같은 맵핑 테이블들을 이용하여 프리코딩 매트릭스에 포함된 나머지 프리코딩 벡터들을 나타내는 간섭 벡터 지시자를 송/수신할 수 있다. 이 때, 기지국 및 사용자는 간섭 벡터 지시자를 위한 비트 수를 고려하여 적절히 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하고, 결정된 모드에 대응하는 맵핑 테이블을 생성 및 사용할 수 있다.
(3) SIR 등을 통하여 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률에 기반하여 간섭 벡터들을 추가적으로 선택하는 맵핑 테이블을 구성하는 모드
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하는 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4에 대해 설명하기에 앞서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국은 맵핑 테이블에 추가되는 벡터들을 선택하기 위하여 대상 프리코딩 벡터에 대한 직교 벡터들 및 비직교 벡터들을 구별하지 않을 수 있다. 즉, 대상 프리코딩 벡터에 대한 직교 벡터들을 우선적으로 맵핑 테이블에 추가하는 것은 그 직교 벡터들이 대상 프리코딩 벡터와 함께 프리코딩 벡터들로 결정될 확률이 높다는 것을 의미한다. 이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국은 직교 벡터들 및 비직교 벡터들을 차별하지 않고, 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 대상 프리코딩 벡터와 함께 포함될 확률을 예측함으로써, 맵핑 테이블에 추가하고자 하는 벡터들을 선택할 수 있다. 특히, 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 대상 프리코딩 벡터와 함께 포함될 확률은 대상 프리코딩 벡터와 복수의 벡터들 사이의 유사도 또는 SIR을 기반하여 예측될 수 있다.
이 때, 맵핑 테이블에 추가되는 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 간섭 벡터들은 미리 정해진 임계값보다 큰 SIR에 대응하는 벡터들로 선택될 수 있다. 그리고, 간섭 벡터들의 개수는 상기 임계값을 적절히 변경함으로써 조절될 수 있다.
3 비트 DFT 코드북을 가정하는 경우, 매트릭스 TT는 하기 수학식 3와 같이 나타낼 수 있다.
TT=
Figure 112009001020602-pat00026
여기서, 매트릭스 TT의 i 번째 행, j 번째 열의 원소는
Figure 112009001020602-pat00027
이다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 하기 수학식 4에 기재된 최적화 제한(optimization criteria)을 이용하여 코드북에 포함된 복수의 벡터들 중 맵핑 테이블에서 개별적으로 식별될 수 있는 간섭 벡터들을 선택할 수 있다.
Figure 112009001020602-pat00028
예를 들어, 랭크가 2인 경우이고, thresholdq가 52=25이고, uk가 대상 프리코딩 벡터라고 가정한다. uk=v1에 대하여 TT 매트릭스의 3행, 1열의 원소가 5보다 크므로, {v3}가 맵핑 테이블에서 개별적으로 식별될 수 있는 간섭 벡터로 선택된다. 마찬가지로, uk=v2에 대하여 {v4}가 선택되고, uk=v3에 대해서는 {v1}가 선택된다. 또한, uk=v4에 대해서는 {v2}가 선택되고, uk=v5에 대해서는 {v7}이 선택된다. 그리고, uk=v6에 대해서는 {v8}, uk=v7에 대해서는 {v5}, uk=v8에 대해서는 {v6}이 선택된다.
또한, 본 발명의 실시예는 임계값 thresholdq를 조절할 수도 있다. 예를 들어, thresholdq가 3.62=12.96인 경우, uk=v1에 대하여 {v3}, {v6}, {v7}이, uk=v2에 대하여 {v4}, {v7}, {v8}이 간섭 벡터들로 선택된다. 그리고, uk=v3에 대해서는 {v1}, {v5}, {v8}, uk=v4에 대해서는 {v2}, {v5}, {v6}, uk=v5에 대해서는 {v4}, {v4}, {v7}, uk=v6에 대해서는 {v1}, {v4}, {v8}이 간섭 벡터들로 선택된다. 그리고, uk=v7에 대해서는 {v1}, {v2}, {v5}, uk=v8에 대해서는 {v2}, {v3}, {v6}이 간섭 벡터들로 선택된다.
2. 맵핑 테이블의 구체적 예
(1) 코드북에 포함된 복수의 벡터들을 대상 프리코딩 벡터 uk에 대한 직교 벡터들과 비직교(non-orthogonal) 벡터들로 분류하는 맵핑 테이블을 구성하는 모드(최소 시그널링 모드)의 예
3 비트 DFT 코드북, 4 개의 전송 안테나들, 랭크는 2인 경우를 가정한다. 이 때, 최소 시그널링 모드에 대응하는 맵핑 테이블은 하기 표 3과 같이 나타낼 수 있다. 참고로 DFT 코드북에서 { v 1 }{ v 2 }{ v 3 }{ v 4}은 서로 유니터리하다.
프리코딩 벡터 지시자
(3bits)		 간섭 벡터 지시자
(2 bits)
000 v 1 00 Interference vector1
001 v 2 01 Interference vector2
010 v 3 10 Interference vector3
011 v 4 11 Non-unitary(orthogonal) pairing
100 v 5
101 v 6
110 v 7
111 v 8
상기 표 3을 참조하면, 간섭 벡터 지시자는 2 비트를 포함한다. 간섭 벡터 지시자는 복수의 벡터들 중 간섭 벡터 1, 2, 3을 개별적으로 식별할 수 있도록 그들을 '00', '01', '10'에 맵핑한다. 그리고, 간섭 벡터 1, 2, 3을 제외한 나머지 벡터들은 모두 '11'에 맵핑된다.
예를 들어, v 1과 직교하는 간섭 벡터 1, 2, 3은 { v 2 }{ v 3 }{ v 4}이고, v 1에 대한 비직교 벡터들은 { v 5 }{ v 6 }{ v 7 }{ v 8 }이다. 이 때, 기지국은 프리코딩 매트릭스에 { v 2 }{ v 3 }{ v 4}중 어느 하나가 포함되는 경우, '00', '01', '10' 중 어느 하나를 간섭 벡터 지시자로 결정한다. 다만, { v 5 }{ v 6 }{ v 7 }{ v 8 } 중 어느 하나가 프리코딩 매트릭스에 포함되는 경우, 기지국은 '11'을 간섭 벡터 지시자로 결정한다.
또한, 본 발명의 실시예는 하기 표 4에 기재된 3GPP LTE2의 전송 안테나들의 개수가 2인 경우에 대한 코드북에도 적용될 수 있다.
Figure 112009001020602-pat00029
이 때, 3GPP LTE2의 코드북에서 랭크가 2인 경우, 맵핑 테이블은 하기 수학식 5와 같이 구성될 수 있다.
프리코딩 벡터 지시자
(3bits)		 간섭 벡터 지시자
(1 bits)
000 v 1 0 Unitary Pairing
001 v 2 1 Non-Unitary Pairing
010 v 3 　
011 v 4 　
100 v 5 　
101 v 6 　
110 X
111 X
여기서, 'Unitary Pairing'은 v1에 직교하는 벡터 v2를 나타내며, 'Non-Unitary Pairing'은 { v 3 }{ v 4 }{ v 5 }{ v 6 }를 나타낸다.
(2) SIR을 기초로 간섭 벡터들을 추가적으로 선택하는 맵핑 테이블의 구체적 예
3 bit DFT 코드북이고, 전송 안테나들의 개수가 4, 랭크가 2라고 가정한다. 또한, 상기 수학식 4의 thresholdq가 3.62=12.96라고 가정한다. 이 때, 맵핑 테이블은 하기 표 6과 같이 나타낼 수 있다.
프리코딩 벡터 지시자
(3bits)		 간섭 벡터 지시자
(2 bits)
000 v 1 00 Interference vector1
001 v 2 01 Interference vector2
010 v 3 10 Interference vector3
011 v 4 11 Not Covered Case
100 v 5 　
101 v 6 　
110 v 7 　
111 v 8
상기 표 6을 참조하면, thresholdq가 3.62=12.96인 경우, 대상 프리코딩 벡터 각각에 대하여 3 개의 간섭 벡터들이 결정된다. 예를 들어, uk=v1에 대하여 {v3}, {v6}, {v7}이 간섭 벡터들로 선택된다. 이 때, {v3}, {v6}, {v7} 각각은 '00', '01', '10'에 맵핑된다.
마찬가지로, uk=v2에 대하여 {v4}, {v7}, {v8}, uk=v3에 대해서는 {v1}, {v5}, {v8}, uk=v4에 대해서는 {v2}, {v5}, {v6}, uk=v5에 대해서는 {v4}, {v4}, {v7}, uk=v6에 대해서는 {v1}, {v4}, {v8}이 간섭 벡터들로 선택된다. 그리고, uk=v7에 대해서는 {v1}, {v2}, {v5}, uk=v8에 대해서는 {v2}, {v3}, {v6}이 간섭 벡터들로 선택된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 최소 시그널링 모드에 따라 t0를 계산한다(S410).
여기서, 도 4에서의 최소 시그널링 모드는 1 가지의 경우(possibility)를 맵핑 테이블에 추가하는 것을 말한다. 즉, 최소 시그널렁 모드는 복수의 벡터들 중 하나의 베스트 벡터만을 간섭 벡터로 결정하고, 결정된 간섭 벡터만이 개별적으로 식별될 수 있도록 하고, 나머지 벡터들은 하나의 케이스로 간주한다. 예를 들어, 최소 시그널링 모드에 따르면, 대상 프리코딩 벡터 uk=v1에 대하여 {v3}만이 간섭 벡터로 선택된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 t0 및 Br을 비교한다(S420). 만약, t0가 Br보다 크거나 같다면, 기지국은 최소 시그널링 모드에 따른 맵핑 테이블을 최종적으로 확정하고, 모든 프로세스를 종료한다. 다만, t0가 Br보다 작다면, 기지국은 맵핑 테이블의 간섭 벡터들로 세 개의 벡터들이 추가되도록 상기 수학식 4의 임계값을 조절하고, t1을 계산한다(S430).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 t1 및 Br을 비교한다(S440). 만약, 만약, t1이 Br보다 작지 않다면, 기지국은 t1과 Br이 동일한지 체크한다(S450). 그리고, t1과 Br이 동일하다면, 단계 S430에서 생성된 맵핑 테이블이 최종적으로 확정되고, 모든 프로세스가 종료된다. 반대로, t1과 Br이 동일하지 않다면, 단계 S410이 다시 수행된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 순차적으로 세 개의 벡터들이 추가되도록 임계값을 조절하는 과정 및 임계값을 조절함으로써 변경된 맵핑 테이블에 대응하는 PMI 시그널링의 사이즈를 Br과 비교하는 과정을 반복한다. 이러한, 과정들이 단계 S460 및 S470에 도시되었다.
그리고, 단계 S470에서, th -1(여기서, h는 0보다 큰 정수)이 Br과 동일하다면, 2h-1 개의 간섭 벡터들을 포함하는 맵핑 테이블이 최종적으로 확정된다. 반대로, th -1이 Br과 동일하지 않다면, 2h-2 개의 간섭 벡터들을 포함하는 맵핑 테이블을 생성하는 과정이 다시 수행되고, 모든 프로세스가 종료된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템에서, 기지국 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성한다(S510).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성한다(S520).
이 때, 기지국은 상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 기초로 상기 복수의 벡터들을 분류하여 맵핑 테이블을 구성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률이 높은 순서에 따라 미리 결정된 개수만큼의 벡터들만을 맵핑 테이블의 간섭 벡터들로 결정할 수 있다. 이러한 경우, 간섭 벡터들로 선택되지 못한 벡터들은 하나의 케이스로 간주된다.
또한, 기지국은 상술한 바와 같이, 상기 복수의 벡터들 및 상기 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 상기 대상 프리코딩 벡터에 대한 상기 복수의 벡터들의 간섭을 기초로 상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 예측할 수 있다. 그리고, 기지국은 미리 결정된 임계값보다 높은 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 갖는 벡터들만을 맵핑 테이블의 간섭 벡터들로 결정할 수도 있다. 이 때, 미리 결정된 임계값보다 낮은 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 갖는 벡터들은 하나의 케이스로 간주된다.
그리고, 기지국은 상기 복수의 벡터들을 상기 대상 프리코딩 벡터에 대한 직교 벡터들 및 비직교 벡터들로 구별하고, 직교 벡터들만을 간섭 벡터들로 간주하는 맵핑 테이블을 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 다양한 맵핑 테이블들 중 어느 하나를 이용하여 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 프리코딩 벡터가 아닌 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 생성한다(S530).
이 때, 기지국에 의해 사용되는 맵핑 테이블은 단말에 의해서도 동일하게 사용된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 생성된 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 단말로 제공한다(S540).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대상 사용자를 위한 단말은 기지국으로부터 수신된 프리코딩 벡터 지시자를 기초로 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터를 인지한다(S550).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대상 사용자를 위한 단말은 기지국과 동일한 방식에 따라 맵핑 테이블을 구성한다(S560).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대상 사용자를 위한 단말은 구성된 맵핑 테이블을 이용하여 간섭 벡터 지시자를 분석함으로써, 프리코딩 매트릭스에 포함된 나머지 프리코딩 벡터들을 인지한다(S570).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대상 사용자를 위한 단말은 인지된 프리코딩 벡터 및 나머지 프리코딩 벡터들을 이용하여 수신된 데이터 신호로부터 간섭을 제거한다(S580).
본 발명에 따른 방법들은 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.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템에서, 기지국 및 단말을 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템은 기지국(610) 및 K 개의 단말들(620, 630, 640)을 포함한다.
기지국(610)은 맵핑 테이블 구성 모듈(611), 지시자 생성 모듈(612) 및 지시자 제공 모듈(613)을 포함한다.
맵핑 테이블 구성 모듈(611)은 코드북에 포함된 복수의 벡터들이 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성한다. 맵핑 테이블 구성 모듈(611)은 도 1 내지 도 5를 통해 설명된 맵핑 테이블을 구성하는 원리를 그대로 적용할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 지시자 생성 모듈(612)은 상기 대상 프리코딩 벡터를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성하고, 상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 생성한다. 또한, 지시자 제공 모듈(613)은 상기 대상 사용자로 상기 프리코딩 벡터 지시자 및 상기 간섭 벡터 지시자를 제공한다.
또한, 단말 K(640)는 맵핑 테이블 구성 모듈(641), 지시자 수신 모듈(642), 벡터 인지 모듈(643)을 포함한다.
단말 K(640)의 맵핑 테이블 구성 모듈(641) 또한, 기지국(610)의 맵핑 테이블 구성 모듈(642)과 동일한 원리를 이용하여 맵핑 테이블을 구성한다.
또한, 지시자 수신 모듈(642)은 기지국(610)으로부터 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 수신하고, 벡터 인지 모듈(643)은 구성된 맵핑 테이블, 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 이용하여 대상 프리코딩 벡터 및 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 인지한다.
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.
도 1은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 일예를 도시한 도면이다.
도 2는 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 설명하기 위한 도표이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하는 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하는 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템에서, 기지국 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템에서, 기지국 및 단말을 나타낸 블록도이다.

Claims (19)

  1. 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성하는 단계;
    코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 단계;
    상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 생성하는 단계; 및
    상기 대상 사용자로 상기 프리코딩 벡터 지시자 및 상기 간섭 벡터 지시자를 제공하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 기초로 상기 복수의 벡터들을 분류하여 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 복수의 벡터들 및 상기 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 상기 대상 프리코딩 벡터에 대한 상기 복수의 벡터들의 간섭을 기초로 상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 예측하고, 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 복수의 벡터들 중 상기 대상 프리코딩 벡터에 대해 직교하는 벡터들이 별도로 분류되도록 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 복수의 벡터들 중 임계값보다 높은 상기 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률을 갖는 벡터들과 상기 복수의 벡터들 중 임계값보다 낮은 상기 프리코딩 매트릭스에 포함될 확률을 갖는 벡터들이 별도로 분류되도록 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 벡터 지시자를 위한 비트 수에 대한 상기 맵핑 테이블을 구성하는 모드를 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 모드에 따라 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 간섭 벡터 지시자를 위한 비트 수는 미리 결정된 제한(constraint) 아래에서 조절되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 대상 사용자는 동일한 상기 맵핑 테이블을 구성하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법.
  10. 기지국으로부터 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 수신하는 단계;
    상기 수신된 프리코딩 벡터 지시자를 기초로 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들 중 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터를 인지하는 단계;
    코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 상기 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 단계; 및
    상기 맵핑 테이블을 기초로 상기 기지국으로부터 수신된 간섭 벡터 지시자를 분석하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 인지하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용자를 위한 단말의 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대상 프리코딩 벡터 및 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 이용하여 수신된 데이터 신호에 존재하는 간섭을 제거하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용자를 위한 단말의 통신 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 기초로 상기 복수의 벡터들을 분류하여 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용자를 위한 단말의 통신 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계는
    상기 복수의 벡터들 및 상기 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 상기 대상 프리코딩 벡터에 대한 상기 복수의 벡터들의 간섭을 기초로 상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 예측하고, 상기 맵핑 테이블을 구성하는 단계인 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용자를 위한 단말의 통신 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 기지국은 동일한 상기 맵핑 테이블을 구성하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용자를 위한 단말의 통신 방법.
  15. 제1항 내지 제7항 및 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  16. 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들이 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터 및 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터로 분류되는 경우,
    코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 맵핑 테이블 구성 모듈;
    상기 대상 프리코딩 벡터를 나타내는 프리코딩 벡터 지시자를 생성하고, 상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 생성하는 지시자 생성 모듈; 및
    상기 대상 사용자로 상기 프리코딩 벡터 지시자 및 상기 간섭 벡터 지시자를 제공하는 지시자 제공 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템을 위한 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 맵핑 테이블 구성 모듈은
    상기 복수의 벡터들 및 상기 대상 프리코딩 벡터 사이의 유사도 또는 상기 대상 프리코딩 벡터에 대한 상기 복수의 벡터들의 간섭을 기초로 상기 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 예측하고, 상기 맵핑 테이블을 구 성하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템을 위한 기지국.
  18. 프리코딩 매트릭스에 포함된 프리코딩 벡터들이 대상 사용자를 위한 대상 프리코딩 벡터 및 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터로 분류되는 경우,
    기지국으로부터 프리코딩 벡터 지시자 및 간섭 벡터 지시자를 수신하는 지시자 수신 모듈;
    코드북에 포함된 복수의 벡터들이 상기 프리코딩 매트릭스에 포함되는 확률을 고려하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 나타내는 간섭 벡터 지시자를 위한 적어도 하나의 비트 및 상기 복수의 벡터들 사이의 맵핑 테이블을 구성하는 맵핑 테이블 구성 모듈; 및
    상기 프리코딩 벡터 지시자를 기초로 상기 대상 프리코딩 벡터를 인지하고, 상기 맵핑 테이블을 이용하여 상기 간섭 벡터 지시자를 분석하여 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 인지하는 벡터 인지 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용자를 위한 단말.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 대상 프리코딩 벡터 및 상기 적어도 하나의 나머지 프리코딩 벡터를 이용하여 수신된 데이터 신호에 존재하는 간섭을 제거하는 프로세서 모듈
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서 대상 사용 자를 위한 단말.
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