KR101687859B1 - 구조화된 주파수 선택도를 이용한 유효 채널용 프리코더 코드북 - Google Patents

구조화된 주파수 선택도를 이용한 유효 채널용 프리코더 코드북 Download PDF

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텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
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Abstract

무선 수신기를 무선 송신기에 연결하는 유효 채널에 대한 프리코더는 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 포함하며, 상기 유효 채널은 전파 채널, 송신 필터 및 수신 필터를 포함한다. 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도가 결정되며, 상기 구조화된 주파수 선택도는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도된다. 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 기초로 하여 생성된다. 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함한다. 상기 프리코더 리포트는 상기 유효 채널에 대해 결정된 채널 상태 정보에 기초하여 상기 유효 채널에 대해 생성된다. 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 무선 송신기로 전송된다. 상기 송신기는 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 기초하여 전송 동작을 결정하고, 상기 전송 동작에 따라서 데이터를 상기 무선 수신기로 전송한다.

Description

구조화된 주파수 선택도를 이용한 유효 채널용 프리코더 코드북{PRECODER CODEBOOKS FOR EFFECTIVE CHANNELS WITH STRUCTURED FREQUENCY-SELECTIVITY}
우선권 주장
본 출원은 2010년 4월 1일 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/320,164호의 우선권을 주장하며, 상기 임시 출원은 본 명세서에서 그 전체가 참조 문헌으로 인용된다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 일반적으로 무선 통신 시스템 및 다중 안테나 전송에 관한 것으로, 특히 전송 프리코딩(precoding)에 관한 것이다.
송신기 및/또는 수신기에서 다중 안테나를 사용하면 무선 시스템의 성능을 크게 증대할 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나 구성은 데이터 레이트를 향상시키고 다이버시티(diversity)를 증가시킬 가능성이 있다. 프리코딩은 정보 전달 송신 벡터(transmit vector)가 채널 상태에 잘 맞도록 그 벡터를 전송함으로써 MIMO 시스템의 성능을 향상시키는 다중 안테나 기술이다. 이는 채널 정보를 기초로 하거나 또는 전혀 채널 정보 또는 이들의 어떤 조합 없이도 수행될 수 있다. 종종, 프리코딩은 전송 전에 정보 전달 벡터에 대해 선형 변환을 수행하는 것으로서 구현된다. 이러한 선형 변환은 일반적으로 매트릭스로 표현된다. 프리코딩은 LTE(3GPP 롱 텀 에볼루션)뿐만 아니라 WCDMA(광대역 코드 분할 다중 접속) 및 WiMax(마이크로웨이브 액세스를 위한 전세계 상호운영성)의 중요한 부분이다.
두 가지 기본적인 형태의 프리코딩, 즉 코드북 기반 및 비코드북 기반의 프리코딩이 있다. 코드북 기반 프리코딩은 계수가능하면서 전형적으로 유한 집합의 후보 매트릭스들로부터 선택되는 선형 변환을 구현하는 프리코딩 매트릭스를 수반한다. 이러한 집합의 후보 매트릭스들은 코드북을 구성한다. 반면에, 비코드북 기반 프리코딩은 어떠한 양자화도 수반하지 않는다. 따라서, 프리코딩 요소(element)는 예를 들어 채널 매트릭스의 연속 함수일 수 있다.
빔형성(beamforming)은 프리코딩의 더 일반적인 개념의 특수한 경우이며 수신기 측에서 송신 신호들의 코히어런트한 추가가 얻어지도록 각 송신 안테나에 대한 신호의 위상을 조절하는 채널 의존적 벡터로 곱해지는 신호 정보 전달 심볼 스트림을 수반한다. 이렇게 하면 다이버시티가 제공될뿐만 아니라 SNR이 증가된다. 프리코더 매트릭스는 피드백 시그널링 및/또는 순방향 링크(forward link)에서의 선택된 프리코더 요소의 시그널링에 의해 알릴 필요가 있을 수 있다. 피드백 시그널링은 수신기가 채널 정보를 송신기에 제공하는 한 방법으로 볼 수 있다.
그러한 순방향 링크 시그널링을 구현하기 위한 여러 가지 다른 접근법들이 알려져 있다. 코드북 기반 프리코딩의 경우, 순방향 링크에서 프리코더 요소 지수의 명시적 시그널링이 가능하다. 프리코더는 또한 비프리코드된(non-precoded) 기준 심볼들과 함께 사용된 프리코더 요소를 결정하기 위해 수신기에서 사용될 수 있는 프리코드된 파일럿/기준 심볼들(RS)을 이용하여 암묵적으로 신호될 수 있다. 다른 가능성은 또한 데이터의 복조용으로 프리코드된 기준 심볼들, 즉 소위 전용 RS 또는 대안으로 복조 RS 또는 UE에 특정한 RS를 사용하고, 수신기 관점에서 프리코더 요소를 유효 채널에 흡수시키는 것이다.
전술한 바와 같이, 프리코더는 송신기 및 수신기 간의 전파 채널의 상이한 레벨의 정보로 결정/선택될 수 있다. 채널 상태에 좌우하지 않는 프리코더 선택은 종종 개방 루프 프리코딩이라 지칭되고 채널 상태가 빠르게 변하고 충분한 정밀도로 추적할 수 없는 시나리오에서 특히 유용하다. 더 정적인 시나리오에서, 폐루프 프리코딩은 프리코더가 채널의 상태에 매칭하고 그에 따라 성능을 극대화하도록 적응적으로 선택되기 때문에 상당히 잘 수행한다.
폐루프 프리코딩은 송신기에서, 수신기로부터 피드백 기구에 의해 제공되어야 하는 채널 상태 정보의 유용성에 좌우한다. 이러한 피드백은 역방향 링크에서 사운딩 신호 형태의 아날로그일 수 있거나 또는 역방향 링크를 통해 디지털로 신호될 수 있다. 예를 들면, 수신기는 프리코더 코드북으로부터 프리코더(또는 프리코더들)를 선택하거나 추천하고, 예컨대, LTE의 Rel-8에서처럼 그리고 어떤 문맥에서 암묵적 피드백이라 지칭되는 대응하는 코드북 지수를 송신기로 피드백할 수 있다. 프리코더 추천은 전형적으로 채널 구현들(channel realizations)의 집합이 소정의 프리코딩 요소와 매핑하기 때문에 채널 양자화 형태로 볼 수 있다.
폐루프 프리코딩을 효과적으로 하기 위해, 프리코더는 송신 필터 및 수신 필터들을 포함하는 유효 채널의 상태, 안테나 케이블의 채널 응답 및 실제 전파 채널과 잘 매칭되어야 한다. 이는 채널이 주파수 대역에 걸쳐 변경(즉, 주파수 선택적 채널)할 수 있는 광대역 시스템에서 문제를 제기한다. 채널을 매칭하기 위해, 주파수 대역에 걸쳐 프리코더를 적응적으로 변경(즉, 주파수 선택적 프리코딩)시킬 필요가 있을 수 있으며, 이는 채널 상태 정보의 피드백에 대한 주파수 해상도 요구를 증가시킨다. 예를 들어, 서브밴드가 프리코더와 채널이 충분히 잘 매칭되는 것으로 간주되는 주파수 세그먼트인 경우, 각 서브밴드마다 개별의 프리코더가 추천되어야 할 수 있다. 그렇게 하는 것은 일반적으로 상당히 큰 피드백/시그널링 오버헤드를 가져 온다.
한가지 특정한 문제는 유효 채널의 주파수 선택도가 기본적인 무선 전파 채널에서보다 훨씬 높은 경우로, 이는, 예를 들면, 비교정 안테나 어레이; 및 각 사이트로부터 수신기(또는 송신기)까지의 전파 거리가 충분히 다른 경우의 분산형 안테나 시스템에 의해 유발될 수 있다. 그러한 경우, 전통적인 프리코더 선택/추천은 기본적인 전파 환경에 의해 엄격히 요구되는 것보다 상당히 높은 주파수 밀도에 대해서 수행되어야 한다. 이는 특히 상관성이 있는 일반적인 경우의 전파 채널들에서 명백하며, 그 이유로 프리코더가 전파 채널의 통계치에 매칭하도록 조정될 수 있고 이는 전파 채널의 코히어런스 대역폭보다 상당히 넓은 대역폭에 걸쳐 유효할 수 있기 때문에 주파수 선택적 채널에서도 단일 광대역 프리코더가 충분할 수 있다. 그러나, 예를 들어 안테나 및 송신 무선 체인이 교정되지 않은 경우, 유효 채널에서 전파 채널의 상관성이 유지되지 않는다. 대신에, 유효 채널의 통계치가 주파수에 따라 변화하여, 주파수 선택적 프리코더 피드백을 필요로 한다. 대안으로, 안테나는 이와 연관하여 증가된 시스템 비용으로 교정되어야 한다.
비교정 안테나를 갖는 시스템의 경우, HRP(f)가 무선 전파 채널의 주파수 응답을 나타낸다고 하자. 다음에, 유효 채널은 Heff(f)=HRx(f)HRP(f)HTx(f)로서 모델링될 수 있으며, 여기서 HRx(f), HTx(f)는 각기 수신기 및 송신기의 주파수 응답이다. 일반적으로, 수신 안테나 및 필터들에 의해 유도되는 주파수 선택도 HRx(f)는 수신기에서 채널 지식이 전형적으로 송신기에서보다 훨씬 좋기 때문에 수신 처리의 일부로서 설명될 수 있다. 또한, HTx(f)는 전형적으로 주파수에 따라 페이딩(fade)되지 않지만(즉, 이득이 변하지 않음), 오히려 위상 회전을 유발하고, 나아가 시간의 경과에 따라 다소 안정적이다.
그러나, 비정합된 송신 안테나 및 필터들은 이러한 비정합이 HTx(f)에서 빠른 변화를 일으키기 때문에 더 문제이며 이는 채널 의존적 폐루프 프리코딩에 문제가 되며, 이 경우 수신된 신호 y(f)는 y(f)=Heff(f)W(f)x(f)로서 모델링될 수 있으며, 여기서 x(f)는 변조된 정보 전달 심볼이다. 프리코딩이 유효 채널에 매칭하기 위해, 프리코더의 주파수 선택도는 유효 채널의 주파수 선택도와 매칭하여야 한다.
각 송신(TX) 안테나의 송신 지연을 모델링하는 송신기의 임펄스 응답의 일반적인 모델은 주파수 응답
Figure 112012089895163-pct00001
에 대응하는
Figure 112012089895163-pct00002
로 주어진다. 즉,
Figure 112012089895163-pct00003
인 교정 어레이에 비해, 유효 채널은 다음으로 주어진 것처럼 관련이 있다.
Figure 112012089895163-pct00004
이와 같이, TX 안테나들 사이의 상대적 위상은 주파수에 따라 회전된다. 예를 들어, 안테나 m 및 n 사이의 상대적 위상은 위상
Figure 112012089895163-pct00005
만큼 회전된다. 대역폭 B가
Figure 112012089895163-pct00006
(여기서,
Figure 112012089895163-pct00007
)보다 크거나 같은 차수의 크기를 갖는 경우, 그 대역 내에는 큰 위상 회전이 있다. 즉, 서브밴드에서 최대 허용 상대적 위상 회전이 x 라디안인 경우, 서브밴드 대역폭 BSB는 다음과 같이 상계된다(upper bounded).
Figure 112012089895163-pct00008
따라서, 전통적인 프리코딩/빔형성의 경우, 프리코더가 유효한 서브밴드 대역폭은 수학식(2)에 따라서 상계된다. 이는 특히 채널의 통계치
Figure 112012089895163-pct00009
와 매칭되는 광대역 프리코딩에 대해 제한된다. 무선 전파 채널의 통계치가 대역폭
Figure 112012089895163-pct00010
에 걸쳐 일정하게 잘 근사화되고, 이에 따라 유효 채널의 송신 공분산(covariance) 매트릭스의 주파수 선택도
Figure 112012089895163-pct00011
는 송신 필터 및 안테나들의 주파수 응답 HTx(f)에 의해 거의 완전히 유도된다. 다시 말하면, 완벽하게 교정된 안테나를 이용하면, 채널 통계치로 조정된 프리코더/빔형성기는 대역폭 전체에 걸쳐 유효하여, 상관 채널 환경에서 매우 유용하다. 비교정 안테나를 이용하면, 프리코더는 수학식(2)으로 주어진 것처럼 제한된 대역폭의 서브밴드에만 유효하다.
다중 사이트 코히어런트 결합 전송 시스템의 경우, 단말 및 상이한 사이트들 사이의 전파 시간차는 실질적으로 다를 수 있다. 이러한 전파 시간차는 비교정 안테나 어레이가 주파수 선택도에 영향을 미치는 것과 대체로 같은 방식으로, 프리코더가 유효한 서브밴드 크기에 심각한 약영향을 미칠 수 있다. k번째 사이트에 대한, 전파 지연을 포함하지 않는 유효 채널 임펄스 응답을
Figure 112012089895163-pct00012
라고 하고, 전파 지연을
Figure 112012089895163-pct00013
라고 하자. 그러면 전파 지연을 포함하는 복합 채널 임펄스 응답은
Figure 112012089895163-pct00014
로 나타낼 수 있다. 주파수 응답은 다음과 같이 용이하게 얻어지며,
Figure 112012089895163-pct00015
그리고 프리코더가 복합 채널에서 동작하는 서브밴드는 다시 수학식(2)으로 제한되는 것으로 관측된다.
하나 이상의 실시예에서, 제1 장치는 프리코더 리포트를 계산/선택하고, 상기 프리코더 리포트를 제2 장치로 알린다. 상기 프리코더 리포트는 주파수 의존적 프리코더 주파수 갱신 리포트에 의해 보강된다. 상기 프리코더 주파수 갱신 리포트는 상기 주파수 갱신 리포트가 프리코딩 리포트로부터 보고된 프리코딩 동작을 결정하는데 사용된다는 점에서 상기 프리코더 리포트의 중요한 부분이다. 상기 프리코더 주파수 갱신 리포트는 무선 하드웨어, 배치, 및/또는 전파 채널에서 장기/지속적 파라미터들에 의해 유도된 구조화된 주파수 선택도를 대상으로 한다. 이러한 구조화된 주파수 선택도의 특성 때문에, 상기 프리코더 주파수 갱신 리포트의 오버헤드는 적게 유지될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "프리코더 리포트"라는 용어는, 예를 들어, 추천되고, 요청되고, 선택되고 또는 구성된 프리코딩 동작일 수 있는 프리코더 메시지의 일반적인 의미로 해석되어야 한다. 따라서, 이러한 리포트는 반드시 정보적인 것 만은 아니다.
무선 수신기를 무선 송신기에 연결하는 유효 채널에 대한 프리코더(precoder)를 생성하기 위한 네트워크 노드의 방법의 실시예에 따르면, 상기 방법은 전파 채널, 송신 필터 및 수신 필터를 포함하는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 구조화된 주파수 선택도는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도된다. 상기 방법은 또한 상기 구조화된 주파수 선택도에 기초하여 프리코더 갱신 리포트를 생성하는 단계 - 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함함 -, 상기 유효 채널에 대해 결정된 채널 상태 정보에 기초하여 상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트를 생성하는 단계, 및 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트를 상기 무선 송신기로 전송하는 단계를 포함한다.
네트워크 노드의 실시예에 따르면, 상기 네트워크 노드는 신호 품질 추정기 회로, 프리코딩 생성기 회로 및 송수신기 회로를 포함한다. 상기 신호 품질 추정기 회로는 무선 수신기를 무선 송신기에 연결하는 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 결정하도록 동작가능하며, 상기 유효 채널은 전파 채널, 송신 필터 및 수신 필터를 포함한다. 상기 신호 품질 추정기 회로는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 결정하도록 추가로 동작가능하다. 상기 구조화된 주파수 선택도는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도된다. 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트를 생성하고, 상기 구조화된 주파수 선택도에 기초하여 프리코더 갱신 리포트를 생성하도록 동작가능하다. 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함한다. 상기 송수신기 회로는 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트를 상기 무선 송신기로 전송하도록 동작가능하다.
또 다른 실시예에 따르면, 무선 송신기는 전파 채널, 송신 필터 및 수신 필터를 포함하는 유효 채널을 통해 무선 수신기에 연결된다. 상기 무선 송신기는 송수신기 회로 및 프리코딩 프로세서 회로를 포함한다. 상기 송수신기 회로는 상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 수신하도록 동작가능하다. 상기 프리코더 리포트는 상기 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 기초로 하고 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도되는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 기초로 한다. 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함한다. 상기 프리코딩 프로세서 회로는 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 기초하여 전송 동작을 결정하고, 상기 전송 동작에 따라서 데이터를 상기 무선 수신기로 전송하도록 동작가능하다.
전파 채널, 송신 필터 및 수신 필터를 포함하는 유효 채널을 통해 데이터를 무선 수신기로 전송하기 위한 무선 송신기의 방법의 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 프리코더 리포트는 상기 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 기초로 하고 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도되는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 기초로 한다. 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함한다. 상기 방법은 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 기초하여 전송 동작을 결정하는 단계, 및 상기 전송 동작에 따라서 데이터를 상기 무선 수신기로 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 명세서에 기술된 상기 프리코더 주파수 갱신 리포트는, 예를 들어, 비교정(non-calibrated) 안테나 어레이 및 다중 사이트 결합 전송(multi-site joint transmission)에 의해 부과되는 유효 채널에서 구조화된 주파수 선택도에 의해 야기되는 프리코더 성능 저하를 감소시킨다. 상기 프리코더 주파수 갱신 리포트가 프리코딩 리포트의 일부로서 포함되고, 예를 들어, 독립적인 양(quantity)으로서 고려되지 않으므로, 상기 네트워크 노드에는 프리코더 피드백을 결정할 때 상기 구조화된 주파수 선택도 보상을 고려할 수 있는 권한이 자동으로 주어진다. 따라서, 상기 프리코더 피드백은 상기 네트워크 노드가, 예를 들어, 시간 이동(time shift) 차가 큰 채널을 경험하더라도 여전히 효율적일 수 있다.
물론, 본 명세서에 기술된 실시예들은 앞에서 요약된 특징 및 문맥들로 제한되지 않으며, 프리코딩 기술에 익숙한 사람들은 후술하는 상세한 설명을 읽어볼 때 그리고 첨부의 도면을 볼 때 추가적인 특징 및 문맥들을 인식할 것이다.
도면에 있는 구성 요소들은 반드시 축척하는 것은 아니며, 그 대신에 본 명세서에 기술된 실시예들의 원리를 설명할 때 강조된다. 또한, 도면에서, 유사한 참조 부호는 대응하는 요소를 나타낸다.
도 1은 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 생성하는 네트워크 노드의 실시예를 예시한다.
도 2는 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 생성하기 위한 방법의 실시예를 예시한다.
도 3은 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 유효 채널을 통해 무선 수신기로 송신되는 전송에 적용하는 무선 송신기의 실시예를 예시한다.
도 4는 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 유효 채널을 통해 무선 수신기로 송신되는 전송에 적용하기 위한 방법의 실시예를 예시한다.
도 5는 무선 통신 네트워크의 실시예를 예시한다.
본 명세서에서는 예시적인 문맥을 위해 LTE 네트워크 및 용어가 사용되지만, 본 명세서에 기술된 실시예들은, 다음으로 제한되는 것은 아니지만, WCDMA, CDMA, WiMax, UMB(Ultra Mobile Broadband) 등을 포함하여 다른 시스템에도 동일하게 적용가능하다.
유효(effective) 채널에서 구조화된 주파수 선택도(structured frequency-selectivity)는, 이를 테면, 비교정(non-calibrated) 송신 안테나 및/또는 다중 사이트 결합 전송(multi-site joint transmission)을 위한 많은 인자 및 배치 시나리오에 의해 유도될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 적은 또는 적절한 피드백 오버헤드를 통해 그러한 주파수 선택도를 설명한다.
도 1은 실제 전파 채널, 송신 필터 및 수신 필터들을 포함하는 유효 채널을 통해 네트워크의 다른 노드와 통신하는 네트워크 노드(100)의 실시예를 예시한다. 예를 들면, 네트워크 노드(100)는 무선 송신기 및 무선 수신기 사이에 결합된 네트워크에서 무선 수신기 또는 중간 노드일 수 있다. 네트워크 노드(100)는 신호를 수신 및 송신하기 위한 송수신기 회로(110)를 포함한다. 송출 신호 전송 중 일부는 유효 채널에 대해 네트워크 노드(100)에 의해 생성된 프리코더(precoder) 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 포함한다.
다음에, 네트워크 노드(100)의 동작에 대해서 도 2를 참조하여 더 상세히 설명한다. 도 2에 예시된 단계들에는 어떠한 특정 순서도 내포되지 않아야 한다. 즉, 프로세스에서 먼저 식별된 하나 이상의 단계들은 나중에 수행될 수 있으며 나중에 식별된 하나 이상의 단계들은 먼저 수행될 수 있다. 네트워크 노드(100)는, 예를 들어, 유효 채널을 Heff(f)=HRx(f)HRP(f)HTx(f)(여기서 HRx(f) 및 HTx(f)는 각기 무선 수신기 및 무선 송신기의 주파수 응답들이다)로서 모델링함으로써 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 결정(단계 200)하는 신호 품질/채널 추정 회로(들)(120)를 포함한다. 신호 품질/채널 추정 회로(들)(120)는 또한 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 결정한다(단계 210). 구조화된 주파수 선택도는 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도된다.
네트워크 노드(100)는 또한 구조화된 주파수 선택도에 기초하여 프리코더 갱신 리포트를 생성(단계 220)하고 채널 상태 정보에 기초하여 유효 채널에 대한 프리코더 리포트를 생성(단계 230)하는 프리코딩 피드백 생성 회로(130)를 포함한다. 프리코더 갱신 리포트는 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상(frequency-dependent phase compensation)을 포함한다. 송수신기 회로(110)는 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 무선 송신기로 전송한다(단계 240).
일 실시예에서, 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트는 광대역 프리코딩에 대한 리포팅과 함께 OFDM 시스템에 적합하게 생성된다. 전통적으로, 보고된 프리코더는 모든 서브캐리어들에 대해 정적이며, 서브캐리어 k의 보고된 프리코더 Wk는 간단히 다음으로 주어진다.
Figure 112012089895163-pct00016
여기서 W(W)는 전형적으로 프리코더 코드북, 즉, 프리코더 매트릭스들의 열거형 유한 집합(enumerated finite set of precoder matrices)에 속하는 보고된 광대역 프리코더이다. 일 실시예에 따르면, 네트워크 노드(100)는 광대역 프리코더를 주파수 의존적 프리코더 갱신 리포트
Figure 112012089895163-pct00017
로 보강하며, 여기서 nus는 주파수 갱신 서브밴드의 지수를 나타낸다.
다음에, 광대역 프리코더 및 프리코더 주파수 갱신 리포트를 조합하여 각 서브캐리어의 프리코더가 유도된다. 다른 실시예에서, 광대역 프리코더 및 주파수 갱신 리포트를 조합하여 서브캐리어 k에 대해 보고된 프리코더가 다음에 주어진 것처럼 얻어진다.
Figure 112012089895163-pct00018
여기서 nus(k)는 서브캐리어 k가 속하는 주파수 갱신 서브밴드를 나타낸다.
또 다른 실시예에서, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 다음과 같은 대각(diagonal) 매트릭스로 주어지고, ω1, K,
Figure 112012089895163-pct00019
로 파라미터화된다.
Figure 112012089895163-pct00020
즉, 모든 주파수 갱신 서브밴드들에 대한 주파수 갱신 리포트는 ω1, K,
Figure 112012089895163-pct00021
에 의해 완전히 결정된다. 따라서, 각 서브캐리어에 대한 보고된 프리코더는 ω1, K,
Figure 112012089895163-pct00022
및 W(W)에 의해 완전히 결정된다.
다음에, 모든 서브캐리어들의 보고된 프리코더는, 예를 들어, 수학식(1)에 따라서 다음과 같이 설정함으로써, 예를 들어, 비교정 송신(TX) 안테나 어레이의 유효 채널과 매칭될 수 있다.
Figure 112012089895163-pct00023
여기서 △f는 주파수 갱신 서브밴드의 대역폭(Hz)이다. 이러한 설정에 따라서, 비교정 어레이에 의해 유도되는 주파수에 따른 위상 회전(phase rotation)이 감소된다. 유사하게, 예를 들어, 수학식(3)에 따라서, 다중 사이트 코히어런트(coherent) 전송에서 전파 지연차가 설명될 수 있다. 주파수 갱신 서브밴드의 대역폭을 서브캐리어 간격에 대응하도록 설정함으로써, 네트워크 노드(100)는 전파 지연차를 완전히 보상하는 프리코더 리포트를 알릴 수 있다. 이에 대응하여, 주파수 갱신 서브밴드의 더 큰 대역폭은 보상없는 경우보다는 작지만 보상 후에도 잔류 교정 오차가 여전히 존재한다는 것을 의미한다.
모든 TX 안테나들의 주파수에 따라 선형으로 증가하는 일반적인 위상 회전은 그 회전이 너무 커서 무선 수신기의 동기화 기능이 위상 회전에 대응할 수 없지 않는 한 성능에 영향을 미치지 않는다. 그러므로, 공통 기준, 예컨대, 평균 시간차에 대한, 또는 기준 안테나 m의 지연에 대한 상대적 시간차로서 수학식(7)에서 τm이 선택될 수 있으며, 여기서 ωm=0이다. 그 기준은 제1 안테나에 대한 것일 수 있으며, 따라서 이것은 항상 ω1=0를 유지하며, 이는 이 값이 리포트에서 신호될 필요가 없다는 것을 의미한다. 이러한 상대적 위상 보상은 전반적으로 본 명세서에 기술된 여러 실시예들에서 적용가능하다. 따라서, 위상들은 절대적일 필요가 없으며, 어떤 기준 안테나에 대한 것일 수 있다. 또한, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 특별한 구조를 갖는 주파수에 따른 프리코더의 차분 인코딩(differential encoding)으로 볼 수 있다.
일 실시예에서, 주파수 갱신 서브밴드 m+1의 프리코더는 다음으로 주어진 주파수 갱신 서브밴드 m의 프리코더와 관련된다.
Figure 112012089895163-pct00024
즉, 프리코더 주파수 갱신은 차분 인코딩으로 볼 수 있으며, 여기서 모든 서브밴드들에 대해 동일한 갱신이 적용된다. 또한, 주파수 갱신 리포트는 시간 도메인에서 필터로서 적용될 수 있다. 특히, OFDM이 사용되는 경우, 필터는 순환 콘볼루션(cyclic convolution)을 이용하여 구현될 수 있다. 가장 간단한 경우에, 필터는 순환 시간 이동(cyclic shift in time)으로 축소된다.
다른 실시예에서, 각 서브캐리어 ωm에 대한 프리코더는 미리 결정된 또는 구성된 범위 내에서 균일하게 양자화되거나, 또는 대안으로, 예를 들어, 비균일 양자화를 가능하게 하는 코드북으로부터 선택된다. 예를 들어, 안테나 교정을 거칠게 한 시스템에서, ω=0에 대한 양자화 해상도를 더 높게 함으로써 성능(또는 오버헤드)이 향상될 수 있다. 양자화된 주파수 갱신 리포트는 코드북으로부터 선택된 양자화된 광대역 프리코더와 함께 프리코딩 리포트를 구성한다.
또한, 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트는 주파수 선택적 서브밴드 기반 프리코딩을 이용한 OFDM 시스템에 대해 생성될 수 있다. 전통적으로, 서브밴드 기반 프리코딩은 각 프리코더 서브밴드마다 아마도 차분적으로 인코드되는 개별적인 프리코더를 리포팅함으로써 수행되며, 서브캐리어 k에 대한 보고된 프리코더 Wk는 다음으로 주어진다.
Figure 112012089895163-pct00025
여기서
Figure 112012089895163-pct00026
는 서브밴드 nps에 대한 프리코더 리포트이며 nps(k)는 서브캐리어 k가 속하는 서브밴드를 나타낸다. 마찬가지로, 광대역 프리코더 리포트의 경우에도, 주파수 의존적 프리코더 리포트에 의해 서브밴드 기반 코딩이 보강될 수 있으며, 본 실시예에서는, 그 대신에 서브캐리어 k에 대해 보고된 프리코더 Wk가 다음으로 주어진 것처럼 얻어진다.
Figure 112012089895163-pct00027
주파수 갱신 서브밴드의 대역폭은 전형적으로 프리코더의 서브밴드의 대역폭보다 작지만, 반드시 그런 것은 아니다. 각 서브밴드에 대한 프리코더는 프리코더 주파수 갱신 리포트와 함께 프리코더 리포트를 구성한다.
몇몇 실시예에서, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 유한 알파벳(finite alphabet)을 가질 수 있다. 유한 보상 알파벳은 고정밀 산술에 필요한 부동 소수점(floating point) 연산을 방지함으로써 프리코딩의 구현을 간단하게 하는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 위상 보상이 집합 I={
Figure 112012089895163-pct00028
}로 제한되는 경우, 프리코더 주파수 갱신 매트릭스는 다음으로 설정될 수 있다.
Figure 112012089895163-pct00029
여기서 [
Figure 112012089895163-pct00030
]I는 모듈로(modulo) 2π 산술을 고려한
Figure 112012089895163-pct00031
에 가장 가까운 I에서의 요소를 나타낸다. 즉,
Figure 112012089895163-pct00032
이며 여기서mod(-π,π)는 간격(-π,π]에 대한 모듈로 2π 랩핑(wrapping)이다.
다른 실시예에서, 알파벳은, 예를 들어, 주파수에 따라 선형으로 증가하는 위상을 차분적으로 인코딩함으로써 주파수에 따라 다를 수 있다. 더욱 상세히 말하면, 안테나 n의 위상 함수는
Figure 112012089895163-pct00033
로 주어진다. 위상 함수는 다음으로 주어진 것처럼 프리코더 주파수 갱신 매트릭스를 형성하는데 사용될 수 있다.
Figure 112012089895163-pct00034
선형으로 증가하는 위상은 이전 주파수 갱신 서브밴드의 위상에 대한 위상 옵셋을 선택함으로써 추적된다. 본 실시예의 다른 개선은 위상 변화가 얼마나 잘 추적되는지에 대한 옵셋 집합을 채용하는 것을 포함한다. 두 개의 연속하는 주파수 갱신 서브밴드들에 대해 그 집합에서 최대의 음의 또는 최대의 양의 옵셋 요소가 선택될 때마다, 그 옵셋들의 간격이 확장될 수 있다. 절대값이 가장 작은 두 옵셋들이 교대로 선택되는 경우, 그 간격은 감소될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 안테나들의 부분 집합 A으로 제한된다. 그러한 일 실시예에서, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 대각 매트릭스
Figure 112012089895163-pct00035
로 주어지며, 대각 요소들은 다음으로 주어진다.
Figure 112012089895163-pct00036
이 경우, ωm, m∈A의 프리코더 주파수 갱신 리포트만 보고된다. 이는, 예를 들어, 안테나들의 부분 집합만 비교정되거나 또는 주파수에 따라 상당한 위상 회전을 보일 때 유리하다.
특수한 경우에, A는 안테나 및 선택되는 어떤 다른 안테나 간의 강인한 상대적 주파수 회전에 대응하는 단일 안테나 지수만을 포함한다. 이는 가장 불량 교정 안테나에 미치는 주파수 회전의 영향을 제거할 때 유리할 수 있다. 집합 A는 프리코더 리포트의 일부이어서 동적으로 선택될 수 있거나, 또는 단말 또는 네트워크 내 어떤 다른 노드에 의해 지속적 또는 반 고정으로 구성될 수 있다.
프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트는 또한 다중 사이트 결합 전송 환경에 대해 생성될 수 있다. 각 사이트의 개개의 어레이가 개별적으로 교정되는 경우, 그 사이트들의 상이한 전파 지연을 설명하기 위해 프리코더 주파수 갱신 리포트와 매칭하는 것으로 충분하다. 일 실시예에서, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 다음의 구조를 이용한다.
Figure 112012089895163-pct00037
여기서 Nsites는 참여 사이트들의 개수이고,
Figure 112012089895163-pct00038
은 사이트 m에서 송신(TX) 안테나들의 개수에 대응하는 크기를 갖는 식별 매트릭스이다. 이러한 구조는 수학식(3)에 기술된 주파수 회전을 제거하지만, 안테나 당 하나가 아닌 크기 당 단일 파라미터만 사용된다.
또 다른 실시예에서, 프리코더 주파수 갱신 리포트는 다중 그래뉼러(granular) 프리코더 리포트와 결합된다. 다중 그래뉼러 코드북은 채널의 광대역 상관 구조를 이용하여 프리코더 리포트에서 더 나은 해상도를 성취한다. 프리코더를 인자들로 분해함으로써, 각 인자는 주파수에 따라 각 인자의 대상인 채널 특성의 주파수 선택도와 매칭되는 상이한 정밀도(granularity)로 갱신될 수 있다. 이와 같이, 작은 주파수 선택도를 보이는 광대역 특성이 매우 거친 정밀도로 리포트될 수 있다.
그러나, 다중 그래뉼러 디자인이 효과적이기 위해서는, 유효 채널에 광대역 특성이 존재하여야 한다. 그러므로, 다중 그래뉼러 코드북은 특히 프리코더 주파수 갱신에 의해 보강되는데 적합하다. 프리코더 주파수 갱신에 따라 프리코드된 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012089895163-pct00039
여기서, Hk는 서브캐리어 k의 유효 채널이고
Figure 112012089895163-pct00040
는 다중 그래뉼러 프리코더 코드북으로부터 얻은 프리코더이다. 따라서, 이는 다중 그래뉼러 프리코더가 전체 채널
Figure 112012089895163-pct00041
과 매칭하는 것과 같으며, 이 경우 프리코더 주파수 갱신이 흡수되었다. 즉, 구조화된 주파수 선택도가, 예를 들어, 비교정 어레이에 의해 유도되는 전체 채널이 제거되었다. 이러한 동작은 다중 그래뉼러 코드북이 무선 전파 채널의 광대역 통계치에 적합하게 할 수 있다. 동등한 해석으로는 프리코더 주파수 갱신 리포트를 본 명세서에서 전술한 특수 구조를 갖는 다중 그래뉼러 코드북의 인자들 중 하나로서 간주하는 것이다.
프리코더 주파수 갱신 리포트로 보강된 프리코더 리포트는 프리코더 리포트 및 프리코더 주파수 갱신 리포트가 무선 송신기에서 구현된 점을 고려하여 가장 큰 전송 포맷, 즉, 채널에 의해 지원될 수 있는 정보 비트들의 개수 및 변조를 알리는 채널 품질 표시기(CQI)와 결합될 수 있다. 따라서, CQI가 계산될 때, 무선 송신기로의 프리코더 피드백의 일부로서 구조화된 주파수 선택도를 보상하는 이익을 설명하는 프리코더 주파수 갱신 리포트가 고려된다. 이러한 방식으로 구조화된 주파수 선택도의 저하 영향을 제거하면 네트워크 노드(100)는 더 높은 전송 포맷을 무선 송신기에게 추천할 수 있다.
일 실시예에서, 네트워크 노드(100)의 프리코딩 피드백 생성 회로(130)는 코드북을 검색하여 프리코더 갱신 리포트를 설명하고 유효 채널의 채널 응답과 가장 밀접하게 매칭하는 프리코더를 찾고, 여기서 채널 응답은 프리코더 갱신 리포트를 설명한다. 네트워크 노드(100)의 신호 품질/채널 추정 회로(들)(120)는 유효 채널에 대한 채널 품질 매트릭스를 계산하고 채널 품질 매트릭스 및 프리코더에 기초하여 새로운 채널 품질 추정치를 결정한다. 네트워크 노드(100)의 송수신기 회로(110)는 새로운 채널 품질 추정치를 무선 송신기로 송신한다.
도 3은 네트워크 노드(100)와 통신하는 기지국과 같은 네트워크 노드(300)의 실시예를 예시한다. 네트워크 노드(300)는 신호를 수신 및 송신하는 송수신기 회로를 포함한다. 네트워크 노드(300)는 유효 채널을 통해, 예를 들어, 무선 수신기와 같은 네트워크 노드(100)에 연결된다.
다음에, 네트워크 노드(300)의 동작에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 네트워크 노드(300)의 송수신기 회로(310)는 네트워크 노드(100)로부터 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 수신한다(단계 400). 본 명세서에서 전술한 바와 같이, 프리코더 리포트는 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 기초로 하며 프리코더 갱신 리포트는 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 기초로 한다. 네트워크 노드(300)의 프리코딩 프로세서/TX 제어 회로(320)는 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트에 기초하여 전송 동작을 결정(단계 410)하고 전송 동작에 따라서 데이터를 무선 수신기에 전송(단계 420)한다. 이러한 방식으로, 새로운 프리코더는 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트 둘 다를 기초로 하는 전송에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 네트워크 노드(300)의 송수신기 회로(310)는 유효 채널에 대한 채널 품질 정보(CQI)를 수신한다. CQI는 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트가 네트워크 노드(300)에서 구현되는 경우에 유효 채널에 의해 지원가능한 가장 큰 전송 포맷을 나타낸다. 네트워크 노드(300)의 프리코딩 프로세서/TX 제어 회로(320)는 무선 수신기에 송신되는 전송을 위해 CQI로 나타내는 전송 포맷을 구현한다.
본 명세서에 기술된 프리코더 주파수 갱신 리포트는, 예를 들어, 비교정 안테나 어레이 및 다중 사이트 결합 전송에 의해 부과되는 유효 채널에서 구조화된 주파수 선택도에 의해 야기되는 프리코더 성능 저하를 감소시킨다. 프리코더 주파수 갱신 리포트는 프리코딩 리포트의 일부로서 포함되고, 예를 들어, 독립적인 양으로서 고려되지 않으므로, 네트워크 노드(100)에는 프리코더 피드백을 결정할 때 구조화된 주파수 선택도 보상을 고려할 수 있는 권한이 자동으로 주어진다. 따라서, 프리코더 피드백은 네트워크 노드(100)가, 예를 들어, 시간 이동차가 큰 채널을 경험하더라도 여전히 효율적일 수 있다.
유사하게, 보고된 프리코더에 좌우하는 다른 피드백 신호, 예컨대, CQI는 시간 이동 보상을 고려하여, 다른 피드백 신호의 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 전술한 바와 같이, 장치에 특정한 보상을 발생하면서 동시에 피드백 리포팅의 다른 관련 부분에서 장치들이 그러한 보상을 확실하게 고려하는 피드백 지원이 있다.
광대역 프리코딩의 경우, 구조화된 주파수 선택도가 유효 채널에서 광대역 특성을 난독화(obfuscated)하였더라도, 프리코더 주파수 갱신 리포트로 보강된 광대역 프리코더 리포트가 무선 전파 채널의 기본적인 광대역 통계치와 매칭하므로 그 이익은 특히 현저하다. 또한, 구조화된 주파수 선택도는 기본적인 무선 전파 채널의 코히어런스 대역폭 내에서 주파수에 따라 상당한 위상 회전을 부과할 수 있다. 프리코더 리포트를 주파수 갱신 리포트로 보강함으로써, 프리코더 리포트가 유효 채널에 코히어런트하게 매칭하는 대역폭은 기본적인 무선 전파 채널의 코히어런스 대역폭으로 확장될 수 있다.
광대역 프리코딩에 대해 앞에서 설명된 바와 유사하게, 프리코더 리포트를 프리코더 주파수 갱신 리포트로 보강하면 보고된 서브밴드 프리코더가 유효 채널과 코히어런트하게 매칭할 수 있는 서브밴드 대역폭을 확장할 수 있다. 서브밴드 대역폭은 이상적으로 기본적인 무선 전파 채널의 코히어런스 대역폭과 매칭하도록 확장될 수 있다. 이와 같이, 동일한 대역폭을 커버하는데 적은 수의 서브밴드가 사용될 수 있다. 이렇게 하면 오버헤드가 감소되거나, 또는 대안으로 각 서브밴드에 대한 프리코더 해상도가 높아진다. 오버헤드 리포팅이 감소되면 가장 저하하는 구조화된 주파수 선택도를 계속 제거하면서, 적은 수의 오버헤드 비트를 이용하여 프리코더 주파수 갱신을 가능하게 한다.
본 명세서에 기술된 실시예들의 다른 것들은 기본적인 무선 전파 채널에서 특성을 명시적으로 활용하는 다중 그래뉼러 프리코더 코드북과 결합하여 사용될 수 있다. 구조화된 주파수 선택도가 존재하는 경우, 유효 채널에서 무선 전파 채널의 기본적인 특성은 난독화된다. 프리코더 주파수 갱신 리포트는 구조화된 주파수 선택도를 제거하여, 구조화된 주파수 선택도의 존재시 다중 그래뉼러 코드북이 효과적으로 동작할 수 있게 해준다.
본 명세서에서 전술한 실시예들 중 하나 이상은 제1 무선 통신 장치가 제2 무선 통신 장치로 프리코드된 신호를 전송하는 것과 같이, 제1 및 제2 장치에서 구현될 수 있다. 이러한 프리코딩은 본 명세서에 제시된 지침에 따라서, 적어도 부분적으로 제2 무선 통신 장치로부터의 프리코딩 피드백을 기초로 한다. 즉, 적어도 일 실시예에서, 제2 무선 통신 장치는 주파수 의존적 프리코더 갱신 리포트를 제공한다.
비제한적인 예로서, 제1 무선 통신 장치는 LTE 네트워크에서 eNB(evolved Node B; 진화된 노드 B)를 포함하고, 제2 무선 통신 장치는 호환성 LTE 핸드셋, 또는 다른 휴대용 통신 장치를 포함한다. 그러나, 언급한 바와 같이, 본 명세서에 제시된 지침은 LTE/LTE-어드밴스드 문맥으로 제한되지 않는다. 제1 무선 통신 장치의 예시적인 도면이 도 3에 도시되어 있다. 당업자는 예시적인 제1 장치가 도 3의 예시에 도시되지 않은 구성 요소들, 예를 들어, 이를 테면 다른 피어 및/또는 고레벨 장치와 통신하기 위한 추가적인 통신 인터페이스를 잘 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 당업자는 이 장치가 고정 또는 프로그램가능 회로를 이용하여 구현될 수 있음을 더 인식할 것이다. 일 실시예에서, 이 장치는 하나 이상의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 또는 다른 디지털 처리 회로와 함께, 이와 연관된 프로그램 및 데이터 메모리를 포함한다.
예를 들면, 도 3의 예시에서, 장치는 본 명세서에서 지침된 바와 같은 전송 프리코딩을 구현하도록 구성된 하나 이상의 처리 회로들을 포함하며, 이러한 하나 이상의 처리 회로들, 예컨대, 예시된 프리코딩 프로세서/TX 제어 회로(320)를 포함한 제어 및 처리 회로는 적어도 부분적으로 프로그램가능 디지털 처리 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 특정한 예에서, 장치의 처리 회로는 저장된 컴퓨터 프로그램 명령의 실행에 따라 본 명세서에서 지침된 송신 프리코딩 제어 방법을 구현하도록 구성된다. 그러한 점에서, 이러한 처리 회로가 고정 또는 프로그램가능 회로, 또는 이들의 어떤 조합을 포함하는 것과 무관하게, 본 명세서에 개시된 처리를 수행하도록 특별히 개조되거나 그렇지 않고 구성된다는 것을 인식할 것이다.
제2 장치의 비제한적인 예가 도 1에 도시되어 있다. 제2 장치는 본 명세서의 지침에 따라 프리코딩 피드백을 송신하도록 구성된다. 당업자는 예시적인 제2 장치가 도 1의 예시에 도시되지 않은 구성 요소들, 예컨대, 주변장치, 사용자 인터페이스 회로 등의 추가적인 통신 인터페이스를 잘 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 당업자는 장치가 고정 또는 프로그램가능 회로를 이용하여 구현될 수 있음을 더 인식할 것이다. 일 실시예에서, 이 장치는 하나 이상의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 또는 다른 디지털 처리 회로와 함께, 이와 연관된 프로그램 및 데이터 메모리를 포함한다.
예를 들면, 도 1의 예시에서, 이 장치는 본 명세서에서 지침된 바와 같은 프리코딩 피드백을 구현하도록 구성된 하나 이상의 처리 회로들을 포함하며, 이러한 하나 이상의 처리 회로는 적어도 부분적으로 프로그램가능한 디지털 처리 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 특정한 예에서, 장치의 처리 회로는 수신된 신호 품질 및/또는 채널 상태를 추정하기 위한 신호 품질/채널 추정 회로(들)(120)를 포함한다. 이러한 처리 회로는 프리코딩 피드백 생성 회로(130), 예컨대, 주파수 의존적 프리코더 갱신 리포트를 포함한 프리코딩 피드백을 생성/송신하도록 구성된 처리 로직을 더 포함할 수 있다. 물론, 이러한 회로는 저장된 컴퓨터 프로그램 명령의 실행에 따라 그와 같이 구성될 수 있다. 그러한 점에서, 이러한 처리 회로가 고정 또는 프로그램가능 회로, 또는 이들의 어떤 조합을 포함하는 것과 무관하게, 본 명세서에 개시된 처리를 수행하도록 특별히 개조되거나 그렇지 않고 구성된다는 것을 인식할 것이다.
도 5는 예시적인 무선 통신 네트워크(500)를 예시한다. 이 예시는 무선 액세스 네트워크(RAN)(520)에 의해, 그리고 다시 코어 네트워크(CN)(530)에 의해 지원되는 사용자 장치(UE)(510)를 도시한다. 예를 들면, UE(510)는, 예를 들어, 지원 네트워크 송수신기에서 사용되는 주파수 의존적 프리코더 갱신 리포트를 포함하는 프리코더 피드백을 생성한다. 일 실시예에서, 지원 네트워크 송수신기는 LTE 또는 LTE-어드밴스드 eNB이다.
"제1", 및 "제2" 등과 같은 용어는 여러 구성 요소, 영역, 섹션 등을 설명하는데 사용되며, 또한 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서 전체에서 유사한 용어는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
본 명세서에 사용된 용어 "갖는", "함유하는", "포함하는", 및 "구비하는" 등은 언급한 구성 요소 또는 특징이 존재함을 나타내는 개방형 용어이지만, 추가적인 구성 요소 또는 특징들을 배제하지 않는다. 관사 "하나", "하나의" 및 "상기"는 문맥이 그러하지 않다고 명백히 언급하지 않는 한 단수뿐 아니라 복수도 포함하는 것으로 의도된다.
전술한 변경 및 응용 범위를 염두에 두면, 본 명세서에 기술된 실시예들이 전술한 상세한 설명에 의해 제한되지 않고, 첨부의 도면에 의해서도 제한되지 않음은 물론일 것이다. 그 대신에, 본 명세서에 기술된 실시예들은 다음의 특허청구범위 및 그 법적 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (31)

  1. 네트워크 노드에서 무선 수신기를 무선 송신기에 연결하는 유효(effective) 채널에 대한 프리코더(precoder)를 생성하는 방법으로서, 상기 유효 채널은 전파 채널, 송신 필터들 및 수신 필터들을 포함하며, 상기 방법은,
    상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도(structured frequency-selectivity)를 결정하는 단계(210) - 상기 구조화된 주파수 선택도는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도됨 -;
    상기 구조화된 주파수 선택도에 기초하여 프리코더 갱신 리포트를 생성하는 단계(220) - 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상(frequency-dependent phase compensation)을 포함함 -;
    상기 유효 채널에 대해 결정된 채널 상태 정보에 기초하여 상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트를 생성하는 단계(200, 230); 및
    상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트를 상기 무선 송신기로 전송하는 단계(240)
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유효 채널의 서브캐리어들에 대한 프리코더 매트릭스를 결정하는 단계; 및
    상기 프리코더 매트릭스를 상기 주파수 의존적 위상 보상으로 보강(augmenting)하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프리코더 매트릭스를, 주 대각(main diagonal)의 항목들(entries)로서 상기 주파수 의존적 위상 보상을 포함하는 대각 매트릭스로 보강하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 송신기는 다중 안테나 무선 송신기이고, 상기 주파수 의존적 위상 보상은 상기 다중 안테나 무선 송신기의 각 안테나에 대해 주파수에 따라 선형으로 변화하는 위상 회전인 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 서브캐리어들은 제1 복수의 서브밴드들로 그룹화되고, 상기 복수의 서브밴드들 각각에서 상기 프리코더 갱신 리포트는 정적 위상 보상을 나타내는 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 송신기는 복수의 송신 안테나들을 갖는 다중 안테나 무선 송신기이고, 상기 주파수 의존적 위상 보상은 상기 복수의 송신 안테나들 사이의 상대적 위상 변위들(phase shifts)에 기초하여 결정되는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리코더 리포트는 복수의 프리코더들을 포함하고, 각각의 프리코더는 복수의 서브캐리어들로 구성된 서브밴드와 연관되며, 서브밴드의 각 프리코더는 상기 프리코더 갱신 리포트의 상기 주파수 의존적 위상 보상에 의해 보강되는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 의존적 위상 보상은 유한 알파벳(finite alphabet)으로 제한되는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 송신기는 복수의 송신 안테나를 갖는 다중 안테나 무선 송신기이고, 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 복수의 송신 안테나들의 부분 집합을 대상으로 생성되는 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수 사이트들의 교정(calibrated) 송신 안테나들은 상기 무선 송신기에 결합되고, 상기 주파수 의존적 위상 보상은 상기 복수 사이트들의 교정 송신 안테나들을 대상으로 결정되는 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유효 채널의 채널 응답을 결정하는 단계 - 상기 채널 응답은 상기 프리코더 갱신 리포트를 설명함 -;
    다중 그래뉼러(granular) 코드북으로부터 상기 프리코더 리포트의 프리코더를 결정하는 단계; 및
    상기 프리코더를 상기 채널 응답과 매칭시키는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트가 상기 무선 송신기에서 이용되는 경우에 채널 품질 정보가 상기 유효 채널에 의해 지원가능한 가장 큰 전송 포맷을 나타내도록 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 부분적으로 기초하여 상기 채널 품질 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 채널 품질 정보를 상기 무선 송신기로 송신하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유효 채널의 채널 응답을 계산하는 단계;
    코드북을 검색하여 상기 프리코더 갱신 리포트를 설명하고 상기 채널 응답에 가장 밀접하게 매칭하는 프리코더를 찾는 단계;
    상기 채널 응답 및 상기 프리코더에 기초하여 새로운 채널 품질 추정치(estimate)를 결정하는 단계; 및
    상기 새로운 채널 품질 추정치를 상기 무선 송신기로 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 상기 유효 채널을 통해 상기 무선 송신기에 결합된 상기 무선 수신기인 방법.
  15. 네트워크 노드(100)로서,
    무선 수신기를 무선 송신기에 연결하는 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 결정하도록 동작가능한 신호 품질 추정기 회로(120) - 상기 유효 채널은 전파 채널, 송신 필터들 및 수신 필터들을 포함하며, 상기 신호 품질 추정기 회로는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 결정하도록 추가로 동작가능하며, 상기 구조화된 주파수 선택도는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도됨 -;
    상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트를 생성하고, 상기 구조화된 주파수 선택도에 기초하여 프리코더 갱신 리포트를 생성하도록 동작가능한 프리코딩 생성기 회로(130) - 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함함 -; 및
    상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트를 상기 송신기로 전송하도록 동작가능한 송수신기 회로(110)
    를 포함하는 네트워크 노드.
  16. 제15항에 있어서, 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 유효 채널의 서브캐리어들에 대한 프리코더 매트릭스를 결정하고 상기 프리코더 매트릭스를 상기 주파수 의존적 위상 보상으로 보강하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  17. 제16항에 있어서, 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 프리코더 매트릭스를, 주 대각의 항목들로서 상기 주파수 의존적 위상 보상을 포함하는 대각 매트릭스로 보강하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 송신기는 다중 안테나 무선 송신기이고, 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 다중 안테나 무선 송신기의 복수의 송신 안테나들 사이의 상대적 위상 변위들에 기초하여 상기 주파수 의존적 위상 보상을 결정하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  19. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 유효 채널의 각 서브밴드에 대한 개별의 프리코더를 결정하고 각각의 개별의 프리코더를 대응하는 서브밴드에 대해 결정된 상기 주파수 의존적 위상 보상으로 보강하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  20. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 송신기는 복수의 송신 안테나들을 갖는 다중 안테나 무선 송신기이고, 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 복수의 송신 안테나들의 부분 집합에 대해 상기 프리코더 갱신 리포트를 결정하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  21. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 복수 사이트들의 교정 송신 안테나들은 상기 무선 송신기에 결합되고, 상기 프리코딩 생성기 회로는 상기 복수 사이트들의 교정 송신 안테나들을 대상으로 상기 주파수 의존적 위상 보상을 결정하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  22. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 품질 추정기 회로는 상기 프리코더 갱신 리포트를 설명하는 상기 유효 채널의 채널 응답을 결정하도록 동작가능하고, 상기 프리코딩 생성기 회로는 다중 그래뉼러(granular) 코드북으로부터 상기 프리코더 리포트의 프리코더를 결정하고 상기 프리코더를 상기 채널 응답과 매칭시키도록 동작가능한 네트워크 노드.
  23. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 품질 추정기 회로는 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트가 상기 무선 송신기에서 이용되는 경우에 채널 품질 정보가 상기 유효 채널에 의해 지원가능한 가장 큰 전송 포맷을 나타내도록 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 부분적으로 기초하여 상기 채널 품질 정보를 결정하도록 동작가능하고, 상기 송수신기 회로는 상기 채널 품질 정보를 상기 무선 송신기로 송신하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  24. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리코딩 생성기 회로는 코드북을 검색하여 상기 프리코더 갱신 리포트를 설명하고 상기 유효 채널의 채널 응답에 가장 밀접하게 매칭하는 프리코더를 찾도록 동작가능하고, 상기 신호 품질 추정기 회로는 상기 유효 채널의 상기 채널 응답을 결정하고 상기 채널 응답 및 상기 프리코더에 기초하여 새로운 채널 품질 추정치를 결정하도록 동작가능하며, 상기 송수신기 회로는 상기 새로운 채널 품질 추정치를 상기 무선 송신기로 송신하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  25. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 상기 유효 채널을 통해 상기 무선 송신기에 결합된 상기 무선 수신기인 네트워크 노드.
  26. 송신 필터들, 수신 필터들 및 전파 채널을 포함하는 유효 채널을 통해 무선 수신기에 연결된 네트워크 노드(300)로서, 상기 네트워크 노드는,
    상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 수신하도록 동작가능한 송수신기 회로(310) - 상기 프리코더 리포트는 상기 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 기초로 하고, 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도되는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 기초로 하며, 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함함 -; 및
    상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 기초하여 전송 동작을 결정하고 상기 전송 동작에 따라서 데이터를 상기 무선 수신기로 전송하도록 동작가능한 프리코딩 프로세서 회로(320)
    를 포함하는 네트워크 노드.
  27. 제26항에 있어서, 상기 송수신기 회로는 상기 유효 채널에 대한 채널 품질 정보를 수신하도록 동작가능하고, 상기 채널 품질 정보는 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트가 상기 네트워크 노드에서 적용된 경우에 상기 유효 채널에 의해 지원가능한 가장 큰 전송 포맷을 나타내며, 상기 프리코딩 프로세서 회로는 상기 채널 품질 정보에 의해 나타내는 상기 전송 포맷을 구현하도록 동작가능한 네트워크 노드.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 주파수 의존적 위상 보상으로 보강된 상기 유효 채널의 서브캐리어들에 대한 프리코더 매트릭스를 포함하는 네트워크 노드.
  29. 네트워크 노드에서 송신 필터들, 수신 필터들 및 전파 채널을 포함하는 유효 채널을 통해 무선 수신기로 데이터를 전송하는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 유효 채널에 대한 프리코더 리포트 및 프리코더 갱신 리포트를 수신하는 단계(400) - 상기 프리코더 리포트는 상기 유효 채널에 대한 채널 상태 정보를 기초로 하고, 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 유효 채널의 하나 이상의 장기 및/또는 지속적 파라미터들에 의해 유도되는 상기 유효 채널의 구조화된 주파수 선택도를 기초로 하며, 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 구조화된 주파수 선택도를 설명하는 주파수 의존적 위상 보상을 포함함 -;
    상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트에 기초하여 전송 동작을 결정하는 단계(410); 및
    상기 전송 동작에 따라서 데이터를 상기 무선 수신기로 전송하는 단계(420)
    를 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 유효 채널에 대한 채널 품질 정보를 수신하는 단계 - 상기 채널 품질 정보는 상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트가 상기 네트워크 노드에서 적용된 경우에 상기 유효 채널에 의해 지원가능한 가장 큰 전송 포맷을 나타냄 -; 및
    상기 채널 품질 정보에 의해 나타내는 상기 전송 포맷을 구현하는 단계
    를 포함하는 방법.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 프리코더 리포트 및 상기 프리코더 갱신 리포트는 상기 주파수 의존적 위상 보상으로 보강된 상기 유효 채널의 서브캐리어들에 대한 프리코더 매트릭스를 포함하는 방법.
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