KR101649063B1 - DL MU-MIMO 통신 시스템에서 e노드B 와 UE 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들을 생성 - Google Patents
DL MU-MIMO 통신 시스템에서 e노드B 와 UE 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들을 생성 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101649063B1 KR101649063B1 KR1020147033457A KR20147033457A KR101649063B1 KR 101649063 B1 KR101649063 B1 KR 101649063B1 KR 1020147033457 A KR1020147033457 A KR 1020147033457A KR 20147033457 A KR20147033457 A KR 20147033457A KR 101649063 B1 KR101649063 B1 KR 101649063B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- calculating
- value
- precoders
- postcoders
- rti
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
- H04B7/046—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account
- H04B7/0473—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account taking constraints in layer or codeword to antenna mapping into account
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0621—Feedback content
- H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0621—Feedback content
- H04B7/0632—Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0621—Feedback content
- H04B7/0634—Antenna weights or vector/matrix coefficients
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0636—Feedback format
- H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03891—Spatial equalizers
- H04L25/03898—Spatial equalizers codebook-based design
- H04L25/03904—Spatial equalizers codebook-based design cooperative design, e.g. exchanging of codebook information between base stations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03891—Spatial equalizers
- H04L25/03961—Spatial equalizers design criteria
- H04L25/03968—Spatial equalizers design criteria mean-square error [MSE]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
- H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
- H04L5/0058—Allocation criteria
- H04L5/006—Quality of the received signal, e.g. BER, SNR, water filling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
프리코더들을 생성하는 방법은 DL MU-MIMO 통신 시스템에서 e노드B 와 UE들 간에 송신 용량을 최적화하는데 있어 사용된다. 그 방법은 보고된 프리코딩 행렬 표시자들 (PMI들) 의 프리코딩 행렬들 (PM들) 의 쌍들 간에 상관 값들을 계산하는 단계 (단계 40), 최소 상관 값을 갖는 PM 쌍을 선택하는 단계 (단계 42) 를 포함한다. 최소 상관 값이 하위 임계치 (Tmin) 미만일 경우, 그 방법은 수신된 PMI 에 대응하는 PM 을 사용한다 (단계 44). 최소 상관 값이 Tmin 보다 크고 상위 임계치 Tmax 미만일 경우, 그 방법은 대표 CM들의 고정된 코드북으로부터 보고된 PMI 와 채널 행렬들 (CM들) 의 상관 값들을 계산하는 단계 (단계 48), 최대 상관 값을 갖는 CM 쌍을 선택하는 단계 (단계 52), 및 선택된 CM 쌍으로부터 프리코더들을 계산하는 단계 (단계 54) 를 포함한다.
Description
본 발명은 다운링크 다중-사용자 다중-입력 다중-출력 (DL MU-MIMO) 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 방법 및 시스템에 관한 것이며, 특히 그러한 통신 시스템에서 e노드B 와 UE들 (사용자 장비들) 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들의 생성에 관한 것이다.
DL MU-MIMO 시스템에서, e노드B 는 다중 송신 안테나들로부터의 동일한 시간-주파수 리소스들에서 상이한 UE들에 데이터를 송신한다. UE들 간의 간섭을 최소화하기 위해, e노드B 는 프리코딩을 통해 송신 빔들을 생성한다. 수신측에서, UE 는 포스트-코딩 (디코딩) 을 사용하여 그 데이터를 취득 (디코딩) 한다.
DL MU-MIMO 시스템에서, e노드B 는 또한, 다중 송신 안테나들로부터의 동일한 시간-주파수 리소스들을 통해 하나의 UE 에 상이한 데이터를 송신할 수 있다. 하나의 UE 에 대한 데이터의 수는 랭크로서 정의된다.
통신 시스템들에서, 송신기와 수신기 간의 다운링크 채널의 상태에 관한 피드백은, 다운링크 채널을 통한 데이터의 송신을 최적화하기 위해 채용된다. 수신기가 수신된 파일럿 신호들로부터 다운링크 채널 상태 정보 (CSI) 를 결정하고, 그 후에 이 CSI 를 송신기로 통신하거나, 또는 UE 가 수신된 파일럿 신호들로부터 다운링크 CSI 를 결정하고, 그 후에 후속 데이터 송신들에서 사용되는 다운링크 송신을 위해 랭크, 프리코딩 행렬들, 코딩 레이트 및 변조 방식을 변경하는데 사용하기 위해 이 CSI 를 e노드B 로 통신한다. 3GPP TS36.213 (V10.5.0) 에서, 채널 상태 정보는 랭크 표시 (RI), 프리코딩 행렬 표시자 (PMI), 및 채널 품질 표시자 (CQI) 를 포함한다. PMI 및 RI 는 DL MIMO 시스템들을 위해 사용된다.
NPL 1: [2013 년 2 월 28 일자로 검색된] 3GPP TS 36.213 V8.2.0 (2008-03), 인터넷 (http://www.quintillion.co.jp/3GPP/Specs/36213-820.pdf)
프리코딩을 위해 MU-MIMO 시스템들에서 사용되는 현재 기술들은, 프리코딩 행렬들을 변경하는데 사용된 CSI 가 쌍을 이룬 UE들 사이에서 또는 그룹화된 UE들 중에서 직교하지 않고, e노드B 가 쌍을 이룬 UE들 사이에 또는 그룹화된 UE들 중에 비-직교 프리코딩 행렬들을 적용할 경우, 최적이 아니다. 그러한 PMI들은 쌍을 이룬 UE들 사이에서 또는 그룹화된 UE들 중에서 직교하지 않고, e노드B 는 PMI들을 적용한다. 현재, 그러한 케이스들에서 MU-MIMO 통신 시스템 프리코딩 성능을 개선하고자 하는 필요성이 존재한다.
이를 고려하여, 본 발명의 일 양태는 MU-MIMO 통신 시스템에서 e노드B 와 UE 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들을 생성하는 방법을 제공한다. 그 방법은:
UE 로부터 보고된 프리코딩 행렬 표시자 (PMI) 를 수신하는 단계;
상기 보고된 PMI들의 프리코딩 행렬들 (PM들) 의 쌍들 간에 상관 값들을 계산하는 단계;
최소 상관 값을 갖는 PM 쌍을 선택하는 단계;
상기 최소 상관 값이 하위 임계치 미만일 경우, 수신된 PMI 에 대응하는 PM 을 사용하는 단계; 및
최소 상관 값이 하위 임계치보다 크고, 상위 임계치 미만일 경우,
i) 대표 CM들의 고정된 코드북으로부터 채널 행렬들 (CM들) 과 보고된 PMI 의 상관 값들을 계산하는 단계;
ii) 최대 상관 값을 갖는 CM 쌍을 선택하는 단계; 및
iii) 선택된 CM 쌍으로부터 프리코더들을 계산하는 단계를 포함한다.
유리하게, 이들 단계들을 포함하는 방법은 UE 로부터 e노드B 로 송신된 보고된 PMI들이 직교일 필요 없이, 최적화된 프리코더들의 생성을 가능하게 한다. 따라서, 합동 송신 및 수신 최적화는 채널 상태 정보 없이 획득되지만, UE 에 의해 송신된 PMI 피드백 정보에 기초한다.
본 발명의 더 많은 실시형태들 중 하나에서, 선택된 CM 쌍으로부터 프리코더들을 계산하는 단계는:
컨버전트 임계치가 달성될 때까지, 포스트코더들에 기초하여 프리코더들을 반복하여 계산하고, 그 후에 프리코더들에 기초하여 포스트코더들을 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 더 많은 실시형태들 중 하나에서, 프리코더들을 반복하여 계산하는 단계는:
a. 포스트코더들을 초기화하는 단계;
b. 사용가능한 포스트코더들 및 계산된 라그랑지 (Lagrange) 승수에 기초하여 프리코더들을 계산하는 단계;
c. 미리 계산된 프리코더들 및 추정된 잡음 분산에 기초하여 포스트코더들을 계산하는 단계; 및
d. 현재 반복에서의 포스트코더들과 이전 반복에서의 포스트코더들 간의 총 제곱 차이로서 컨버전트를 계산하고, 컨버전트가 임계치 미만일 경우 b 를 중단하고, 그렇지 않으면 b 를 계속 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명의 더 많은 실시형태들 중 하나에서, 그 방법은:
최소 라그랑지 값 및 최대 라그랑지 값을 셋업하는 단계; 및
- 각각의 UE 에 대하여 허미션 전치된 (Hermitian transposed) CM 과 허미션 전치된 포스트코더의 곱을 계산하는 것;
- 각각의 UE 에 대하여 포스트코더와 CM 의 곱을 계산하는 것;
- 각각의 UE 에 대하여 상기 계산된 곱들의 곱을 계산하는 것;
- 모든 UE들에 대하여 상기 곱들의 합을 계산하는 것; 및
- 상기 곱들의 합의 특이값 분해를 계산하는 것
에 의해 CM 과 포스트코더의 특이값 분해를 계산하는 단계를 포함하는 초기화 프로세스를 더 포함한다.
본 발명의 더 많은 실시형태들 중 하나에서, 그 방법은:
e. 라그랑지 승수의 최소값과 라그랑지 승수의 최대값의 평균으로서 라그랑지 승수의 값을 계산하는 단계;
f. 특이값 분해의 해인 특이값들과 라그랑지 승수의 함수로서 추정된 전력을 계산하는 단계;
g. 추정된 전력과 총 송신 전력간의 제곱 차이로서 컨버전트를 계산하고, 컨버전트가 임계치 미만일 경우 중단하고, 그렇지 않으면, 추정된 전력이 총 송신 전력보다 클 경우, 계산된 라그랑지를 최소값으로서 할당하고, 추정된 전력이 총 송신 전력보다 작을 경우, 계산된 라그랑지를 최대값으로서 할당하며, 그 후 단계 e 로 리턴하는 단계
인 반복 단계들을 더 포함한다.
하나 이상의 실시형태들에서, 잡음 분산을 계산하는 것은:
- 각각의 UE 에 대하여 보고된 CQI 와 연관된 SINR 에 대한 CQI 표을 검색하는 단계; 및
- 각각의 UE 의 계층 당 평균 SINR 에 대한 UE 당 평균 전력의 비율로서 분산을 계산하는 단계에 따라 보고된 CQI 에 기초한다.
종래 기술로서 제공된 임의의 사안에 대한 본원에서의 참조는, 그 사안이 호주 또는 다른 곳에서 알려졌다는 것, 또는 그 사안을 포함하는 정보가 본 명세서의 부분을 형성하는 청구항들의 우선일에 당업자의 일반적인 지식의 부분이었다는 것을 인정하는 것으로 간주되지 않음이, 인식될 것이다.
도 1 은 DL MU-MIMO 통신 시스템의 일 실시형태의 개략도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 MU-MIMO 시스템의 부분을 형성하는 e노드B 와 UE들 간에 송신된 다운링크 데이터 및 업링크 채널 정보의 송신의 그래픽 도면이다.
도 3 은 UE 선택 및 프리코딩 절차와 관련하여 도 1 에 도시된 MIMO 통신 시스템들의 e노드B 에 의해 실행되는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
도 4 는 도 3 에서 실행된 단계들 중 하나의 단계를 형성하는 j-MMSE 프리코더들의 계산시 수반되는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
도 5 는 도 4 에 도시된 프로세스의 부분을 형성하는 라그랑지 승수의 계산시 수행되는 단계들의 시리즈를 도시하는 플로우차트이다.
도 6 은 도 4 에 도시된 프로세스의 부분을 형성하는 CQI들에 기초한 잡음 분산들의 계산시 수반되는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 MU-MIMO 시스템의 부분을 형성하는 e노드B 와 UE들 간에 송신된 다운링크 데이터 및 업링크 채널 정보의 송신의 그래픽 도면이다.
도 3 은 UE 선택 및 프리코딩 절차와 관련하여 도 1 에 도시된 MIMO 통신 시스템들의 e노드B 에 의해 실행되는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
도 4 는 도 3 에서 실행된 단계들 중 하나의 단계를 형성하는 j-MMSE 프리코더들의 계산시 수반되는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
도 5 는 도 4 에 도시된 프로세스의 부분을 형성하는 라그랑지 승수의 계산시 수행되는 단계들의 시리즈를 도시하는 플로우차트이다.
도 6 은 도 4 에 도시된 프로세스의 부분을 형성하는 CQI들에 기초한 잡음 분산들의 계산시 수반되는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
종래 기술로서 제공된 임의의 사안에 대한 본원에서의 참조는, 그 사안이 호주 또는 다른 곳에서 알려졌다는 것, 또는 그 사안을 포함하는 정보가 본 명세서의 부분을 형성하는 청구항들의 우선일에 당업자의 일반적인 지식의 부분이었다는 것을 인정하는 것으로 간주되지 않음이, 인식될 것이다.
지금부터 도 1 을 참조하면, e노드B (12) 및 e노드B로부터 수신하거나 e노드B로 송신하도록 구성된 UE들 (14 및 16) 을 포함하는 MIMO 통신 시스템 (10) 이 일반적으로 도시된다. e노드B (12) 는 다수의 안테나들 (18 내지 20) 을 가지는 반면, 각각의 UE 는 본원에서 22 내지 28 로 참조되는 다수의 안테나들을 포함한다. 도 1 에 도시된 안테나들의 개수는 오직 예시적인 것이며, 임의의 적절한 개수의 송신 및 수신 안테나들이 구현될 수도 있음이 인식될 것이다.
e노드B 는 UE들 (14 및 16) 로 송신되도록 요구되는 데이터를 변조 및 인코딩한다. 변조 및 인코딩으로부터 생성된 코드 워드들은 데이터 송신 계층들로 맵핑된다. 따라서, 데이터는 e노드B (12) 로부터 UE들 (14 및 16) 로 송신된다.
MIMO 통신 시스템 (10) 에서 다수의 송신 및 수신 안테나들의 사용은, e노드B (12) 가 가능하면 상이한 레이트들로 다수의 공간 채널들 상에서 독립적으로 데이터를 인코딩 및 송신할 수 있게 한다. 각각의 송신 및 수신 안테나 쌍은 데이터가 송신될 수도 있는 상이한 무선-안테나 체인을 생성한다. e노드B에 적용된 프리코딩 행렬들은 UE들 (14 및 16) 에 의한 다수 계층들의 증가된 스루풋을 가능하게 한다.
각각의 UE (14 및 16) 는 e노드B (12) 와 그 UE 간에 잡음 전력 추정치들, 신호 전력 추정치들 및 채널 추정치들을 계산한다. 계산된 추정치들은, e노드B (12) 와 UE들 간의 송신 용량을 최적화하도록 변조 인코딩, 맵핑 및 프리코딩을 위해 사용될, e노드B (12) 로의 송신에 대한 선호된 코딩 행렬 인덱스 (PMI) 데이터, 랭크 데이터 및 채널 품질 표시자 (CQI) 데이터를 결정하는데 사용된다. 이러한 맥락에서, "랭크" 는 송신을 위해 사용된 계층들의 선호된 개수이고, "프리코딩 행렬 인덱스" (PMI) 는 랭크 R-연관된 서브 코드 북에서 선호된 코딩 행렬의 인덱스이며, 여기서 e노드B (12) 는 개선된 송신을 위해 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬을 그 신호에 미리 곱한다. 코드 워드들의 각각에 대한 "채널 품질 표시자" (CQI) 는 다음 정보로 구성된다:
a) 코딩 레이트, 또는 등가로, 전송 블록 사이즈 (TBS);
b) QPSK, 16 QAM, 64 QAM 을 포함하는 변조 방식 (MS);
c) 코드워드들이 맵핑되기 위한 선호된 서브대역들.
다시 말해서, UE들 간의 간섭을 최소화하기 위해, e노드B 는 프리코딩을 통해 송신 빔들을 생성한다. 수신측에서, UE 는 그 UE 에 대하여 의도된 데이터를 식별하기 위해 포스트 코딩 (디코딩) 을 사용한다.
수학적으로, MU-MIMO 시스템은 다음과 같이 기술된다:
[수학식 1]
여기서, y(i) 는 i 번째 사용자에서 사이즈 NRX×1 의 수신 신호 벡터이고,
x(i) 는 i 번째 사용자에 대한 사이즈 RI(i)×1 의 데이터 신호 벡터이고,
H(i) 는 i 번째 사용자에서 사이즈 NRX×NTX 의 채널 행렬이고,
V(i) 는 i 번째 사용자에 대한 사이즈 NTX×RI(i) 의 프리코더 행렬이고,
n(i) 는 i 번째 사용자에서 사이즈 NRX×1 의 가산 백색 가우시안 잡음 벡터이다.
여기서,
NRX 는 UE 에서의 수신 안테나들의 수이고,
NTX 는 e노드B 에서의 송신 안테나들의 수이고,
RI(i) 는 i 번째 사용자에 대한 송신 계층들의 랭크 또는 수이고,
NUE 는 스케줄링되고 있는 사용자들의 수이다.
도 2 는 e노드B (30) 와 예시적인 UE들 (32 및 34) 간에 송신 메커니즘을 도시하며, 따라서 e노드B 는 상이한 UE들로 데이터를 송신한다. 사용자간 간섭을 최소화하기 위해, UE들은 PMI 를 포함하는 그들의 채널 상태 정보 (CSI) 를 e노드B 로 피드백한다. PMI들이 직교할 경우, e노드B 는 UE들에 의해 보고된 PMI들을 프리코더들로서 이용하여 송신 빔들을 형성한다. 그러나, 프리코딩을 위한 기술은, PMI들 (프리코더들) 이 직교하지 않을 경우, 최적이 아니다.
도 3 은 채널에 대한 참조 없이 PMI 피드백을 사용하는 합동 송신 및 수신 최적화 방법에 관한 프리코더들을 계산하기 위해 e노드B (12) (및 e노드B (30)) 에 의해 실행되는 단계들을 도시한다. 본원에 제시된 프리코더는 j-MMSE 프리코더로 명명된다.
도 3 에 도시된 것과 같이, e노드B 가 UE들로부터 보고된 프리코더 행렬 표시자들 (PMI들) 을 수신하면, 단계 (40) 에서, 보고된 PMI 의 프리코더 행렬들 (PM들) 의 쌍들 간에 상관 값들이 계산된다.
그 후 상관 값들이 계산되고, 최소값이 결정되며; 다음과 같다:
[수학식 2]
여기서:
Tmin 은 상관 최소 임계치이고,
Tmax 는 상관 최대 임계치이다.
다음에, 단계 42 에서, 최소 상관 값을 갖는 PM 쌍이 다음과 같이 결정된다:
[수학식 3]
최소 상관이 하위 임계치 미만이면, 단계 44 에서, 수신된 PMI 에 대응하는 PM 이 사용되며, 다음과 같다:
[수학식 4]
최소 상관이 미리 결정된 최대치보다 클 경우, 단계 46 에서, 어떤 사용자들도 스케줄링을 위해 선택되지 않는다.
그러나, 최소 상관 값이 하위 임계치보다 크고 상위 임계치 미만일 경우, 단계 48 에서, 대표 CM들의 고정된 코드북 (50) 으로부터 보고된 PMI 와 채널 행렬들 (CM들) 의 상관 값들이 계산된다. 단계 54 에서의 선택된 CM 쌍으로부터의 프리코더들의 계산 이전에, 단계 52 에서, 최대 상관 값을 갖는 한 쌍의 CM들이 선택된다.
따라서, 다음 계산들이 e노드B 에 의해 수행된다:
[수학식 5]
단계 54 에서, 프리코더들의 계산시 수반되는 단계들이 도 4 에 더 상세히 도시된다.
(m) 은 절차의 m 번째 반복을 표시한다고 하자. 프리코더는 다음과 같이 생성된다:
단계 542: G(i)(m=0)=J(i) 를 초기화한다, i = 1, ..., NUE. 여기서, J(i) 는 a≠b 에 대하여 0 이고 a=b 에 대하여 1 인 (a,b) 번째 엘리먼트를 갖는 RI(i)×NRX 행렬이다.
단계 544: 수학식 6, 및 i = 1, ..., NUE 인 G(i)(m) 을 사용하여 V(i)(m+1) 을 계산한다.
[수학식 6]
단계 546: 수학식 7, 및 i = 1, ..., NUE 인 V(i)(m) 을 사용하여 G(i)(m+1) 을 계산한다 (단계 546).
[수학식 7]
도 4 에 도시된 라그랑지 승수의 계산시 수반되는 단계들이 도 5 에 더 상세히 도시된다.
여기서 ε는 컨버전트 임계치이다.
추가로, 도 4 에 도시된 잡음 분산의 계산시 수반되는 단계들이 도 6 에 더 상세히 도시된다.
단계 702: CQI 표에서 SINR 임계치들에 기초하여 SINR(i,l) 을 구한다.
단계 704: SINR(i,l) 및 전체 전력 P 을 사용하여 N0(i) 을 다음과 같이 계계산한다.
[수학식 8]
비록 본 발명의 예시적인 실시형태들이 예시의 목적들을 위해 개시되었지만, 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 다양한 변형들, 추가들 및 대체들이 가능함을 인식할 것이다. 그러므로, 본 발명은 앞서 설명된 실시형태들에 의해 제한되는 것이 아니라, 이하 청구항들에 의해 정의된다.
<참조에 의한 통합>
본 출원은 2012 년 5 월 28 일에 출원된 호주 가특허 출원 제 2012902211호로부터의 우선권에 기초하고, 그 이점을 주장하며, 그 개시는 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
10 MIMO 통신 시스템
12 e노드B
14, 16 UE
18, 20, 22 내지 28 다수의 안테나
12 e노드B
14, 16 UE
18, 20, 22 내지 28 다수의 안테나
Claims (6)
- DL MU-MIMO (downlink multiple-user multiple-input multiple-output) 통신 시스템에서 e노드B 와 UE들 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들을 생성하는 방법으로서,
상기 UE 로부터 보고된 프리코딩 행렬 표시자 (PMI) 를 수신하는 단계;
상기 보고된 PMI들의 프리코딩 행렬들 (PM들) 의 쌍들 간에 상관 값들을 계산하는 단계;
최소 상관 값을 갖는 PM 쌍을 선택하는 단계;
상기 최소 상관 값이 하위 임계치 미만일 경우, 상기 수신된 PMI 에 대응하는 PM 을 사용하는 단계; 및
상기 최소 상관 값이 하위 임계치보다 크고 상위 임계치 미만일 경우,
(i) 대표 CM들의 고정된 코드북으로부터 채널 행렬들 (CM들) 과 상기 보고된 PMI 의 상관 값들을 계산하는 단계;
(ii) 최대 상관 값을 갖는 CM 쌍을 선택하는 단계; 및
(iii) 상기 선택된 CM 쌍으로부터 프리코더들을 계산하는 단계를 포함하는, 프리코더들을 생성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 선택된 CM 쌍으로부터 프리코더들을 계산하는 단계는,
컨버전트 임계치가 달성될 때까지, 포스트코더들에 기초하여 상기 프리코더들을 반복하여 계산하고, 그 후에 상기 프리코더들에 기초하여 상기 포스트코더들을 계산하는 단계를 포함하는, 프리코더들을 생성하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 프리코더들을 반복하여 계산하는 단계는,
a. 상기 포스트코더들을 초기화하는 단계;
b. 사용가능한 포스트코더들 및 계산된 라그랑지 (Lagrange) 승수에 기초하여 상기 프리코더들을 계산하는 단계;
c. 미리 계산된 프리코더들 및 추정된 잡음 분산에 기초하여 포스트코더들을 계산하는 단계; 및
d. 현재 반복에서의 포스트코더들과 이전 반복에서의 포스트코더들 간의 총 제곱 차이로서 컨버전트를 계산하고, 상기 컨버전트가 임계치 미만일 경우 b 를 중단하고, 그렇지 않으면 b 를 계속 반복하는 단계를 포함하는, 프리코더들을 생성하는 방법. - 제 3 항에 있어서,
최소 라그랑지 값 및 최대 라그랑지 값을 셋업하는 단계; 및
각각의 UE 에 대하여 허미션 전치된 (Hermitian transposed) CM 과 허미션 전치된 포스트코더의 곱을 계산하는 것,
각각의 UE 에 대하여 포스트코더와 CM 의 곱을 계산하는 것,
각각의 UE 에 대하여 상기 계산된 곱들의 곱을 계산하는 것,
모든 UE들에 대하여 상기 곱들의 합을 계산하는 것, 및
상기 곱들의 합의 특이값 분해를 계산하는 것
에 의해 CM 과 포스트코더의 특이값 분해를 계산하는 단계
를 포함하는 초기화 프로세스를 더 포함하는, 프리코더들을 생성하는 방법. - 제 4 항에 있어서,
e. 라그랑지 승수의 최소값과 라그랑지 승수의 최대값의 평균으로서 라그랑지 승수의 값을 계산하는 단계;
f. 상기 특이값 분해의 해인 특이값들과 상기 라그랑지 승수의 함수로서 추정된 전력을 계산하는 단계; 및
g. 상기 추정된 전력과 총 송신 전력간의 제곱 차이로서 컨버전트를 계산하고, 상기 컨버전트가 임계치 미만일 경우 중단하고, 그렇지 않으면 상기 추정된 전력이 상기 총 송신 전력보다 클 경우, 상기 계산된 라그랑지를 최소값으로서 할당하고, 상기 추정된 전력이 상기 총 송신 전력보다 작을 경우, 상기 계산된 라그랑지를 최대값으로서 할당하며, 그 후에 단계 e 로 리턴하는 단계
의 반복 단계들을 더 포함하는, 프리코더들을 생성하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
잡음 분산을 계산하는 것은,
각각의 UE 에 대하여 보고된 CQI 와 연관된 SINR 에 대한 CQI 표을 검색하는 단계; 및
각각의 UE 의 계층 당 평균 SINR 에 대한 UE 당 평균 전력의 비율로서 분산을 계산하는 단계
에 따라 보고된 CQI 에 기초하는, 프리코더들을 생성하는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AU2012902211 | 2012-05-28 | ||
AU2012902211A AU2012902211A0 (en) | 2012-05-28 | Generating precoders for use in optimising transmission capacity between an enodeb and UE in a DL MU-MIMO communications system | |
PCT/JP2013/061691 WO2013179806A1 (en) | 2012-05-28 | 2013-04-12 | Generating precoders for use in optimising transmission capacity between an enodeb and ue in a dl mu-mimo communications system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150004902A KR20150004902A (ko) | 2015-01-13 |
KR101649063B1 true KR101649063B1 (ko) | 2016-08-30 |
Family
ID=49673013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020147033457A KR101649063B1 (ko) | 2012-05-28 | 2013-04-12 | DL MU-MIMO 통신 시스템에서 e노드B 와 UE 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들을 생성 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9246564B2 (ko) |
EP (1) | EP2856677B1 (ko) |
JP (1) | JP5874845B2 (ko) |
KR (1) | KR101649063B1 (ko) |
CN (1) | CN104380637B (ko) |
AU (1) | AU2013268784B2 (ko) |
WO (1) | WO2013179806A1 (ko) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014171877A1 (en) * | 2013-04-16 | 2014-10-23 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Wireless terminal, method therein, computer program and computer-readable storage medium |
EP3117530B1 (en) | 2014-03-14 | 2020-06-24 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Technique for precoder determination |
EP3113380B1 (en) | 2014-03-20 | 2021-07-28 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method, device and system for processing interference in massive multiple-input multiple-output system |
WO2016098369A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Nec Corporation | Method and system for mimo communication |
JP2017060138A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 富士通株式会社 | 無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法 |
WO2018020405A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Karthik Muralidhar | Method for improving signal to noise ratio in an uplink transmission |
CN112653494A (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-13 | 中兴通讯股份有限公司 | Mu-mimo波束重叠的优化方法、通信设备及系统 |
JP7338399B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2023-09-05 | 日本電気株式会社 | 制御装置、無線通信方法及び無線通信プログラム |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120026940A1 (en) | 2010-02-02 | 2012-02-02 | Qualcomm Incorporated | Radio reporting set and backhaul reporting set construction for coordinated multi-point communication |
WO2012065278A1 (en) | 2010-11-15 | 2012-05-24 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Two-dimensional ue pairing in mimo systems |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101232478A (zh) * | 2007-01-25 | 2008-07-30 | 华为技术有限公司 | 选择配对数据流及对应预编码向量的方法及设备 |
US7839308B2 (en) * | 2007-02-09 | 2010-11-23 | Qualcomm Incorporated | Using codewords in a wireless communication system |
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 |
US8983397B2 (en) * | 2008-10-10 | 2015-03-17 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for channel feedback by multiple description coding in a wireless communication system |
CN101820405B (zh) * | 2009-02-27 | 2013-11-06 | 富士通株式会社 | 多输入多输出合作通信方法、预编码装置和无线通信系统 |
US8675627B2 (en) * | 2009-03-23 | 2014-03-18 | Futurewei Technologies, Inc. | Adaptive precoding codebooks for wireless communications |
WO2011065763A2 (ko) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 프리코딩 행렬 정보를 전송하는 방법 및 사용자기기와, 복수의 사용자기기에 데이터를 전송하는 방법 및 기지국 |
EP2988447B1 (en) * | 2010-03-29 | 2017-05-03 | LG Electronics, Inc. | Effective method and device for transmitting control information for supporting uplink multi-antenna transmission |
JP5497577B2 (ja) * | 2010-08-16 | 2014-05-21 | 株式会社Nttドコモ | 通信制御方法、基地局装置及び移動局装置 |
CN103220079B (zh) * | 2012-01-20 | 2018-05-25 | 索尼公司 | 用于确定传输集合的方法、基站、用户设备以及通信系统 |
EP2807756B1 (en) * | 2012-01-23 | 2021-05-26 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Method and device for selecting precoding matrices based on representations of speed of related devices |
EP3334077B1 (en) * | 2012-07-02 | 2019-08-28 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method, user equipment and base station for determining precoding matrix indicator |
-
2013
- 2013-04-12 KR KR1020147033457A patent/KR101649063B1/ko active IP Right Grant
- 2013-04-12 CN CN201380028420.4A patent/CN104380637B/zh active Active
- 2013-04-12 US US14/404,122 patent/US9246564B2/en active Active
- 2013-04-12 WO PCT/JP2013/061691 patent/WO2013179806A1/en active Application Filing
- 2013-04-12 JP JP2014557268A patent/JP5874845B2/ja active Active
- 2013-04-12 EP EP13797383.0A patent/EP2856677B1/en active Active
- 2013-04-12 AU AU2013268784A patent/AU2013268784B2/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120026940A1 (en) | 2010-02-02 | 2012-02-02 | Qualcomm Incorporated | Radio reporting set and backhaul reporting set construction for coordinated multi-point communication |
WO2012065278A1 (en) | 2010-11-15 | 2012-05-24 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Two-dimensional ue pairing in mimo systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150131753A1 (en) | 2015-05-14 |
CN104380637B (zh) | 2018-03-13 |
JP5874845B2 (ja) | 2016-03-02 |
WO2013179806A1 (en) | 2013-12-05 |
EP2856677A1 (en) | 2015-04-08 |
KR20150004902A (ko) | 2015-01-13 |
AU2013268784B2 (en) | 2015-07-16 |
EP2856677B1 (en) | 2018-11-28 |
JP2015524174A (ja) | 2015-08-20 |
CN104380637A (zh) | 2015-02-25 |
AU2013268784A1 (en) | 2014-11-20 |
US9246564B2 (en) | 2016-01-26 |
EP2856677A4 (en) | 2016-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101649063B1 (ko) | DL MU-MIMO 통신 시스템에서 e노드B 와 UE 간에 송신 용량을 최적화하는데 사용하기 위한 프리코더들을 생성 | |
JP6380683B2 (ja) | 通信システム及び方法、基地局、及びユーザ端末 | |
JP6060241B2 (ja) | 無線通信システムにおいてチャネル状態情報をフィードバックする端末装置及びその方法 | |
US9532257B2 (en) | Enhancement of download multi-user multiple-input multiple-output wireless communications | |
US8934565B2 (en) | Reference signaling scheme using compressed feedforward codebooks for multi-user, multiple-input multiple-output (MU-MIMO) systems | |
KR101752824B1 (ko) | 다중 입출력 통신 시스템에서의 피드백 방법 및 장치 | |
US10250311B2 (en) | Method and system for MIMO communication | |
US9935693B2 (en) | Method for communicating in a MIMO network | |
RU2010109400A (ru) | Адаптация обратной связи и скорости передачи данных для mimo-передачи в системе дуплексной связи с временным разделением каналов (tdd) | |
JP5744833B2 (ja) | Mimoネットワークにおいて通信するための方法 | |
EP2932620A1 (en) | Precoder weight selection for mimo communications when multiplicative noise limited | |
EP2517375B1 (en) | Telecommunication transmission method and system | |
KR102054203B1 (ko) | 다중 입력 및 다중 출력 시스템에서 채널 추정 피드백 방법 및 장치 | |
WO2013091205A1 (en) | Downlink transmission in a mu-mimo system | |
US9473225B2 (en) | Method for improving transmission capacity in a DL MU-MIMO communications system | |
CN114208050B (zh) | 用于多天线网络实体和无线通信装置的自适应克罗内克积mimo预编码及相应方法 | |
JP6418334B2 (ja) | 通信システム及び方法、基地局、及びユーザ端末 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |