KR102425095B1 - Apparatus and method for performing beam forming operation in communication system supporting frequency division-multiple input multiple output scheme - Google Patents

Apparatus and method for performing beam forming operation in communication system supporting frequency division-multiple input multiple output scheme Download PDF

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Abstract

본 발명은 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE)과 같은 4세대(4th-Generation: 4G) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 제공될 5세대(5th-Generation: 5G) 또는 프리-5G(pre-5G) 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은 주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 방법에 있어서, 첫 번째 도미넌트(dominant) 빔의 개략적(rough) 빔을 검출하는 과정과; 상기 첫 번째 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 검출하는 과정과; 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.The present invention is a 5th generation (5th-Generation: 5G) or pre-5G to be provided to support higher data rates after a 4th-generation (4G) communication system such as Long Term Evolution (LTE) It relates to (pre-5G) communication systems. The present invention provides a method for performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, a schematic diagram of a first dominant beam ( rough) detecting the beam; detecting at least two codeword candidates based on the coarse beam of the first dominant beam; and selecting one of the at least two codeword candidates as a final codeword.

Description

주파수 분할-다중 입력 다중 출력 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING BEAM FORMING OPERATION IN COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING FREQUENCY DIVISION-MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SCHEME}Apparatus and method for performing beamforming operation in a communication system supporting frequency division-multiple input multiple output method

본 발명은 주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO, 이하 "FD-MIMO"라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍(beam forming) 동작을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱(Kronecker-product) 모노(mono) 코드북(codebook) 및 크로네커 곱 이중(dual) 코드북을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention performs a beam forming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO, hereinafter referred to as "FD-MIMO") method. A beamforming operation based on a Kronecker-product mono codebook and a Kronecker product dual codebook, in particular, in a communication system supporting an FD-MIMO scheme. It relates to an apparatus and method for performing the

4세대(4th-generation: 4G, 이하 "4G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5세대(5th-generation: 5G, 이하 "5G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 또는 프리-5G(pre-5G, 이하 "pre-5G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 롱 텀 에볼루션(long-term evolution: LTE, 이하 "LTE"라 칭하기로 한다) 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.In order to meet the increasing demand for wireless data traffic after the commercialization of the 4th-generation (4th-generation: 4G, hereinafter referred to as “4G”) communication system, the improved 5th-generation (5th-generation: 5G, hereinafter “5G”) Efforts are being made to develop a communication system (hereinafter referred to as "pre-5G") or a pre-5G (hereinafter referred to as "pre-5G") communication system. For this reason, the 5G communication system or the pre-5G communication system is a 4G network after (beyond 4G network) communication system or long-term evolution (LTE, hereinafter referred to as "LTE") After the system (Post LTE) It is called the later system.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 밀리미터파(millimeter wave: mmWave, 이하 "mmWave"라 칭하기로 한다) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은 주파수 대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beam forming), 거대 배열 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: massive MIMO, 이하 "massive MIMO"라 칭하기로 한다) 방식과, 전차원 다중 입력 다중 출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO, 이하 "FD-MIMO"라 칭하기로 한다) 방식과, 어레이 안테나(array antenna) 방식과, 아날로그 빔 포밍(analog beam-forming) 방식 및 라지 스케일 안테나 (large scale antenna) 방식 등이 논의되고 있다.In order to achieve a high data rate, the 5G communication system is implemented in a millimeter wave (mmWave, hereinafter referred to as “mmWave”) band (eg, a frequency band such as a 60 gigabyte (60 GHz) band). are being considered In order to mitigate the path loss of radio waves in the ultra-high frequency band and increase the propagation distance of radio waves, in the 5G communication system, beam forming, massive multi-input multi-output (massive multi-input multi-output: massive MIMO, hereinafter " massive MIMO") method, full dimensional multiple input multiple output (ful dimensional MIMO: FD-MIMO, hereinafter referred to as "FD-MIMO") method, array antenna method, and analog A beam-forming (analog beam-forming) method and a large scale antenna method are being discussed.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 디바이스 대 디바이스 (device to device: D2D, 이하 "D2D"라 칭하기로 한다) 통신, 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. In addition, for network improvement of the system, in the 5G communication system, an evolved small cell, an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud radio access network: cloud RAN), an ultra-dense network (ultra-dense network) , device to device (D2D, hereinafter referred to as “D2D”) communication, wireless backhaul, moving network, cooperative communication, coordinated multi-points (CoMP) , and technologies such as interference cancellation are being developed.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation: ACM, 이하 "ACM"이라 칭하기로 한다) 방식인 하이브리드 주파수 쉬프트 키잉(frequency shift keying: FSK, 이하 "FSK"라 칭하기로 한다) 및 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM, 이하 "QAM"이라 칭하기로 한다)(hybrid FSK and QAM: FQAM, 이하 "FQAM"라 칭하기로 한다) 방식 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC, 이하 "SWSC"라 칭하기로 한다) 방식과, 진보된 억세스 기술인 필터 뱅크 멀티 캐리어(filter bank multi carrier: FBMC, 이하 "FBMC"라 칭하기로 한다) 방식과, 비직교 다중 억세스(non-orthogonal multiple access: NOMA, 이하 "NOMA"라 칭하기로 한다) 방식 및 성긴 코드 다중 억세스(sparse code multiple access: SCMA, 이하 "SCMA"라 칭하기로 한다) 방식 등이 개발되고 있다.시스템 처리량(throughput)을 향상시키기 위한 다양한 방식들이 제안되고 있으며, 그 중 대표적인 방식이 다수 개의 안테나들을 사용하는 MIMO 방식이다. 상기 MIMO 방식에서, 높은 데이터 레이트(data rate) 송신을 가능하게 하는 신호 처리 기술들을 사용하기 위해서는, 송신기가 정확한 채널 상태 정보(channel state information: CSI, 이하 "CSI"라 칭하기로 한다)를 획득하는 것이 필수적이다. In addition, in the 5G system, hybrid frequency shift keying (FSK, hereinafter referred to as "FSK"), which is an advanced coding modulation (ACM, hereinafter referred to as "ACM") method, and orthogonal Amplitude modulation (quadrature amplitude modulation: QAM, hereinafter referred to as "QAM") (hybrid FSK and QAM: FQAM, hereinafter referred to as "FQAM") scheme and sliding window superposition coding (SWSC, hereinafter) "SWSC") method, an advanced access technology filter bank multi carrier (FBMC, hereinafter referred to as "FBMC") method, and non-orthogonal multiple access: NOMA (hereinafter referred to as “NOMA”) method and a sparse code multiple access (SCMA, hereinafter referred to as “SCMA”) method are being developed. Various schemes have been proposed, and a representative scheme among them is a MIMO scheme using a plurality of antennas. In the MIMO scheme, in order to use signal processing techniques that enable high data rate transmission, the transmitter acquires accurate channel state information (CSI, hereinafter referred to as "CSI"). it is essential

한편, 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD, 이하 "FDD"라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 셀룰러 시스템들에서, 수신기에서 추정된 CSI는 피드백 링크(feedback link)를 통해 송신기로 송신된다. Meanwhile, in cellular systems supporting a frequency division duplexing (FDD, hereinafter referred to as "FDD") scheme, CSI estimated by the receiver is transmitted to the transmitter through a feedback link.

또한, 다수 개의 안테나들을 갖는 매시브 MIMO(massive MIMO, 이하, "massive MIMO"라 칭하기로 한다) 방식에서는, CSI를 정확하게 양자화하기 위해 다수 개의 피드백 비트들이 필요로 된다. In addition, in a massive MIMO (hereinafter, referred to as “massive MIMO”) having a plurality of antennas, a plurality of feedback bits are required to accurately quantize CSI.

여기서, 랜덤 벡터 양자화(random vector quantization: RVQ, 이하 "RVQ"라 칭하기로 한다) 코드북을 사용하는 정규화된 빔포밍 이득은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Here, a normalized beamforming gain using a random vector quantization (RVQ, hereinafter referred to as “RVQ”) codebook may be expressed as Equation 1 below.

Figure 112015118361268-pat00001
Figure 112015118361268-pat00001

상기 수학식 1에서,

Figure 112015118361268-pat00002
은 다중 입력 단일 출력(multiple input single output: MISO, 이하 "MISO"라 칭하기로 한다) 채널 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00003
은 단위 놈(unit norm) 빔포밍 코드워드(beamforming codeword)를 나타내고, 는 RVQ 코드북에 대한 피드백 비트를 나타내고, B는 안테나들의 개수를 나타낸다.In Equation 1 above,
Figure 112015118361268-pat00002
denotes a multiple input single output (MISO, hereinafter referred to as "MISO") channel vector,
Figure 112015118361268-pat00003
denotes a unit norm beamforming codeword, denotes a feedback bit for an RVQ codebook, and B denotes the number of antennas.

그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 massive MIMO 안테나들의 개수에 따른 피드백 오버헤드(overhead)에 대해서 설명하기로 한다. Then, with reference to FIG. 1, a feedback overhead according to the number of general massive MIMO antennas will be described.

도 1은 일반적인 massive MIMO 안테나들의 개수에 따른 피드백 오버헤드를 개략적으로 도시한 그래프이다.1 is a graph schematically illustrating feedback overhead according to the number of general massive MIMO antennas.

도 1을 참조하면, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타내며, 세로축은 피드백에 필요로 되는 비트들의 개수를 나타낸다. 또한, 도 1에서 massive MIMO 안테나들의 개수에 따른 피드백 오버헤드들을 나타내는 커브(curve)들은 각각 그 타겟 이득(target gain: Gtarget)이 0.5와, 0.6과, 0.7 및 0.8일 경우의 massive MIMO 안테나들의 개수에 따른 피드백 오버헤드들을 나타내는 커브들임에 유의하여야만 할 것이다.Referring to FIG. 1 , the horizontal axis indicates the number of transmit antennas, and the vertical axis indicates the number of bits required for feedback. In addition, curves representing the feedback overheads according to the number of massive MIMO antennas in FIG. 1 are, respectively, the target gain (target gain: G target ) of the massive MIMO antennas in the case of 0.5 and 0.6, 0.7 and 0.8. It should be noted that these are curves representing feedback overheads according to the number.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 피드백 오버헤드는 안테나들의 개수에 비례하여 증가함을 알 수 있다. 이와 같은 거대한 피드백 오버헤드는 피드백 링크들에 필요 이상의 부담을 주게 된다.As shown in FIG. 1 , it can be seen that the feedback overhead increases in proportion to the number of antennas. Such a huge feedback overhead places an unnecessary burden on the feedback links.

따라서, FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 피드백 오버헤드를 감소시키는 것이 가능하도록 빔포밍 동작을 수행하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.Accordingly, there is a need for a method for performing a beamforming operation to reduce feedback overhead in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.On the other hand, the above information is only presented as background information to help the understanding of the present invention. No decision has been made, nor is any claim made as to whether any of the above is applicable as prior art to the present invention.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다. An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.In addition, an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation based on a Kronecker product mono codebook and a Kronecker product double codebook in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 특성을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation based on channel characteristics in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 구조를 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation based on an antenna structure in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 피드백 오버헤드를 감소시키는 것이 가능하도록 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation to reduce feedback overhead in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 방법에 있어서, 첫 번째 도미넌트(dominant) 빔의 개략적(rough) 빔을 검출하는 과정과; 상기 첫 번째 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 검출하는 과정과; 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.The method proposed in one embodiment of the present invention is; In a method of performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, a rough beam of a first dominant beam the process of detecting detecting at least two codeword candidates based on the coarse beam of the first dominant beam; and selecting one of the at least two codeword candidates as a final codeword.

본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 방법은; 주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 방법에 있어서, 적어도 두 개의 넓은 자원 블록(resource block: RB)들 각각에 대해 적어도 두 개의 빔들을 검출하는 과정과; 상기 검출된 적어도 두 개의 빔들을 기반으로 좁은 RB들 각각에 대한 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 검출하는 과정과; 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.Another method proposed in an embodiment of the present invention is; In a method of performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, at least two wide resource blocks (RBs) detecting at least two beams for each; detecting at least two codeword candidates for each of the narrow RBs based on the detected at least two beams; and selecting one of the at least two codeword candidates as a final codeword.

본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 장치에 있어서, 첫 번째 도미넌트(dominant) 빔의 개략적(rough) 빔을 검출하는 동작과, 상기 첫 번째 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 검출하는 동작과, 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 동작을 수행하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.An apparatus proposed in an embodiment of the present invention includes; In an apparatus for performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, a rough beam of a first dominant beam A controller performing an operation of detecting , detecting at least two codeword candidates based on the coarse beam of the first dominant beam, and selecting one of the at least two codeword candidates as a final codeword It is characterized in that it includes.

본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 장치는; 주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 장치에 있어서, 적어도 두 개의 넓은 자원 블록(resource block: RB)들 각각에 대해 적어도 두 개의 빔들을 검출하는 동작과, 상기 검출된 적어도 두 개의 빔들을 기반으로 좁은 RB들 각각에 대한 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 검출하는 동작과, 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 동작을 수행하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 개시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.Another device proposed in an embodiment of the present invention is; In an apparatus for performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, at least two wide resource blocks (RBs) detecting at least two beams for each, detecting at least two codeword candidates for each of narrow RBs based on the detected at least two beams, and one of the at least two codeword candidates and a controller that performs the operation of selecting as the final codeword. Other aspects, benefits and key features of the present invention are addressed in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art from the following detailed description, which is disclosed.

하기의 본 개시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다: 상기 용어들 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”와 그 파생어들은 한정없는 포함을 의미하며; 상기 용어 “혹은(or)”은 포괄적이고, “및/또는”을 의미하고; 상기 구문들 “~와 연관되는(associated with)” 및 “~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 내용을 의미하고; 상기 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.Before processing the detailed description part of the present disclosure, it may be effective to establish definitions for specific words and phrases used throughout this patent document: the terms “include” and “ “comprise” and its derivatives mean inclusive indefinitely; the term “or” is inclusive and means “and/or”; The phrases “associated with” and “associated therewith” and their derivatives include, be included within, and interconnect with ( interconnect with, contain, be contained within, connect to or with, couple to or with ), be communicable with, cooperate with, interleave, juxtapose, be proximate to, and likely to means something like be bound to or with, have, have a property of, etc.; The term “controller” means any device, system, or part thereof that controls at least one operation, such a device being hardware, firmware or software, or some combination of at least two of the hardware, firmware or software. can be implemented in It should be noted that the functionality associated with any particular controller may be centralized or distributed, and may be local or remote. Definitions for specific words and phrases are provided throughout this patent document, and those of ordinary skill in the art will in many, if not most cases, apply such definitions to conventional as well as conventional, as well as words and phrases defined above. It should be understood that this also applies to future uses of the phrases.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.An embodiment of the present invention has an effect of enabling the beamforming operation to be performed in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.In addition, an embodiment of the present invention has an effect of enabling the beamforming operation to be performed based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 특성을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.An embodiment of the present invention has an effect of enabling a beamforming operation to be performed based on a channel characteristic in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 구조를 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.An embodiment of the present invention has an effect of enabling a beamforming operation based on an antenna structure in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 피드백 오버헤드를 감소시키는 것이 가능하도록 빔포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.An embodiment of the present invention has an effect of enabling a beamforming operation to be performed so as to reduce a feedback overhead in a communication system supporting the FD-MIMO scheme.

본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 일반적인 massive MIMO 안테나들의 개수에 따른 피드백 오버헤드를 개략적으로 도시한 그래프이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UPA 안테나 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 상관 계수의 실험적 CDF를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴들의 스냅샷을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 수신 안테나에서 채널들간의 상관 관계를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 광대역을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 톤의 빔 패턴들의 스냅샷을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 서브 채널에서 채널들간의 상관 관계를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
Other aspects, features and benefits as set forth above of certain preferred embodiments of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings:
1 is a graph schematically illustrating feedback overhead according to the number of general massive MIMO antennas;
2 is a diagram schematically illustrating a UPA antenna structure in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram schematically illustrating an experimental CDF of a correlation coefficient in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram schematically illustrating a snapshot of beam patterns in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
5 is a diagram schematically illustrating a correlation between channels in each reception antenna in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram schematically illustrating a broadband in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
7 is a diagram schematically illustrating a snapshot of beam patterns of each tone in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
8 is a diagram schematically illustrating a correlation between channels in each sub-channel in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
9 is a diagram schematically illustrating an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook when a MISO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention;
10 is a diagram schematically illustrating another example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook when a MISO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention;
11 is a diagram schematically illustrating an example of a beamforming gain normalized with respect to the number of receive antennas when a MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention;
12 is a diagram schematically illustrating another example of a beamforming gain normalized to the number of receive antennas when a MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention;
13 is a diagram schematically illustrating an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention;
14 is a diagram schematically illustrating another example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention;
15 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a signal transmission apparatus in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention;
16 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a signal receiving apparatus in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.
It should be noted that throughout the drawings, like reference numerals are used to denote the same or similar elements, features, and structures.

첨부되는 도면들을 참조하는 하기의 상세한 설명은 청구항들 및 청구항들의 균등들로 정의되는 본 개시의 다양한 실시예들을 포괄적으로 이해하는데 있어 도움을 줄 것이다. 하기의 상세한 설명은 그 이해를 위해 다양한 특정 구체 사항들을 포함하지만, 이는 단순히 예로서만 간주될 것이다. 따라서, 해당 기술 분야의 당업자는 여기에서 설명되는 다양한 실시예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 개시의 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 공지의 기능들 및 구성들에 대한 설명은 명료성 및 간결성을 위해 생략될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following detailed description with reference to the appended drawings will aid in a comprehensive understanding of various embodiments of the present disclosure, which are defined by the claims and their equivalents. The following detailed description contains various specific details for the purpose of understanding, but this will be regarded as merely examples. Accordingly, those skilled in the art will recognize that various changes and modifications of the various embodiments described herein can be made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. In addition, descriptions of well-known functions and configurations may be omitted for clarity and conciseness.

하기의 상세한 설명 및 청구항들에서 사용되는 용어들 및 단어들은 문헌적 의미로 한정되는 것이 아니라, 단순히 발명자에 의한 본 개시의 명료하고 일관적인 이해를 가능하게 하도록 하기 위해 사용될 뿐이다. 따라서, 해당 기술 분야의 당업자들에게는 본 개시의 다양한 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명은 단지 예시 목적만을 위해 제공되는 것이며, 첨부되는 청구항들 및 상기 청구항들의 균등들에 의해 정의되는 본 개시를 한정하기 위해 제공되는 것은 아니라는 것이 명백해야만 할 것이다.The terms and words used in the following detailed description and claims are not limited to the literal meaning, but are merely used to enable a clear and consistent understanding of the present disclosure by the inventor. Accordingly, for those skilled in the art, the following detailed description of various embodiments of the present disclosure is provided for illustrative purposes only, and defines the present disclosure as defined by the appended claims and their equivalents. It should be clear that it is not provided to do so.

또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표현들을 포함한다.In addition, it will be understood that singular expressions such as "above" and "above" include plural expressions in this specification, unless otherwise clearly indicated. Thus, as an example, a “component surface” includes one or more component representations.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Also, terms including an ordinal number such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 이해되어야만 한다.In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be understood to have a meaning consistent with the meaning in the context of the related art.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함할 수 있다. 일 예로, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone)과, 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 "PC"라 칭하기로 한다)와, 이동 전화기와, 화상 전화기와, 전자책 리더(e-book reader)와, 데스크 탑(desktop) PC와, 랩탑(laptop) PC와, 넷북(netbook) PC와, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 "PDA"라 칭하기로 한다)와, 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 "PMP"라 칭하기로 한다)와, 엠피3 플레이어(mp3 player)와, 이동 의료 디바이스와, 카메라와, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD, 일 예로 ‘HMD’라 칭하기로 한다)와, 전자 의류와, 전자 팔찌와, 전자 목걸이와, 전자 앱세서리(appcessory)와, 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, an electronic device may include a communication function. For example, the electronic device includes a smart phone, a tablet personal computer (PC, hereinafter referred to as "PC"), a mobile phone, a video phone, and an e-book reader (e). -book reader), a desktop PC, a laptop PC, a netbook PC, a personal digital assistant (PDA, hereinafter referred to as "PDA") and a portable A portable multimedia player (PMP, hereinafter referred to as “PMP”), an mp3 player, a mobile medical device, a camera, and a wearable device (eg, a head-mounted device) A head-mounted device (HMD, for example, will be referred to as 'HMD'), electronic clothing, electronic bracelets, electronic necklaces, electronic accessories, electronic tattoos, or smart watches ), and so on.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 가지는 스마트 가정용 기기(smart home appliance)가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스마트 가정용 기기는 텔레비젼과, 디지털 비디오 디스크(digital video disk: DVD, 이하 "DVD"라 칭하기로 한다) 플레이어와, 오디오와, 냉장고와, 에어 컨디셔너와, 진공 청소기와, 오븐과, 마이크로웨이브 오븐과, 워셔와, 드라이어와, 공기 청정기와, 셋-탑 박스(set-top box)와, TV 박스 (일 예로, Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, 혹은 Google TVTM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the electronic device may be a smart home appliance having a communication function. For example, the smart home device includes a TV, a digital video disk (DVD, hereinafter referred to as "DVD") player, audio, a refrigerator, an air conditioner, a vacuum cleaner, an oven, A microwave oven, a washer, a dryer, an air purifier, a set-top box, a TV box (eg, Samsung HomeSync TM , Apple TVTM, or Google TV TM ), and a game console ( gaming consoles), electronic dictionaries, camcorders, electronic photo frames, and the like.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 의료 기기(일 예로, 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography: MRA, 이하 "MRA"라 칭하기로 한다) 디바이스와, 자기 공명 화상법(magnetic resonance imaging: MRI, 이하 “MRI”라 칭하기로 한다)과, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography: CT, 이하 "CT"라 칭하기로 한다) 디바이스와, 촬상 디바이스, 혹은 초음파 디바이스)와, 네비게이션(navigation) 디바이스와, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS, 이하 "GPS"라 칭하기로 한다) 수신기와, 사고 기록 장치(event data recorder: EDR, 이하 "EDR"이라 칭하기로 한다)와, 비행 기록 장치(flight data recorder: FDR, 이하 "FER"이라 칭하기로 한다)와, 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device)와, 항해 전자 디바이스(일 예로, 항해 네비게이션 디바이스, 자이로스코프(gyroscope), 혹은 나침반)와, 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, an electronic device includes a medical device (eg, a magnetic resonance angiography (MRA)) device, a magnetic resonance imaging (MRA) device, and a magnetic resonance imaging (MRA) device. : MRI, hereinafter referred to as “MRI”), a computed tomography (CT, hereinafter referred to as “CT”) device, an imaging device, or an ultrasound device), and a navigation device; , a global positioning system (GPS, hereinafter referred to as "GPS") receiver, an event data recorder (EDR, hereinafter referred to as "EDR"), and a flight data recorder (hereinafter referred to as "EDR"); recorder: FDR, hereinafter referred to as "FER"), an automotive infotainment device, a navigation electronic device (eg, a navigation navigation device, a gyroscope, or a compass), and an avionics device and security devices, industrial or consumer robots, and the like.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함하는, 가구와, 빌딩/구조의 일부와, 전자 보드와, 전자 서명 수신 디바이스와, 프로젝터와, 다양한 측정 디바이스들(일 예로, 물과, 전기와, 가스 혹은 전자기 파 측정 디바이스들) 등이 될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, an electronic device includes furniture, a part of a building/structure, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, and various measurement devices (eg, water, electricity, gas or electromagnetic wave measurement devices), and the like.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.According to various embodiments of the present invention, the electronic device may be a combination of devices as described above. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the electronic device according to preferred embodiments of the present invention is not limited to the device described above.

본 발명의 일 실시예는 (frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO, 이하 "FD-MIMO"라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍(beamforming) 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다. An embodiment of the present invention provides an apparatus and method for performing a beamforming operation in a communication system supporting a (frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO, hereinafter referred to as "FD-MIMO") scheme suggest

또한, 본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱(Kronecker-product) 모노 코드북(mono codebook) 및 크로네커 곱 이중(dual)을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.In addition, an embodiment of the present invention performs a beamforming operation based on a Kronecker-product mono codebook and a Kronecker product dual in a communication system supporting the FD-MIMO scheme. Apparatus and methods are proposed.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 특성을 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation based on channel characteristics in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 구조를 기반으로 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation based on an antenna structure in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

본 발명의 일 실시예는 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 피드백 오버헤드(feedback overhead)를 감소시키는 것이 가능하도록 빔포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for performing a beamforming operation to reduce a feedback overhead in a communication system supporting an FD-MIMO scheme.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션(long-term evolution: LTE, 이하 "LTE"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 "LTE-A"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 인가-보조 억세스(licensed-assisted access: LAA, 이하 "LAA"라 칭하기로 한다)-LTE 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 "HSDPA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 "HSUPA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation partnership project 2: 3GPP2, 이하 "3GPP2"라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 "HRPD"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 "WCDMA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(code division multiple access: CDMA, 이하 "CDMA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 "IEEE"라 칭하기로 한다) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(evolved packet system: EPS, 이하 "EPS"라 칭하기로 한다)과, 모바일 인터넷 프로토콜(mobile internet protocol: Mobile IP, 이하 "Mobile IP"라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.On the other hand, the apparatus and method proposed in an embodiment of the present invention include a long-term evolution (LTE, hereinafter referred to as "LTE") mobile communication system and a long-term evolution-advanced (long-term evolution) -Advanced: LTE-A, hereinafter referred to as "LTE-A") a mobile communication system, and a licensed-assisted access (LAA, hereinafter referred to as "LAA")-LTE mobile communication system; , high speed downlink packet access (HSDPA, hereinafter referred to as "HSDPA") mobile communication system, and high speed uplink packet access (HSUPA, hereinafter referred to as "HSUPA") The mobile communication system and the 3rd generation project partnership 2 (3rd generation partnership project 2: 3GPP2, hereinafter referred to as "3GPP2") of high rate packet data (high rate packet data: HRPD, hereinafter referred to as "HRPD") A mobile communication system, a 3GPP2 wideband code division multiple access (WCDMA, hereinafter referred to as "WCDMA") mobile communication system, and a 3GPP2 code division multiple access (CDMA) , hereinafter referred to as "CDMA") a mobile communication system, the International Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, hereinafter referred to as "IEEE") 802.16m communication system, and an evolved packet system ( evolved packet system: EPS, hereinafter referred to as "EPS") and mobile internet protocol: Mobil e IP, hereinafter referred to as "Mobile IP") can be applied to various communication systems, such as a system.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 고려하는 시스템 모델(system model)에 대해 설명하기로 한다.First, a system model considered in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 본 발명의 일 실시예에서는 M개의 송신 안테나들 및 N개의 수신 안테나들을 사용하는 MIMO 방식을 고려하기로 한다. 여기서, 상기 M개의 송신 안테나들과 상기 N개의 수신 안테나들 각각 간의 무선 채널은 채널 벡터

Figure 112015118361268-pat00004
에 의해 정의된다. First, in an embodiment of the present invention, a MIMO scheme using M transmit antennas and N receive antennas will be considered. Here, a radio channel between each of the M transmit antennas and each of the N receive antennas is a channel vector.
Figure 112015118361268-pat00004
is defined by

한편, 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD, 이하 "FDD"라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 셀룰러 시스템은 수신기 측에서 채널을 추정하여 상기 추정한 채널을 양자화하여 채널 상태 정보(channel state information: CSI, 이하 "CSI"라 칭하기로 한다)로 생성하고, 상기 생성한 CSI를 피드백 링크를 통해 송신기로 피드백한다. On the other hand, a cellular system supporting a frequency division duplexing (FDD, hereinafter referred to as "FDD") method estimates a channel at the receiver side and quantizes the estimated channel to obtain channel state information (channel state information). : CSI, hereinafter referred to as "CSI") and feeds back the generated CSI to the transmitter through a feedback link.

또한, 매시브 MIMO(massive MIMO, 이하 "massive MIMO"라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 시스템은 채널을 정확하게 양자화하기 위해서 라지-스케일(large-scale, 이하 "large-scale"라 칭하기로 한다) 피드백 오버헤드를 가질 필요가 있다. 그러나, 코드워드(codeword) 검색에 대한 복잡도 및 피드백 오버헤드와 같은 현실적인 이슈들로 인해 일반적인 셀룰러 시스템에서 large-scale 피드백 오버헤드를 갖는 것은 실현되는 것이 어렵다. In addition, a system supporting a massive MIMO (massive MIMO, hereinafter referred to as “massive MIMO”) method has a large-scale (hereinafter referred to as “large-scale”) feedback in order to accurately quantize a channel. You need to have overhead. However, it is difficult to realize with large-scale feedback overhead in a general cellular system due to practical issues such as the complexity of codeword search and feedback overhead.

따라서, massive MIMO 방식에 대한 코드북은 안테나 구조 및 채널 특성을 사용하여 설계될 필요가 있다.Therefore, the codebook for the massive MIMO scheme needs to be designed using the antenna structure and channel characteristics.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 고려하는 안테나 구조(antenna structure)에 대해 설명하기로 한다.Next, an antenna structure considered in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 안테나 구조의 영향에 대해서 설명하면 다음과 같다. First, the effect of the antenna structure will be described as follows.

massive MIMO 방식은 일반적으로 다수 개의 안테나들, 예를 들어 100개 이상의 안테나들을 사용하기 때문에 공간 효율성을 갖도록 안테나들을 배치할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 제한된 공간에 다수 개의 안테나들을 배치하기 위해 단일 평면 어레이(unitary planar array: UPA, 이하 "UPA"라 칭하기로 한다)를 고려하기로 한다. Since the massive MIMO method generally uses a plurality of antennas, for example, more than 100 antennas, it is necessary to arrange the antennas to have space efficiency. Accordingly, in one embodiment of the present invention, a unitary planar array (UPA, hereinafter referred to as "UPA") will be considered in order to arrange a plurality of antennas in a limited space.

먼저, 수직 영역 및 수평 영역에 각각 Mv 개의 송신 안테나들 및 Mh개의 송신 안테나들이 배치되고, 수직 영역 및 수평 영역에 각각 Nv개의 수신 안테나들 및 Nh개의 수신 안테나들이 배치되는 UPA 안테나 구조를 고려하기로 한다. 이를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. First, M v in the vertical and horizontal domains, respectively A UPA antenna structure in which N transmit antennas and M h transmit antennas are disposed, and N v receive antennas and N h receive antennas are disposed in a vertical area and a horizontal area, respectively, will be considered. This will be described with reference to FIG. 2 as follows.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UPA 안테나 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a diagram schematically illustrating a UPA antenna structure in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도 2에 도시되어 있는 UPA 안테나 구조에서는 수직 영역 및 수평 영역에 각각 Mv 개의 송신 안테나들 및 Mh개의 송신 안테나들이 배치되고, 수직 영역 및 수평 영역에 각각 Nv개의 수신 안테나들 및 Nh개의 수신 안테나들이 배치된다. 즉, 도 2에 도시되어 있는 따라서, UPA 안테나 구조는 송신기(211)가

Figure 112015118361268-pat00005
개의 송신 안테나들을 포함하고, 수신기(213)가
Figure 112015118361268-pat00006
개의 수신 안테나들을 가진다 도 2에서, dv 및 dh는 각각 수평 라인 및 수직 라인에서의 안테나 엘리먼트(antenna element)들간의 간격을 나타낸다.Referring to FIG. 2 , in the UPA antenna structure shown in FIG. 2 , M v transmit antennas and M h transmit antennas are disposed in a vertical area and a horizontal area, respectively, and N v receive antennas are respectively disposed in a vertical area and a horizontal area. Antennas and N h receive antennas are deployed. That is, as shown in FIG. 2 , the UPA antenna structure is the transmitter 211
Figure 112015118361268-pat00005
including transmit antennas, and the receiver 213
Figure 112015118361268-pat00006
In FIG. 2 , d v and d h denote intervals between antenna elements in a horizontal line and a vertical line, respectively.

한편, UPA 안테나 구조를 가지는 레이-라이크(ray-like, 이하 "ray-like"라 칭하기로 한다) 빔은 어레이 응답 벡터(array response vector)들의 크로네커 곱에 의해 하기 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.On the other hand, a ray-like (hereinafter, referred to as “ray-like”) beam having a UPA antenna structure may be defined as in Equation 2 below by the Kronecker product of array response vectors. can

Figure 112015118361268-pat00007
Figure 112015118361268-pat00007

상기 수학식 2에서, λ 는 파장을 나타내고,

Figure 112015118361268-pat00008
는 수직 영역에서의 어레이 응답 벡터들의 각도들을 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00009
는 수평 영역에서의 어레이 응답 벡터들의 각도들을 나타낸다. In Equation 2, λ represents the wavelength,
Figure 112015118361268-pat00008
denotes the angles of the array response vectors in the vertical domain,
Figure 112015118361268-pat00009
denotes the angles of the array response vectors in the horizontal domain.

한편, 크로네커 곱 코드북은 UPA 안테나 구조에서 발생하는 채널들을 나타내는 유망한 후보가 될 수 있다. 또한, 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform: DFT, 이하 "DFT"라 칭하기로 한다) 벡터들의 집합은 어레이 응답 벡터들에 의해 정의될 수 있는 ray-like 빔들을 양자화하는 데 적합하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 DFT 벡터들을 사용하는 크로네커 곱 코드북들을 고려하기로 한다. 여기서, 크기

Figure 112015118361268-pat00010
의 DFT 코드북은 하기 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.On the other hand, the Kronecker product codebook may be a promising candidate representing channels occurring in the UPA antenna structure. In addition, a set of discrete Fourier transform (DFT, hereinafter referred to as "DFT") vectors is suitable for quantizing ray-like beams that can be defined by array response vectors. Accordingly, in an embodiment of the present invention, Kronecker product codebooks using DFT vectors will be considered. Here, the size
Figure 112015118361268-pat00010
The DFT codebook of can be defined as in Equation 3 below.

Figure 112015118361268-pat00011
Figure 112015118361268-pat00011

다음으로, 3차원(three dimension: 3D, 이하 "3D"라 칭하기로 한다) 공간 채널 모델(spatial channel model: SCM, 이하 "SCM"이라 칭하기로 한다)의 특성에 대해서 설명하기로 한다.Next, characteristics of a three-dimensional (3D, hereinafter referred to as "3D") spatial channel model (SCM, hereinafter referred to as "SCM") will be described.

상기 3D SCM은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. The 3D SCM can be expressed as Equation 4 below.

Figure 112015118361268-pat00012
Figure 112015118361268-pat00012

상기 수학식 4에 나타낸 바와 같은 3D SCM은 유한한 개수의 DFT 빔들을 사용하여 대략적으로 계산된 3D SCM이다. 또한, 상기 수학식 4에서,

Figure 112015118361268-pat00013
은 블록 페이딩(block fading) 다중 입력 단일 출력(multiple input single output: MISO, 이하 "MISO"라 칭하기로 한다) 채널 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00014
Figure 112015118361268-pat00015
각각은 어레이 응답 벡터를 나타내고, ak 는 k번째 ray-like빔의 복소 채널 이득을 나타내고, ap는 p번째 DFT 빔에 대한 채널 이득을 나타내고, cvp 는 수직 영역에서 p번째 DFT 빔에 대한 DFT 벡터를 나타내고, chp 는 수평 영역에서의 p번째 DFT 빔에 대한 DFT 벡터를 나타내고, P는 사용된 DFT 빔들의 개수를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00016
은 대략적으로 계산된 채널 벡터를 나타낸다. The 3D SCM as shown in Equation 4 is a 3D SCM roughly calculated using a finite number of DFT beams. In addition, in Equation 4,
Figure 112015118361268-pat00013
represents a block fading multiple input single output (MISO, hereinafter referred to as "MISO") channel vector,
Figure 112015118361268-pat00014
and
Figure 112015118361268-pat00015
Each represents an array response vector, a k represents the complex channel gain of the k-th ray-like beam, a p represents the channel gain for the p-th DFT beam, and c vp represents the p-th DFT beam in the vertical domain. represents the DFT vector, c hp denotes the DFT vector for the p-th DFT beam in the horizontal domain, P denotes the number of used DFT beams,
Figure 112015118361268-pat00016
denotes an approximate calculated channel vector.

상기 대략적으로 계산된 채널 벡터의 정확도를 평가하기 위해, 하기 수학식 5와 같이 상관 계수(correlation coefficient)를 정의하기로 한다.In order to evaluate the accuracy of the roughly calculated channel vector, a correlation coefficient is defined as in Equation 5 below.

Figure 112015118361268-pat00017
Figure 112015118361268-pat00017

상기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 상관 계수는 일 예로 5,000개의 독립적인 3D SCM 채널 실현들에 의한 수치 시뮬레이션으로부터 검출된다. The correlation coefficient as shown in Equation 5 above is detected from numerical simulations with 5,000 independent 3D SCM channel realizations as an example.

그러면 여기서 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 상관 계수의 실험적 누적 분포 함수(cumulative distribution function: CDF, 이하 "CDF"라 칭하기로 한다)에 대해서 설명하기로 한다.Then, here, with reference to FIG. 3, an empirical cumulative distribution function (CDF, hereinafter referred to as "CDF") of a correlation coefficient in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention. to explain

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 상관 계수의 실험적 CDF를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating an experimental CDF of a correlation coefficient in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 3에 도시되어 있는 상관 계수의 실험적 CDF를 검출하기 위해 사용되는 시뮬레이션 파라미터(simulation parameter)들은 하기 표 1과 같이 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3 , simulation parameters used to detect the experimental CDF of the correlation coefficient shown in FIG. 3 may be shown in Table 1 below.

Figure 112015118361268-pat00018
Figure 112015118361268-pat00018

도 3에서, P는 1, 2, 3 중 어느 하나가 될 수 있으며, B는 5, 6 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 표 1에서, P는 사용된 DFT 빔들의 개수를 나타내고, B는 사용된 DFT 코드북의 크기를 나타낸다.In FIG. 3 , P may be any one of 1, 2, and 3, and B may be any one of 5 or 6. In Table 1, P denotes the number of used DFT beams, and B denotes the size of the used DFT codebook.

도 3에서는, 가로축은 상관 계수 X를 나타내며, 세로축은 상기 상관 계수 X를 입력으로 하는 실험적 CDF인 F(X)를 나타낸다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 크기 25의 DFT 코드북들을 기반으로 하여 정의된, 1개, 2개 및 3개의 DFT 빔을 갖는 대략적으로 계산된 채널 벡터들이 시간, 즉 채널 실현의 70% 동안 각각 0.425, 0.63 및 0.72 이상의 상관 계수를 생성한다는 것을 알 수 있다. 여기서, 상기 크기 26의 DFT 코드북들을 기반으로 하여 정의된, 대략적으로 계산된 채널 벡터들은 시간의 70% 동안 각각0.43, 0.64, 및 0.73 이상의 상관 계수를 생성한다.In FIG. 3 , the horizontal axis represents the correlation coefficient X, and the vertical axis represents F(X), which is an experimental CDF with the correlation coefficient X as an input. As shown in Fig. 3, roughly calculated channel vectors with 1, 2 and 3 DFT beams, defined on the basis of DFT codebooks of size 2 5 , respectively during time, i.e. 70% of the channel realization It can be seen that it produces correlation coefficients greater than 0.425, 0.63 and 0.72. Here, the roughly calculated channel vectors, defined based on the size 2 6 DFT codebooks, generate correlation coefficients of 0.43, 0.64, and 0.73 or more, respectively, for 70% of the time.

여기서, 상기 상관 계수 X의 기대값은 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.Here, the expected value of the correlation coefficient X can be expressed as in Equation 6 below.

Figure 112015118361268-pat00019
Figure 112015118361268-pat00019

상기 수학식 6에 나타낸 바와 같은 상관 계수 X의 기대값은 25 크기의 코드북 시나리오의 경우에서는 1개, 2개 및 3개의 DFT 빔을 갖는 대략적으로 계산된 채널 벡터들에 대해서 0.5808, 0.7248, 및 0.7799가 되고, 26 크기의 코드북 시나리오의 경우에서는 1개, 2개 및 3개의 DFT 빔을 갖는 대략적으로 계산된 채널 벡터들에 대해서 0.5913, 0.7362, 및 0.7924가 된다.The expected value of the correlation coefficient X as shown in Equation 6 is 0.5808, 0.7248, and 0.5808, 0.7248, and becomes 0.7799, 2 6 In the case of the codebook scenario of magnitude, it becomes 0.5913, 0.7362, and 0.7924 for roughly calculated channel vectors with 1, 2 and 3 DFT beams.

도 3에 도시된 바와 같이, 유한한 개수의 DFT 빔들의 결합은 채널 벡터들을 나타내는 유망한 해결 방법이 될 것이다. 여기서, 더 많은 개수의 DFT 빔들을 고려할 경우 양자화 성능이 향상될 수 있다는 것에 유의하여야만 할 것이다. As shown in Fig. 3, the combination of a finite number of DFT beams would be a promising solution for representing channel vectors. Here, it should be noted that quantization performance may be improved when a larger number of DFT beams are considered.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 코드워드 검색을 위한 복잡도 및 피드백 오버헤드와 같은 현실적인 이슈들을 고려하여 두 개의 DFT 빔들을 고려하기로 한다. However, in an embodiment of the present invention, two DFT beams are considered in consideration of practical issues such as complexity and feedback overhead for codeword search.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 코드북들은 3D SCM 채널들을 양자화하기 위해 두 개의 DFT 빔들을 검색하고 결합한다.Accordingly, the codebooks proposed in an embodiment of the present invention search and combine two DFT beams to quantize 3D SCM channels.

먼저, 일반적인 크로네커 곱 코드북들에 대한 빔 검색 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.First, a beam search method for general Kronecker product codebooks will be described as follows.

일반적인 크로네커 곱 코드북들은 특이 값(singular value) 분해 방식을 기반으로 하여 채널 벡터를 분해한다. 여기서, 상기 분해된 채널 벡터는 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.Common Kronecker product codebooks decompose a channel vector based on a singular value decomposition method. Here, the decomposed channel vector can be expressed as in Equation 7 below.

Figure 112015118361268-pat00020
Figure 112015118361268-pat00020

상기 수학식 7에서,

Figure 112015118361268-pat00021
은 MISO 채널 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00022
는 k번째 도미넌트(dominant) 좌(left) 특이 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00023
은 k번째 도미넌트 우(right) 특이 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00024
는 k 번째 특이 값(singular value)을 나타낸다. In Equation 7 above,
Figure 112015118361268-pat00021
denotes the MISO channel vector,
Figure 112015118361268-pat00022
represents the kth dominant left singular vector,
Figure 112015118361268-pat00023
denotes the kth dominant right singular vector,
Figure 112015118361268-pat00024
denotes the k-th singular value.

상기 h를 표현하기 위해, 일반적인 크로네커 곱 코드북들은 각각 수직 영역 및 수평 영역에서의 첫 번째 도미넌트 좌 특이 벡터 및 첫 번째 도미넌트 우 특이 벡터, 일 예로, u 1 v 1 을 양자화한다. 그리고, 선택된 코드워드는 하기 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.To express h , general Kronecker product codebooks are a first dominant left singular vector and a first dominant right singular vector in a vertical domain and a horizontal domain, for example, u 1 and quantize v 1 . And, the selected codeword can be expressed as in Equation 8 below.

Figure 112015118361268-pat00025
Figure 112015118361268-pat00025

수학식 8에서, Cvb는 수직 방향에서 크기

Figure 112015118361268-pat00026
의 DFT 코드북을 나타내며, Chb 는 수평 방향에서 크기
Figure 112015118361268-pat00027
의 DFT 코드북을 나타낸다. 그리고 나서, DFT 벡터들이 최종 코드워드를 생성하기 위해 결합된다. 상기 최종 코드워드는 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.In Equation 8, C vb is the magnitude in the vertical direction
Figure 112015118361268-pat00026
denotes the DFT codebook of C hb is the magnitude in the horizontal direction
Figure 112015118361268-pat00027
represents the DFT codebook of . The DFT vectors are then combined to generate the final codeword. The final codeword may be expressed as in Equation 9 below.

Figure 112015118361268-pat00028
Figure 112015118361268-pat00028

먼저, 일반적인 크로네커 곱 코드북들은 직접 채널을 양자화하지 않는다. 상기 크로네커 곱 코드북들은 수직 영역에서 첫 번째 도미넌트 특이 벡터 및 수평 영역에서의 첫 번째 도미넌트 특이 벡터만을 고려한다. 하지만, DFT 빔들이 첫 번째 도미넌트 특이 벡터들을 표현하기에 적합하지 않을 수 있기 때문에, 첫 번째 도미넌트 특이 벡터들만을 고려하는 것은 CSI를 구성하기 위한 효율적인 해결 방식이 아닐 수 있다. 또한, 두 번째 도미넌트 DFT 빔들은 일반적인 코드북들이 검색하고 있는 첫 번째 도미넌트 부분 공간에 존재하지 않을 수 있다. First, general Kronecker product codebooks do not directly quantize a channel. The Kronecker product codebooks consider only the first dominant singular vector in the vertical domain and the first dominant singular vector in the horizontal domain. However, considering only the first dominant singular vectors may not be an efficient solution for constructing the CSI, since DFT beams may not be suitable to represent the first dominant singular vectors. Also, the second dominant DFT beams may not exist in the first dominant subspace in which general codebooks are searching.

다음으로, 일반적인 크로네커 곱 코드북들은 수직 영역 및 수평 영역을 조인트(joint)하게 검색하지 않는다. 즉, 일반적인 크로네커 곱 코드북들은 수직 영역 및 수평 영역에서 각각 코드워드를 별도로 선택한다. 이렇게, 수직 영역 및 수평 영역에서 별도의 코드워드를 검색하는 방식, 즉 수직 영역 및 수평 영역에서 별도로 빔을 검색하는 방식은 최적의 해결 방식이 아닐 확률이 높다. Next, general Kronecker product codebooks do not jointly search the vertical domain and the horizontal domain. That is, in general Kronecker product codebooks, each codeword is separately selected in a vertical domain and a horizontal domain. As such, the method of searching for separate codewords in the vertical and horizontal domains, that is, separately searching for beams in the vertical and horizontal domains, is highly unlikely to be an optimal solution.

마지막으로, 일반적인 크로네커 곱 코드북들을 지원하는 시스템에서는 다수 개의 빔들 사이에서의 위상 얼라인먼트(phase alignment)를 고려하지 않는다. 일 예로, 일반적인 크로네커 곱 코드북들은 하기 수학식 10에 나타낸 바와 같은 두 개의 빔들간의 중첩(superposition)을 고려한다.Finally, a system supporting general Kronecker product codebooks does not consider phase alignment between multiple beams. As an example, general Kronecker product codebooks consider superposition between two beams as shown in Equation 10 below.

Figure 112015118361268-pat00029
Figure 112015118361268-pat00029

상기 수학식 10에서, c v1는 첫 번째 코드워드 후보를 나타내며, c v2는 두 번째 코드워드 후보를 나타낸다. 상기에서 설명한 바와 같이 일반적인 크로네커 곱 코드북들을 지원하는 시스템에서는 다수 개의 빔들 사이에서의 위상 얼라인먼트를 고려하지 않기 때문에 두 개의 빔들의 위상들이 적절하게 정렬되지 않고, 따라서 두 개의 빔들은 그 성능이 저하되는 방식으로 결합될 수 있다.In Equation 10, c v1 denotes a first codeword candidate, and c v2 denotes a second codeword candidate. As described above, in a system supporting general Kronecker product codebooks, since phase alignment between a plurality of beams is not considered, the phases of the two beams are not properly aligned, and thus the performance of the two beams is deteriorated. can be combined in this way.

상기에서 설명한 바와 같이 일반적인 크로네커 곱 코드북들에 대한 빔 검색 방법은 바람직한 채널 양자화를 방해할 수 있다. 따라서, massive MIMO 통신 시스템에 대한 채널을 양자화하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 크로네커 곱 코드북들에 대한 새로운 빔 검색 방법들, 일 예로 크로네커 곱 모드 코드북에 대한 빔 검색 방법 및 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법을 제안한다.As described above, the beam search method for general Kronecker product codebooks may prevent desirable channel quantization. Therefore, in order to quantize a channel for a massive MIMO communication system, in an embodiment of the present invention, new beam search methods for Kronecker product codebooks, for example, a beam search method for Kronecker product mode codebook and Kronecker product We propose a beam search method for a double codebook.

첫 번째로, 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대해서 설명하기로 한다.First, a beam search method for the Kronecker product mono codebook will be described.

먼저, 본 발명의 일 실시예는 단일 톤(tone)의 블록 페이딩 채널 즉, 단일 주파수 서브캐리어(subcarrier) 채널을 고려하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 고려하는 안테나 구조에서 설명된 바와 같이, 채널 벡터 h는 두 개의 DFT 빔들의 결합에 의해 대략적으로 계산될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 빔 검색 방법은 수직 영역 및 수평 영역을 조인트하게 검색하여 두 개의 DFT 빔들을 선택하고, 상기 선택된 두 개의 DFT 빔들을 결합한다. 여기서, 조인트하게 빔을 검색할 경우 발생될 수 있는 코드워드 검색에 대한 복잡성을 감소시키기 위해, 본 발명의 일 실시예는 계층적 다중 라운드(hierarchical multi-round) 빔 검색 방식, 일 예로 제1라운드 빔 검색 프로세스와, 제2 라운드 빔 검색 프로세스 및 최종 코드워드 선택 프로세스를 포함하는 계층적 다중 라운드 빔 검색 방식을 사용한다.First, an embodiment of the present invention will consider a single tone block fading channel, that is, a single frequency subcarrier channel. As described in the antenna structure considered in the communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention, the channel vector h may be roughly calculated by combining two DFT beams. Accordingly, the beam search method proposed in an embodiment of the present invention selects two DFT beams by jointly searching the vertical and horizontal areas, and combines the selected two DFT beams. Here, in order to reduce the complexity of a codeword search that may be generated when a beam is jointly searched, an embodiment of the present invention provides a hierarchical multi-round beam search scheme, for example, the first round A hierarchical multi-round beam search scheme including a beam search process, a second round beam search process, and a final codeword selection process is used.

첫 번째로, 제1 라운드 빔 검색 프로세스에 대해서 설명하기로 한다.First, a first round beam search process will be described.

제1 라운드 빔 검색 프로세스에서, 사용자 단말기(user equipment: UE)는 채널에서 첫 번째 도미넌트 DFT 빔의 개략적(rough) 빔 방향을 검출한다. 여기서, 상기 첫 번째 도미넌트 DFT 빔 c 1은 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.In a first round beam search process, a user equipment (UE) detects a rough beam direction of a first dominant DFT beam in a channel. Here, the first dominant DFT beam c 1 may be expressed as in Equation 11 below.

Figure 112015118361268-pat00030
Figure 112015118361268-pat00030

상기 수학식 11에 나타낸 바와 같이 상기 첫 번째 도미넌트 DFT 빔 c 1은 DFT 벡터들, 즉 c v1c h1의 크로네커 곱이다. 여기서,

Figure 112015118361268-pat00031
은 블록 페이딩 MISO 채널 벡터이다. 이하, 설명의 편의상 채널 벡터의 서브캐리어 인덱스는 생략하기로 한다.As shown in Equation 11, the first dominant DFT beam c 1 is the Kronecker product of DFT vectors, ie, c v1 and c h1 . here,
Figure 112015118361268-pat00031
is the block fading MISO channel vector. Hereinafter, the subcarrier index of the channel vector will be omitted for convenience of description.

또한, 상기 수학식 11에서 c v1c h1는 하기 수학식 12와 같이 정의되는 크기

Figure 112015118361268-pat00032
의 DFT 코드북들이다.In addition, in Equation 11, c v1 and c h1 are sizes defined by Equation 12 below.
Figure 112015118361268-pat00032
of DFT codebooks.

Figure 112015118361268-pat00033
Figure 112015118361268-pat00033

여기서, 상기 제1 라운드 빔 검색 프로세스에서 선택된 DFT 빔 c 1 은 제2 라운드 빔 검색 프로세스에서 사용될 것이라는 것에 유의하여야만 한다.Here, it should be noted that the DFT beam c 1 selected in the first round beam search process will be used in the second round beam search process.

두 번째로, 제2 라운드 빔 검색 프로세스에 대해서 설명하기로 한다.Second, a second round beam search process will be described.

제2 라운드 빔 검색 프로세스에서, 사용자 단말기는 c 1을 기반으로 하여 두 개의 코드워드 후보들을 계산한다. 본 발명의 일 실시예에서, SCM 채널 환경에서 두 개의 시나리오들, 즉, 한 개의 도미넌트 빔이 고려되는 시나리오, 즉 제1 채널 시나리오 및 두 개의 도미넌트 빔들이 고려되는 시나리오, 즉 제2 채널 시나리오를 고려하기로 한다.In the second round beam search process, the user terminal calculates two codeword candidates based on c 1 . In an embodiment of the present invention, consider two scenarios in an SCM channel environment, that is, a scenario in which one dominant beam is considered, that is, a first channel scenario and a scenario in which two dominant beams are considered, that is, a second channel scenario. decide to do

먼저, 첫 번째 코드워드 후보는 채널에서 한 개의 도미넌트 빔을 가정하는 제1 채널 시나리오를 고려하여 계산된다. 첫 번째 도미넌트 빔 c 1 의 개략적 빔 방향은 상기 첫 번째 도미넌트 빔 의 인접 방향들을 검색하여 수정될 수 있다. 여기서, 첫 번째 코드워드 후보 c I 는 하기 수학식 13과 같이 결정될 수 있다.First, the first codeword candidate is calculated in consideration of the first channel scenario in which one dominant beam is assumed in the channel. The coarse beam direction of the first dominant beam c 1 may be modified by searching for adjacent directions of the first dominant beam c 1 . Here, the first codeword candidate c I may be determined as in Equation 13 below.

Figure 112015118361268-pat00034
Figure 112015118361268-pat00034

상기 수학식 13에서,

Figure 112015118361268-pat00035
는 수직 영역 및 수평 영역에서 쉬프팅(shifting) 각도들, 일 예로
Figure 112015118361268-pat00036
Figure 112015118361268-pat00037
를 각각 갖는 어레이 응답 벡터들의 크로네커 곱을 나타내고, Z2는 첫 번째 도미넌트 빔을 수정하기 위해 설계되는 크기
Figure 112015118361268-pat00038
의 코드북을 나타낸다. In Equation 13,
Figure 112015118361268-pat00035
is the shifting angles in the vertical region and the horizontal region, for example
Figure 112015118361268-pat00036
and
Figure 112015118361268-pat00037
denotes the Kronecker product of the array response vectors each having
Figure 112015118361268-pat00038
of the codebook.

상기 코드북 Z2는 하기 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.The codebook Z 2 can be expressed as in Equation 14 below.

Figure 112015118361268-pat00039
Figure 112015118361268-pat00039

여기서,

Figure 112015118361268-pat00040
를 사용하는 하다마드 곱(hadamard product) 공식은 수직 영역 및 수평 영역에서 각각
Figure 112015118361268-pat00041
Figure 112015118361268-pat00042
의 양만큼 첫 번째 빔 c 1 의 빔 방향들을 이동시킨다는 것에 유의하여야만 할 것이다.here,
Figure 112015118361268-pat00040
The Hadamard product formula using
Figure 112015118361268-pat00041
and
Figure 112015118361268-pat00042
It should be noted that it shifts the beam directions of the first beam c 1 by the amount of .

다음으로, 두 번째 코드워드 후보는 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 제2 채널 시나리오를 고려하여 계산된다. 본 발명의 일 실시예에서, FD-MIMO 방식을 지원하는 시스템은 두 번째 도미넌트 DFT 빔을 검출하고, 첫 번째 도미넌트 DFT 빔 c 1 과 조인트하게 결합한다. Next, the second codeword candidate is calculated in consideration of the second channel scenario assuming two dominant beams in the channel. In an embodiment of the present invention, a system supporting the FD-MIMO scheme detects the second dominant DFT beam and jointly combines it with the first dominant DFT beam c 1 .

상기 두 번째 코드워드 후보

Figure 112015118361268-pat00043
은 하기 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.the second codeword candidate
Figure 112015118361268-pat00043
can be expressed as in Equation 15 below.

Figure 112015118361268-pat00044
Figure 112015118361268-pat00044

상기 수학식 15에서, c v3c h3는 각각 크기

Figure 112015118361268-pat00045
의 DFT 코드북을 나타내고, Z 는 두 개의 빔들 간의 위상 정렬을 위한 크기
Figure 112015118361268-pat00046
의 코드북을 나타낸다. 여기서, 상기 코드북 Z 는 하기 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.In Equation 15, c v3 and c h3 are each a size
Figure 112015118361268-pat00045
represents the DFT codebook of , and Z is the size for phase alignment between two beams.
Figure 112015118361268-pat00046
of the codebook. Here, the codebook Z can be expressed as in Equation 16 below.

Figure 112015118361268-pat00047
Figure 112015118361268-pat00047

여기서, 상기 첫 번째 코드북 후보 및 두 번째 코드북 후보에 대한 피드백 오버헤드 간의 관계는

Figure 112015118361268-pat00048
와 같이 설정된다는 것에 유의하여야만 할 것이다.Here, the relationship between the feedback overhead for the first codebook candidate and the second codebook candidate is
Figure 112015118361268-pat00048
It should be noted that it is set as

세 번째로, 최종 코드워드 선택 프로세스에 대해서 설명하기로 한다. Third, the final codeword selection process will be described.

먼저, 최종 코드워드는 두 개의 코드워드 후보들, 즉, 첫 번째 코드워드 후보

Figure 112015118361268-pat00049
및 두 번째 코드워드 후보
Figure 112015118361268-pat00050
중 하나로 선택된다. 여기서, 상기 최종 코드워드는 하기 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.First, the final codeword consists of two codeword candidates, namely the first codeword candidate.
Figure 112015118361268-pat00049
and second codeword candidate
Figure 112015118361268-pat00050
one of them is selected Here, the final codeword can be expressed as in Equation 17 below.

Figure 112015118361268-pat00051
Figure 112015118361268-pat00051

두 번째로, 다수 개의 수신 안테나들에 대한 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대해서 설명하기로 한다.Second, a beam search method for a Kronecker product mono codebook for a plurality of receive antennas will be described.

먼저, 다수 개의 수신 안테나들에 대한 크로네커 곱 모드 코드북에 대한 빔 검색 방법을 설명하기 전에, 본 발명의 일 실시예에서는 수신 안테나들 각각에서 MISO 채널 벡터의 채널 특성에 대해서 분석한다. First, before describing a beam search method for a Kronecker product mode codebook for a plurality of receive antennas, in an embodiment of the present invention, channel characteristics of a MISO channel vector in each of the receive antennas are analyzed.

특히, 본 발명의 일 실시예에서는 도 4 및 도 5를 기반으로 수신 안테나들 각각에서의 MISO 채널 벡터들 간 상관 관계를 검출할 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. In particular, in an embodiment of the present invention, it is possible to detect a correlation between MISO channel vectors in each of the receiving antennas based on FIGS. 4 and 5 , which will be described in detail as follows.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴들의 스냅샷(snapshot)에 대해서 설명하기로 한다.First, a snapshot of beam patterns in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴들의 스냅샷을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a snapshot of beam patterns in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 Mv x Mh = 10 x 10 개의 송신 안테나들이 사용되고, Nv x Nh = 2 X 1 개의 수신 안테나들이 사용된다고 가정하기로 한다. 또한, 411은 상기 Nv x Nh = 2 x 1 개의 수신 안테나들 중 첫 번째 수신 안테나의 빔 패턴에 대한 스냅샷을 나타내고, 413은 Nv x Nh = 2 x 1 개의 수신 안테나들 중 두 번째 수신 안테나의 빔 패턴에 대한 스냅샷을 나타낸다.Referring to FIG. 4 , it is first assumed that M v x M h = 10 x 10 transmit antennas and N v x N h = 2 X 1 receive antennas are used in a communication system supporting the FD-MIMO scheme. do it with In addition, 411 indicates a snapshot of the beam pattern of the first reception antenna among the N v x N h = 2 x 1 reception antennas, and 413 indicates two of the N v x N h = 2 x 1 reception antennas. A snapshot of the beam pattern of the th reception antenna is shown.

도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴들의 스냅샷에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 수신 안테나에서 채널들간의 상관 관계에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 4, a snapshot of beam patterns in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention has been described. Next, with reference to FIG. 5, the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention. Correlation between channels in each receiving antenna in a communication system supporting .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 수신 안테나에서 채널들간의 상관 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a correlation between channels in each reception antenna in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 Mv x Mh = 10 x 10 개의 송신 안테나들이 사용되고, Nv x Nh = 2 x 1 개의 수신 안테나들이 사용된다고 가정하기로 한다. 또한, 도 5에서 가로축은 송신 안테나들의 개수, Mv x Mh를 나타내며, 세로축은 상관 계수를 나타낸다.Referring to FIG. 5 , it is first assumed that M v x M h = 10 x 10 transmit antennas and N v x N h = 2 x 1 receive antennas are used in a communication system supporting the FD-MIMO scheme. do it with In addition, in FIG. 5 , the horizontal axis indicates the number of transmit antennas, M v x M h , and the vertical axis indicates a correlation coefficient.

도 5에 도시된 바와 같이, 각 수신 안테나에서의 빔 방향은 높은 상관 관계를 가지지만, 정규화된 채널들은 상관 관계가 높지 않음을 알 수 있다. 여기서, 상관 채널 특성은 다수 개의 수신 안테나들을 지원하는 코드북들이 상기 계층적 다중 라운드 빔 검색 방식을 사용하는 것을 가능하게 한다.As shown in FIG. 5 , it can be seen that the beam direction in each receiving antenna has a high correlation, but the normalized channels do not have a high correlation. Here, the correlation channel characteristic enables codebooks supporting a plurality of receive antennas to use the hierarchical multi-round beam search scheme.

한편, 다수 개의 수신 안테나들을 사용하는 MIMO 시스템에서, 본 발명의 일 실시예는 수신기 측에서의 결합을 또한 고려할 필요가 있다.On the other hand, in a MIMO system using a plurality of receive antennas, an embodiment of the present invention also needs to consider combining at the receiver side.

여기서, 최적화 문제는 하기 수학식 18과 같이 표현될 수 있다.Here, the optimization problem can be expressed as Equation 18 below.

Figure 112015118361268-pat00052
Figure 112015118361268-pat00052

상기 수학식 18에서,

Figure 112015118361268-pat00053
는 선택된 결합 코드워트 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00054
는 선택된 빔포밍 코드워드 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00055
는 N개의 MISO 채널 벡터
Figure 112015118361268-pat00056
를 포함하는 블록 페이딩 MIMO 채널 행렬을 나타낸다.In Equation 18,
Figure 112015118361268-pat00053
denotes the selected joint codeword vector,
Figure 112015118361268-pat00054
represents the selected beamforming codeword vector,
Figure 112015118361268-pat00055
is a vector of N MISO channels
Figure 112015118361268-pat00056
It represents a block fading MIMO channel matrix including

본 발명의 일 실시예에서는, 유효 신호 대 잡음 비(signal to noise ratio: SNR, 이하 "SNR"라 칭하기로 한다)을 최대화하기 위해 최대 비 결합기(maximal ratio combiner)

Figure 112015118361268-pat00057
를 사용하기로 한다. 이때, 상기 최적화 문제는 하기 수학식 19와 같이 표현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a maximum ratio combiner is used to maximize an effective signal to noise ratio (SNR, hereinafter referred to as "SNR").
Figure 112015118361268-pat00057
decide to use In this case, the optimization problem may be expressed as Equation 19 below.

Figure 112015118361268-pat00058
Figure 112015118361268-pat00058

한편, 수신기 측에서의 결합기는 선택된 빔포밍 코드워드

Figure 112015118361268-pat00059
을 사용하여
Figure 112015118361268-pat00060
로 정의될 수 있음에 유의하여야만 한다. 마찬가지로, 빔포밍 코드워드
Figure 112015118361268-pat00061
는 최대화 문제에서의 메트릭(metric)을 제외하고, 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법에서 설명된 바와 같이 크로네커 곱 모노 코드북을 기반으로 선택된다.On the other hand, the combiner at the receiver side selects the beamforming codeword
Figure 112015118361268-pat00059
using
Figure 112015118361268-pat00060
It should be noted that it can be defined as Similarly, beamforming codewords
Figure 112015118361268-pat00061
, except for the metric in the maximization problem, is selected based on the Kronecker product mono codebook as described in the beam search method for the Kronecker product mono codebook.

세 번째로, 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대해서 설명하기로 한다.Third, a beam search method for the Kronecker product double codebook will be described.

본 발명의 일 실시예는 광대역에서 다수 개의 톤(tone)들, 즉, 서브 캐리어들을 지원하는 크로네커 곱 이중 코드북들을 제안한다. 크로네커 곱 이중 코드북들에 대한 빔 검색 방법을 설명하기 전에, 본 발명의 일 실시예는 먼저 광대역의 전체 범위를 정의하기로 한다. An embodiment of the present invention proposes Kronecker product duplex codebooks supporting a plurality of tones, ie, sub-carriers, in a wideband. Before describing a beam search method for Kronecker product duplex codebooks, an embodiment of the present invention first defines the entire range of a wideband.

먼저, C개의 톤들을 포함하는 광대역은

Figure 112015118361268-pat00062
와 같이 L개의 넓은 리소스 블록(resource block: RB, 이하 "RB"라 칭하기로 한다)들로 구분된다. 여기서, 넓은 RB는 하기 수학식 20과 같이 표현될 수 있다.First, a broadband containing C tones is
Figure 112015118361268-pat00062
It is divided into L wide resource blocks (resource blocks: RBs, hereinafter referred to as "RBs") as shown in FIG. Here, the wide RB may be expressed as in Equation 20 below.

Figure 112015118361268-pat00063
Figure 112015118361268-pat00063

상기 수학식 20에서, Hl은 C/L개의 톤들을 포함하는 l번째 넓은 RB를 나타낸다. In Equation 20, H 1 represents the l-th wide RB including C/L tones.

다음으로, 각각의 넓은 RB는

Figure 112015118361268-pat00064
와 같이R 개의 좁은 RB들로 구분된다. 여기서, 좁은 RB는 하기 수학식 21과 같이 표현될 수 있다.Next, each wide RB is
Figure 112015118361268-pat00064
It is divided into R narrow RBs as shown. Here, the narrow RB may be expressed as in Equation 21 below.

Figure 112015118361268-pat00065
Figure 112015118361268-pat00065

상기 수학식 21에서, Hl[r]은 l 번째 넓은 RB에서 C/(LR)개의 채널 톤들을 포함하는 r 번째 좁은 RB를 나타낸다. In Equation 21, H l [r] represents the r-th narrow RB including C/(LR) channel tones in the l-th wide RB.

본 발명의 일 실시예에서 각각의 넓은 RB는 광대역 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI, 이하 "PMI"라 칭하기로 한다)를 갖고, 각각의 좁은 RB는 협대역 PMI를 갖는다고 가정하기로 한다.In an embodiment of the present invention, it is assumed that each wide RB has a wideband precoding matrix indicator (PMI, hereinafter referred to as “PMI”), and each narrow RB has a narrowband PMI. do.

그러면 여기서 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 광대역에 대해서 설명하면 다음과 같다.Then, with reference to FIG. 6, the broadband in the communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 광대역을 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating a broadband in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, C개의 톤들을 포함하는 광대역은

Figure 112015118361268-pat00066
와 같이 L개의 넓은 RB들을 포함하고, 각각의 넓은 RB는
Figure 112015118361268-pat00067
와 같이 R개의 좁은 RB들을 포함한다.Referring to FIG. 6 , a broadband including C tones is
Figure 112015118361268-pat00066
Including L wide RBs, each wide RB is
Figure 112015118361268-pat00067
It includes R narrow RBs as

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 다수 개의 톤들의 채널 특성을 고려하기로 한다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, channel characteristics of a plurality of tones are considered.

먼저, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 톤의 빔 패턴들의 스냅샷에 대해서 설명하기로 한다.First, a snapshot of beam patterns of each tone in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 톤의 빔 패턴들의 스냅샷을 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a diagram schematically illustrating a snapshot of beam patterns of each tone in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 먼저 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 Mv x Mh = 10 x 10 개의 송신 안테나들이 사용되고, Nv x Nh = 2 x 1 개의 수신 안테나들이 사용된다고 가정하기로 한다. 또한, 711은 첫 번째 서브 캐리어의 빔 패턴에 대한 스냅샷을 나타내고, 713은 열 번째 서브 캐리어의 빔 패턴에 대한 스냅샷을 나타내고, 715는 37번째 서브 캐리어의 빔 패턴에 대한 스냅샷을 나타내고, 717은 46번째 서브 캐리어의 빔 패턴에 대한 스냅샷을 나타낸다.Referring to FIG. 7 , it is first assumed that M v x M h = 10 x 10 transmit antennas and N v x N h = 2 x 1 receive antennas are used in a communication system supporting the FD-MIMO scheme. do it with In addition, 711 indicates a snapshot for the beam pattern of the first subcarrier, 713 indicates a snapshot for the beam pattern of the tenth subcarrier, 715 indicates a snapshot for the beam pattern of the 37th subcarrier, 717 represents a snapshot of the beam pattern of the 46th subcarrier.

도 7에 도시되어 있는 바와 같이 각 서브캐리어에서의 빔 방향은 상관 관계가 높다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 7 , it can be seen that the beam direction in each subcarrier has a high correlation.

도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 톤의 빔 패턴들의 스냅샷에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 서브 채널에서 채널들간의 상관 관계에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 7, a snapshot of beam patterns of each tone in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention has been described. Next, with reference to FIG. 8, FD according to an embodiment of the present invention - Correlation between channels in each sub-channel in a communication system supporting the MIMO method will be described.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 각 서브 채널에서 채널들간의 상관 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.8 is a diagram schematically illustrating a correlation between channels in each subchannel in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저 상기 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서는 Mv x Mh = 10 x 10 개의 송신 안테나들이 사용되고, Nv x Nh = 2 x 1 개의 수신 안테나들이 사용되고, 톤들의 개수 C는 300 (C = 300)이라고 가정하기로 한다. 또한, 도 8에서 가로축은 송신 안테나들의 개수, Mv x Mh를 나타내며, 세로축은 상관 계수를 나타낸다.Referring to FIG. 8, first, in a communication system supporting the FD-MIMO scheme, M v x M h = 10 x 10 transmit antennas are used, N v x N h = 2 x 1 receive antennas are used, and It is assumed that the number C is 300 (C = 300). In addition, in FIG. 8 , the horizontal axis represents the number of transmit antennas, M v It represents x M h , and the vertical axis represents the correlation coefficient.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 서브캐리어에서의 DFT 빔 방향들은 상관 관계가 높지만, 정규화된 채널들은 상관 관계가 높지 않음을 알 수 있다. As shown in FIG. 8 , it can be seen that the DFT beam directions in each subcarrier are highly correlated, but the normalized channels are not highly correlated.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 전체 피드백 오버헤드를 감소시키기 위해 넓은 RB들에 대한 개략적 빔 방향들과 같은 일부 상관 정보를 공유하는 이중 코드북들을 제안한다.Accordingly, an embodiment of the present invention proposes dual codebooks sharing some correlation information, such as coarse beam directions for wide RBs, in order to reduce the overall feedback overhead.

그러면 여기서 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대해서 구체적으로 설명하기로 하며, 상기 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법은 넓은 RB들에 대한 제1 라운드 빔 검색 프로세스와, 좁은 RB들에 대한 제2 라운드 빔 검색 프로세스와, 최종 코드워드 선택 프로세스를 포함한다. 첫 번째로, 넓은 RB들에 대한 제1 라운드 빔 검색 프로세스에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, the beam search method for the Kronecker product double codebook proposed in an embodiment of the present invention will be described in detail. The beam search method for the Kronecker product double codebook is a first round method for wide RBs. It includes a beam search process, a second round beam search process for narrow RBs, and a final codeword selection process. First, a first round beam search process for wide RBs will be described.

먼저, 넓은 RB들에 대한 제1 라운드 빔 검색 프로세스에서, 사용자 단말기는 넓은 RB들에 대한 개략적 빔 방향들을 검출한다. 여기서, 제한된 양의 피드백 오버헤드를 고려하여, FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템은 상기 넓은 RB들에 대한 제1 라운드 빔 검색 프로세스에서 각각의 넓은 RB에 대해 두 개의 빔들만을 검출한다.First, in a first round beam search process for wide RBs, a user terminal detects coarse beam directions for wide RBs. Here, in consideration of a limited amount of feedback overhead, a communication system supporting the FD-MIMO scheme detects only two beams for each wide RB in the first round beam search process for the wide RBs.

l 번째 넓은 RB에 대한 첫 번째 도미넌트 DFT 빔

Figure 112015118361268-pat00068
은 하기 수학식 22와 같이 나타낼 수 있다.1st dominant DFT beam for lth wide RB
Figure 112015118361268-pat00068
can be expressed as in Equation 22 below.

Figure 112015118361268-pat00069
Figure 112015118361268-pat00069

상기 수학식 22에서, H l 은 C/L개의 채널 톤을 포함하는 l 번째 넓은 RB에 대한 채널 행렬을 나타내고, CvW1 및 ChW1은 각각 크기

Figure 112015118361268-pat00070
의 DFT 코드북을 나타낸다. 여기서, CvW1는 수직 영역에서 크기
Figure 112015118361268-pat00071
의 DFT 코드북을 나타내고, ChW1는 수평 영역에서 크기
Figure 112015118361268-pat00072
의 DFT 코드북을 나타낸다.In Equation 22 , H 1 represents a channel matrix for the l-th wide RB including C/L channel tones, and C vW1 and C hW1 have sizes, respectively.
Figure 112015118361268-pat00070
represents the DFT codebook of . where C vW1 is the magnitude in the vertical domain
Figure 112015118361268-pat00071
denotes the DFT codebook of , and C hW1 is the size in the horizontal domain.
Figure 112015118361268-pat00072
represents the DFT codebook of .

다음으로, 두 번째 도미넌트 DFT 빔

Figure 112015118361268-pat00073
은 하기 수학식 23과 같이 나타낼 수 있다.Next, the second dominant DFT beam
Figure 112015118361268-pat00073
can be expressed as in Equation 23 below.

Figure 112015118361268-pat00074
Figure 112015118361268-pat00074

수학식 23에서, CvW2 및 ChW2는 각각 크기

Figure 112015118361268-pat00075
의 DFT 코드북을 나타낸다. 여기서, CvW2는 수직 영역에서 크기
Figure 112015118361268-pat00076
의 DFT 코드북을 나타내고, 는ChW2 수평 영역에서 크기
Figure 112015118361268-pat00077
의 DFT 코드북을 나타낸다. 여기서, 두 개의 선택된 빔들은 다음 프로세스, 즉 좁은 RB들에 대한 제2 라운드 빔 검색 프로세스에서 최종 코드워드를 선택하기 위해 좁은 RB들 사이에서 공유될 것이다. 여기서, 넓은 RB들에 대한 두 개의 개략적 빔들의 집합은 광대역 PMI로 간주될 수 있음에 유의하여야만 한다.In Equation 23, C vW2 and C hW2 are each a size
Figure 112015118361268-pat00075
represents the DFT codebook of . where C vW2 is the magnitude in the vertical domain
Figure 112015118361268-pat00076
denotes the DFT codebook of , and C hW2 magnitude in the horizontal domain.
Figure 112015118361268-pat00077
represents the DFT codebook of . Here, the two selected beams will be shared among the narrow RBs to select the last codeword in the next process, that is, the second round beam search process for the narrow RBs. Here, it should be noted that the aggregation of two coarse beams for wide RBs can be regarded as a wideband PMI.

두 번째로, 좁은 RB들에 대한 제2 라운드 빔 검색 프로세스에 대해서 설명하기로 한다.Second, a second round beam search process for narrow RBs will be described.

먼저, 좁은 RB들에 대한 제2 라운드 빔 검색 프로세스에서, 사용자 단말기는 넓은 RB들에 대해 검출된

Figure 112015118361268-pat00078
Figure 112015118361268-pat00079
을 기반으로 하여 각각의 좁은 RB에 대한 두 개의 코드워드 후보들을 계산한다. First, in the second round beam search process for narrow RBs, the user terminal detects the detected wide RBs for wide RBs.
Figure 112015118361268-pat00078
and
Figure 112015118361268-pat00079
Two codeword candidates for each narrow RB are calculated based on .

본 발명의 일 실시예에서는 SCM 채널 환경에서 두 개의 시나리오들 즉, 한 개의 도미넌트 빔이 사용되는 시나리오 및 두 개의 도미넌트 빔들이 사용되는 시나리오를 고려하기로 한다.In an embodiment of the present invention, two scenarios will be considered in an SCM channel environment, that is, a scenario in which one dominant beam is used and a scenario in which two dominant beams are used.

첫 번째 코드워드 후보는 한 개의 빔이 사용되는 시나리오를 고려하여 계산된다. 여기서, 넓은 RB들에 대해 정의되는 첫 번째 빔

Figure 112015118361268-pat00080
은 하기 수학식 24와 같이 표현될 수 있다.The first codeword candidate is calculated considering a scenario in which one beam is used. Here, the first beam defined for wide RBs
Figure 112015118361268-pat00080
can be expressed as in Equation 24 below.

Figure 112015118361268-pat00081
Figure 112015118361268-pat00081

상기 수학식 24에서,

Figure 112015118361268-pat00082
는 l 번째 넓은 RB에서의 r 번째 좁은 RB에 대한 채널 행렬을 나타내고, ZN1은 첫 번째 빔을 수정하기 위해 설계되는 크기
Figure 112015118361268-pat00083
의 코드북을 나타낸다. 여기서, 상기 크기
Figure 112015118361268-pat00084
의 코드북 ZN1 은 하기 수학식 25와 같이 표현될 수 있다.In Equation 24 above,
Figure 112015118361268-pat00082
denotes the channel matrix for the r-th narrow RB in the l-th wide RB, and Z N1 is the size designed to modify the first beam.
Figure 112015118361268-pat00083
of the codebook. Here, the size
Figure 112015118361268-pat00084
The codebook Z N1 of can be expressed as Equation 25 below.

Figure 112015118361268-pat00085
Figure 112015118361268-pat00085

두 번째 코드워드 후보는 두 개의 빔들이 사용되는 시나리오를 고려하여 계산된다. 첫 번째 빔

Figure 112015118361268-pat00086
이 수정된 후, 두 번째 빔
Figure 112015118361268-pat00087
과 조인트하게 결합된다. 따라서, 상기 두 번째 코드워드 후보는 하기 수학식 26과 같이 표현될 수 있다.The second codeword candidate is calculated considering a scenario in which two beams are used. first beam
Figure 112015118361268-pat00086
After this fix, the second beam
Figure 112015118361268-pat00087
is jointly coupled with Accordingly, the second codeword candidate may be expressed as in Equation 26 below.

Figure 112015118361268-pat00088
Figure 112015118361268-pat00088

상기 수학식 26에서, Z는 두 개의 빔들의 위상들을 정렬하기 위해 설계되는 크기

Figure 112015118361268-pat00089
의 코드북을 나타낸다. 상기 크기
Figure 112015118361268-pat00090
의 코드북 Z는 하기 수학식 27과 같이 표현될 수 있다.In Equation 26, Z is the magnitude designed to align the phases of the two beams.
Figure 112015118361268-pat00089
of the codebook. the above size
Figure 112015118361268-pat00090
The codebook Z of can be expressed as Equation 27 below.

Figure 112015118361268-pat00091
Figure 112015118361268-pat00091

상기 첫 번째 코드워드 후보 및 두 번째 코드워드 후보에 대한 피드백 코드워드들 간의 관계는

Figure 112015118361268-pat00092
와 같이 설정됨에 유의하여야만 할 것이다.The relationship between the feedback codewords for the first codeword candidate and the second codeword candidate is
Figure 112015118361268-pat00092
It should be noted that it is set as

세 번째로, 최종 코드워드 선택 프로세스에 대해서 설명하기로 한다. Third, the final codeword selection process will be described.

먼저, 최종 코드워드는 두 개의 코드워드 후보들, 즉 첫 번째 코드워드 후보

Figure 112015118361268-pat00093
및 두 번째 코드워드 후보
Figure 112015118361268-pat00094
중 하나로 선택된다. 여기서, 각각의 좁은 RB에 대한 최종 코드워드는 하기 수학식 28과 같이 표현될 수 있다.First, the final codeword consists of two codeword candidates, namely the first codeword candidate.
Figure 112015118361268-pat00093
and second codeword candidate
Figure 112015118361268-pat00094
one of them is selected Here, the final codeword for each narrow RB may be expressed as in Equation 28 below.

Figure 112015118361268-pat00095
Figure 112015118361268-pat00095

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 하는 빔포밍 동작에 대한 성능에 대해서 살펴보기로 한다.Next, the performance of the beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in the communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 한 개의 톤에 대한 본 발명의 일 실시예에 따른 크로네커 곱 모노 코드북의 성능에 대해서 설명하면 다음과 같다.먼저, 본 발명의 일 실시예에서는 하기 수학식 29에 나타낸 바와 같은 성능 메트릭, 즉 정규화된 빔 포밍 이득을 고려하기로 한다.First, the performance of the Kronecker product mono codebook according to an embodiment of the present invention with respect to one tone will be described as follows. First, in an embodiment of the present invention, a performance metric as shown in Equation 29 below, That is, a normalized beamforming gain is considered.

Figure 112015118361268-pat00096
Figure 112015118361268-pat00096

상기 수학식 29에서,

Figure 112015118361268-pat00097
는 선택된 결합 빔 포밍 코드워드 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00098
는 선택된 빔포밍 코드워드 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00099
은 블록 페이딩 MIMO 채널 행렬을 나타낸다. In Equation 29,
Figure 112015118361268-pat00097
denotes the selected combined beamforming codeword vector,
Figure 112015118361268-pat00098
represents the selected beamforming codeword vector,
Figure 112015118361268-pat00099
denotes a block fading MIMO channel matrix.

MISO 방식이 사용될 경우, 정규화된 빔포밍 이득은 하기 수학식 30과 같이 표현될 수 있다.When the MISO method is used, the normalized beamforming gain may be expressed as Equation 30 below.

Figure 112015118361268-pat00100
Figure 112015118361268-pat00100

상기 수학식 30에서,

Figure 112015118361268-pat00101
은 블록 페이딩 MISO 채널 벡터를 나타낸다.In Equation 30,
Figure 112015118361268-pat00101
denotes a block fading MISO channel vector.

한편, 수치 결과들은 3,000개의 독립적인 3D SCM 채널 실현에 의한 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션으로부터 평균화될 수 있다. On the other hand, the numerical results can be averaged from the Monte Carlo simulation by realizing 3,000 independent 3D SCM channels.

상기 표 1에서 설명한 바와 같은 3D SCM 시뮬레이션 파라미터들이 4X4(=16)개에서 20X20(=400)개로 변경되는 송신 안테나들의 개수 및 1X1(=1)개에서 2X2(=4)개로 변경되는 송신 안테나들의 개수를 제외하고 동일하게 상기 몬테 카를로 시뮬레이션에 사용된다. The number of transmit antennas in which the 3D SCM simulation parameters as described in Table 1 are changed from 4X4 (=16) to 20X20 (=400) and 1X1 (=1) to 2X2 (=4) transmit antennas The same except for the number is used in the Monte Carlo simulation.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 제안된 크로네커 곱 모노 코드북들에 대한 피드백 오버헤드 방식들은 하기 표 2과 같이 표현될 수 있다. In addition, feedback overhead schemes for the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention may be expressed as shown in Table 2 below.

먼저, 최종 피드백 오버헤드 방식들은 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 제1 라운드 빔 검색 프로세스에 대한 방식과 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 제2 라운드 빔 검색 프로세스와, 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 최종 코드워드 선택 프로세스에 대한 결합임에 유의하여야만 한다.First, the final feedback overhead methods are the first round beam search method included in the beam search method for the Kronecker product mono codebook and the second round beam search process included in the beam search method for the Kronecker product mono codebook. It should be noted that the beam search method for the Kronecker product mono codebook is a combination of the final codeword selection process included.

Figure 112015118361268-pat00102
Figure 112015118361268-pat00102

상기 표 2에 나타낸 바와 같이 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대한 피드백 오버헤드는 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 제1 라운드 빔 검색 프로세스에 대한 피드백 오버헤드와, 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 제2 라운드 빔 검색 프로세스에 대한 피드백 오버헤드와, 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 최종 코드워드 선택 프로세스에 대한 피드백 오버헤드의 결합임을 알 수 있다.As shown in Table 2 above, the feedback overhead for the beam search method for the Kronecker product mono codebook includes the feedback overhead for the first round beam search process included in the beam search method for the Kronecker product mono codebook, and Krone Combination of the feedback overhead for the second round beam search process included in the beam search method for the Kerr product mono codebook and the feedback overhead for the final codeword selection process included in the beam search method for the Kronecker product mono codebook it can be seen that

다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.Next, an example of a normalized beamforming gain for the Kronecker product mono codebook when the MISO method is used in the communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.9 is a diagram schematically illustrating an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook when the MISO method is used in a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 먼저 "M-i: BM=23 bits"와, "M-ii: BM=21 bits"와, "M-iii: BM=19 bits"로 도시되어 있는 그래프(graph)들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타내며, “Enhanced KP: BM=24 bits"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서의 첫 번째 도미넌트 특이 벡터 및 수평 영역에서의 첫 번째 도미너트 특이 벡터만을 고려하고, 채널에 존재하는 두 개의 빔들을 양자화하는 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타내고, "KP codebook: BM=24 bits"로 도시되어 있는 그래프는 일반적인 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타낸다. 이하, 설명의 편의상 수직 영역에서의 첫 번째 도미넌트 특이 벡터 및 수평 영역에서의 첫 번째 도미너트 특이 벡터만을 고려하고, 채널에 존재하는 두 개의 빔들을 양자화하는 크로네커 곱 코드북을 "향상된 크로네커 곱 코드북"이라 칭하기로 한다.Referring to FIG. 9, first, "Mi: B M =23 bits", "M-ii: B M =21 bits", and "M-iii: B M =19 bits" are graphs shown. Each of these represents the normalized beamforming gain of the Kronecker product mono codebook proposed in an embodiment of the present invention, and the graph shown as “Enhanced KP: B M =24 bits” is the first dominant singularity in the vertical domain. It considers only the vector and the first dominant singular vector in the horizontal domain, and represents the normalized beamforming gain of the Kronecker product codebook that quantizes the two beams present in the channel, as "KP codebook: B M =24 bits" The graph shown shows the normalized beamforming gain of a general Kronecker product codebook. Hereinafter, for convenience of description, only the first dominant singular vector in the vertical domain and the first dominant singular vector in the horizontal domain are considered, and A Kronecker product codebook that quantizes the existing two beams will be referred to as an "enhanced Kronecker product codebook".

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안된 코드북은 수직 영역 및 수평 영역을 조인트하게 검색하면서 채널을 직접 양자화하는 반면, 향상된 크로네커 곱 코드북과 일반적인 크로네커 곱 코드북은 수직 영역에서의 첫 번째 도미넌트 특이 벡터 및 수평 영역에서의 첫 번째 도미넌트 특이 벡터만을 고려한다. On the other hand, the codebook proposed in an embodiment of the present invention directly quantizes the channel while jointly searching the vertical domain and the horizontal domain, whereas the enhanced Kronecker product codebook and the general Kronecker product codebook have the first dominant singularity in the vertical domain. Only the first dominant singular vector in the vector and horizontal domain is considered.

또한 일반적인 크로네커 곱 코드북은 채널에 존재하는 단 하나의 빔만을 양자화 하고, 향상된 크로네커 곱 코드북은 두 개의 빔들을 양자화 하지만, 다수 개의 빔들 사이에서의 위상 얼라인먼트를 고려하지 않기 때문에 두 개의 빔들의 위상들이 적절하게 정렬되지 않고, 따라서 두 개의 빔들은 그 성능이 저하되는 방식으로 결합될 수 있다. 이에 비해 본 발명의 일 실시예에서 제안되는 코드북에서는 위상을 정렬시키는 방식을 기반으로 두 개의 빔들을 결합될 수 있다.In addition, the general Kronecker product codebook quantizes only one beam existing in a channel, and the enhanced Kronecker product codebook quantizes two beams, but does not consider phase alignment between multiple beams, so the phases of the two beams are not considered. are not properly aligned, so the two beams can be combined in a way that degrades their performance. In contrast, in the codebook proposed in an embodiment of the present invention, two beams may be combined based on a method of aligning phases.

특히, 도 9에 도시되어 있는 성능 그래프들은 상기 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용되고, dV = 0.8λ이고, dh = 0.5λ일 경우의 성능 그래프들을 나타낸다.In particular, the performance graphs shown in FIG. 9 use the MISO method in the communication system, and d V = 0.8λ, and performance graphs for d h = 0.5λ are shown.

또한, 도 9에서 세로축은 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내고, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타낸다.Also, in FIG. 9 , the vertical axis represents the normalized beamforming gain, and the horizontal axis represents the number of transmit antennas.

도 9에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들의 정규화된 빔포밍 이득들은 일반적인 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득과, 향상된 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득에 비해 그 성능이 우수함을 알 수 있다.As shown in FIG. 9 , the normalized beamforming gains of the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention are the normalized beamforming gain of the general Kronecker product codebook and the normalized Kronecker product codebook of the improved Kronecker product codebook. It can be seen that the performance is excellent compared to the beamforming gain.

또한, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들에 대한 전체 피드백 오버헤드가 일반적인 크로네커 곱 코드북의 전체 피드백 오버헤드 및 향상된 크로네커 곱 코드북의 전체 피드백 오버헤드 보다 작음을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9 , the total feedback overhead for the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention is the total feedback overhead of the general Kronecker product codebook and the total feedback overhead of the enhanced Kronecker product codebook. It can be seen that the feedback overhead is smaller.

도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 9, an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook when the MISO method is used in a communication system according to an embodiment of the present invention has been described. Next, with reference to FIG. 10, the present invention Another example of the normalized beamforming gain for the Kronecker product mono codebook when the MISO method is used in the communication system according to an embodiment will be described.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.10 is a diagram schematically illustrating another example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook when the MISO method is used in a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 먼저 "M-i: BM=23 bits"와, "M-ii: BM=21 bits"와, "M-iii: BM=19 bits"로 도시되어 있는 그래프들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타내며, “Enhanced KP: BM=24 bits"로 도시되어 있는 그래프는 향상된 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타내고, "KP codebook: BM=24 bits"로 도시되어 있는 그래프는 일반적인 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타낸다.Referring to FIG. 10, first, each of the graphs shown as "Mi: B M =23 bits", "M-ii: B M =21 bits", and "M-iii: B M =19 bits" is It represents the normalized beamforming gain of the Kronecker product mono codebook proposed in an embodiment of the present invention, and the graph shown as “Enhanced KP: B M =24 bits” is the normalized beamforming gain of the enhanced Kronecker product codebook. , and a graph shown as “KP codebook: B M =24 bits” shows the normalized beamforming gain of a general Kronecker product codebook.

특히, 도 10에 도시되어 있는 성능 그래프들은 상기 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용되고, dV = 1.6λ이고, dh = 1.0λ일 경우의 성능 그래프들을 나타낸다.In particular, the performance graphs shown in FIG. 10 represent performance graphs when the MISO method is used in the communication system, d V = 1.6λ, and d h = 1.0λ.

또한, 도 10에서 세로축은 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내고, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타낸다.Also, in FIG. 10 , the vertical axis represents the normalized beamforming gain, and the horizontal axis represents the number of transmit antennas.

도 10에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들의 정규화된 빔포밍 이득들은 일반적인 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득과, 향상된 크로네커 곱 코드북의 정규화된 빔포밍 이득에 비해 그 성능이 우수함을 알 수 있다.As shown in FIG. 10 , the normalized beamforming gains of the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention are the normalized beamforming gain of the general Kronecker product codebook and the normalized Kronecker product codebook of the improved Kronecker product codebook. It can be seen that the performance is excellent compared to the beamforming gain.

또한, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들에 대한 전체 피드백 오버헤드가 일반적인 크로네커 곱 코드북의 전체 피드백 오버헤드 및 향상된 크로네커 곱 코드북의 전체 피드백 오버헤드 보다 작음을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 10, the total feedback overhead for the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention is the total feedback overhead of the general Kronecker product codebook and the total feedback overhead of the enhanced Kronecker product codebook. It can be seen that the feedback overhead is smaller.

도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MISO 방식이 사용될 경우의 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 10, another example of the normalized beamforming gain for the Kronecker product mono codebook when the MISO method is used in the communication system according to an embodiment of the present invention has been described. Next, with reference to FIG. 11, the present invention An example of a beamforming gain normalized with respect to the number of reception antennas when a MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment will be described.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.11 is a diagram schematically illustrating an example of a beamforming gain normalized with respect to the number of reception antennas when a MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 먼저 "M-iii: Nv x Nh = 2 x 2"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용되고, 수평 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내며, "M-iii: Nv x Nh = 1 x 2"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용되고, 수평 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내며, "M-iii: Nv x Nh = 2 x 1"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용되고, 수평 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내며, "M-iii: Nv x Nh = 1 x 1"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용되고, 수평 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타낸다.Referring to FIG. 11 , first, a graph shown as “M-iii: N v x N h = 2 x 2” is normalized when two receive antennas are used in a vertical region and two receive antennas are used in a horizontal region. Normalization when one receive antenna is used in the vertical domain and two receive antennas are used in the horizontal domain, the graph shown as "M-iii: N v x N h = 1 x 2" represents the obtained beamforming gain, "M-iii: N v x N h = 2 x 1" represents the normalized beamforming gain when two receive antennas are used in the vertical domain and one receive antenna is used in the horizontal domain, "M-iii: N v x N h = 1 x 1" represents a normalized beamforming gain when one receive antenna is used in the vertical region and one receive antenna is used in the horizontal region.

특히, 도 11에 도시되어 있는 성능 그래프들은 상기 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용되고, dV = 0.8λ이고, dh = 0.5λ일 경우의 성능 그래프들을 나타낸다.In particular, the performance graphs shown in FIG. 11 show performance graphs when the MIMO scheme is used in the communication system, d V = 0.8λ, and d h = 0.5λ.

또한, 도 11에서 세로축은 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내고, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타낸다.In addition, in FIG. 11 , the vertical axis represents the normalized beamforming gain, and the horizontal axis represents the number of transmit antennas.

도 11에 도시되어 있는 바와 같이 MIMO 방식이 사용될 경우 수신 안테나들의 개수가 증가될 수록 수신 안테나들에 대한 정규화된 빔 포밍 이득이 증가됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 11 , when the MIMO scheme is used, it can be seen that the normalized beamforming gain for the receive antennas increases as the number of receive antennas increases.

도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 11, an example of a beamforming gain normalized with respect to the number of reception antennas when the MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention has been described. Next, with reference to FIG. 12, an example of the present invention Another example of a beamforming gain normalized with respect to the number of reception antennas when a MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment will be described.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용될 경우의 수신 안테나들의 개수에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.12 is a diagram schematically illustrating another example of a beamforming gain normalized with respect to the number of receive antennas when a MIMO scheme is used in a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 먼저 "M-iii: Nv x Nh = 2 x 2"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용되고, 수평 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내며, "M-iii: Nv x Nh = 1 x 2"로 도시되어 있는 그래프는 수직 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용되고, 수평 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내며, "M-iii: Nv x Nh = 2 x 1"로 도시되어 있는 수직 영역에서 2개의 수신 안테나들이 사용되고, 수평 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내며, "M-iii: Nv x Nh = 1 x 1"로 도시되어 있는 수직 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용되고, 수평 영역에서 1개의 수신 안테나가 사용될 경우의 정규화된 빔 포밍 이득을 나타낸다.Referring to FIG. 12 , the graph shown as “M-iii: N v x N h = 2 x 2” is normalized when two receive antennas are used in a vertical region and two receive antennas are used in a horizontal region. represents the obtained beamforming gain, "M-iii: N v The graph shown as x N h = 1 x 2" represents the normalized beamforming gain when one receive antenna is used in the vertical domain and two receive antennas are used in the horizontal domain, "M-iii: N v It represents the normalized beamforming gain when two receive antennas are used in the vertical region and one receive antenna is used in the horizontal region, which is shown as x N h = 2 x 1", "M-iii: N v x N It represents a normalized beamforming gain when one receive antenna is used in a vertical region and one receive antenna is used in a horizontal region, shown as h = 1 x 1".

특히, 도 12에 도시되어 있는 성능 그래프들은 상기 통신 시스템에서 MIMO 방식이 사용되고, dV = 1.6λ이고, dh = 1.0λ일 경우의 성능 그래프들을 나타낸다.In particular, the performance graphs shown in FIG. 12 show performance graphs when the MIMO scheme is used in the communication system, d V = 1.6λ, and d h = 1.0λ.

또한, 도 12에서 세로축은 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내고, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타낸다.In addition, in FIG. 12 , the vertical axis represents the normalized beamforming gain, and the horizontal axis represents the number of transmit antennas.

도 12에 도시되어 있는 바와 같이 MIMO 방식이 사용될 경우 수신 안테나들의 개수가 증가될 수록 수신 안테나들에 대한 정규화된 빔 포밍 이득이 증가됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 12 , when the MIMO scheme is used, it can be seen that the normalized beamforming gain for the receive antennas increases as the number of receive antennas increases.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 하는 빔포밍 동작에 대한 성능에 대해서 살펴보기로 한다.Next, the performance of the beamforming operation based on the Kronecker product double codebook in the communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 본 발명의 일 실시예에서는 하기 수학식 31에 나타낸 바와 같은 성능 메트릭, 즉 정규화된 빔 포밍 이득을 고려하기로 한다.First, in an embodiment of the present invention, a performance metric as shown in Equation 31 below, that is, a normalized beamforming gain will be considered.

Figure 112015118361268-pat00103
Figure 112015118361268-pat00103

상기 수학식 31에서,

Figure 112015118361268-pat00104
은 c 번째 주파수 톤에 대한 MISO 채널 벡터를 나타내고,
Figure 112015118361268-pat00105
은 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 최종 코드워드 선택 프로세스에서의 각각의 좁은 RB에 대해 설계되는 선택된 빔포밍 코드워드 벡터를 나타낸다. In Equation 31 above,
Figure 112015118361268-pat00104
denotes the MISO channel vector for the c-th frequency tone,
Figure 112015118361268-pat00105
denotes the selected beamforming codeword vector designed for each narrow RB in the final codeword selection process that the beam search method for the Kronecker product double codebook includes.

본 발명의 일 실시예에서는 시뮬레이션들을 위해 C = 600개의 채널 톤들을 고려한다는 것에 유의하여야만 할 것이다. It should be noted that one embodiment of the present invention considers C = 600 channel tones for simulations.

본 발명의 일 실시예에서 제안된 크로네커 곱 이중 코드북들에 대한 피드백 오버헤드 방식들은 하기 표3와 같이 요약될 수 있다.The feedback overhead schemes for the Kronecker product double codebooks proposed in an embodiment of the present invention can be summarized as shown in Table 3 below.

Figure 112015118361268-pat00106
Figure 112015118361268-pat00106

상기 표 3에 나타낸 바와 같이 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대한 피드백 오버헤드는 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 넓은 RB들에 대한 제1 라운드 빔 검색 프로세스에 대한 피드백 오버헤드와, 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 좁은 RB들에 대한 제2 라운드 빔 검색 프로세스에 대한 피드백 오버헤드와, 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법이 포함하는 최종 코드워드 선택 프로세스에 대한 피드백 오버헤드의 결합임을 알 수 있다.As shown in Table 3 above, the feedback overhead for the beam search method for the Kronecker product double codebook is the feedback for the first round beam search process for wide RBs included in the beam search method for the Kronecker product double codebook. The overhead, the feedback overhead for the second round beam search process for narrow RBs included in the beam search method for the Kronecker product double codebook, and the final code included in the beam search method for the Kronecker product double codebook It can be seen that this is a combination of the feedback overhead for the word selection process.

한편, 크로네커 곱 단일 코드북과 이중 코드북에 대한 빔 검색 방법에 대한 시뮬레이션 방식은 하기 표 4에 나타낸 바와 같다.Meanwhile, a simulation method for a beam search method for a Kronecker product single codebook and a double codebook is shown in Table 4 below.

Figure 112015118361268-pat00107
Figure 112015118361268-pat00107

상기 표 4에서 방식 D1의 LTE 방식이 사용될 경우 처음 8개의 좁은 RB들은 72개의 톤들을 포함하고, 9 번째 좁은 RB는 24개의 톤들을 포함한다는 것에 유의하여야만 할 것이다.In Table 4, it should be noted that when the LTE scheme of scheme D1 is used, the first 8 narrow RBs include 72 tones, and the ninth narrow RB includes 24 tones.

다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.Next, an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13 . do it with

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.13 is a diagram schematically illustrating an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 먼저 "D1-I: BD=83 bits"와, "D2-I: BD=102 bits"와, "D3-I: BD=136 bits"와, "D1-II: BD=65 bits"와, "D2-II: BD=90 bits"와, "D3-II: BD=120 bits"로 도시되어 있는 그래프들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 이중 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타내며, "M1-iii: BM=19 bits"와, "M2-iii: BM=152 bits"와, "M3-iii: BM=380 bits"로 도시되어 있는 그래프들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타낸다.13, first, "D1-I: B D =83 bits", "D2-I: B D =102 bits", "D3-I: B D =136 bits", and "D1-II : B D =65 bits", "D2-II: B D =90 bits", and "D3-II: B D = 120 bits" are each of the graphs proposed in an embodiment of the present invention. Represents the normalized beamforming gain of the Kronecker product double codebook, "M1-iii: B M =19 bits", "M2-iii: B M =152 bits", and "M3-iii: B M =380 bits" Each of the graphs shown as " represents a normalized beamforming gain of the Kronecker product mono codebook proposed in an embodiment of the present invention.

특히, 도 13에 도시되어 있는 성능 그래프들은 상기 통신 시스템에서 dV = 0.8λ이고, dh = 0.5λ일 경우의 성능 그래프들을 나타낸다.In particular, the performance graphs shown in FIG. 13 show that d V in the communication system = 0.8λ, and performance graphs for d h = 0.5λ are shown.

또한, 도 13에서 세로축은 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내고, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타낸다.Also, in FIG. 13 , the vertical axis represents the normalized beamforming gain, and the horizontal axis represents the number of transmit antennas.

도 13에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 이중 코드북들의 정규화된 빔포밍 이득들은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들의 정규화된 빔포밍 이득들 보다 우수함을 알 수 있다. As shown in FIG. 13 , the normalized beamforming gains of the Kronecker product double codebooks proposed in an embodiment of the present invention are normalized beamforming gains of the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention. It can be seen that the better

특히, 본 발명의 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들은 좁은 RB들 사이에서 광대역 PMI를 공유함으로써 전체 피드백 오버헤드를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.In particular, it can be seen that the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention can reduce overall feedback overhead by sharing a wideband PMI among narrow RBs.

도 13에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 13, an example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention has been described. Another example of the normalized beamforming gain for the Kronecker product mono codebook and the normalized beamforming gain for the Kronecker product double codebook in the communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to 14.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.14 is a diagram schematically illustrating another example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 먼저 "D1-I: BD=83 bits"와, "D2-I: BD=102 bits"와, "D3-I: BD=136 bits"와, "D1-II: BD=65 bits"와, "D2-II: BD=90 bits"와, "D3-II: BD=120 bits"로 도시되어 있는 그래프들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 이중 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타내며, "M1-iii: BM=19 bits"와, "M2-iii: BM=152 bits"와, "M3-iii: BM=380 bits"로 도시되어 있는 그래프들 각각은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북의 정규화된 빔포밍 이득을 나타낸다.14, first, "D1-I: B D =83 bits", "D2-I: B D =102 bits", "D3-I: B D =136 bits", and "D1-II : B D =65 bits", "D2-II: B D =90 bits", and "D3-II: B D = 120 bits" are each of the graphs proposed in an embodiment of the present invention. Represents the normalized beamforming gain of the Kronecker product double codebook, "M1-iii: B M =19 bits", "M2-iii: B M =152 bits", and "M3-iii: B M =380 bits" Each of the graphs shown as " represents a normalized beamforming gain of the Kronecker product mono codebook proposed in an embodiment of the present invention.

특히, 도 14에 도시되어 있는 성능 그래프들은 상기 통신 시스템에서 dV = 1.6λ이고, dh = 1.0λ일 경우의 성능 그래프들을 나타낸다.In particular, the performance graphs shown in FIG. 14 show that d V in the communication system = 1.6λ, and performance graphs for d h = 1.0λ are shown.

또한, 도 14에서 세로축은 정규화된 빔 포밍 이득을 나타내고, 가로축은 송신 안테나들의 개수를 나타낸다.Also, in FIG. 14 , the vertical axis represents the normalized beamforming gain, and the horizontal axis represents the number of transmit antennas.

도 14에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 이중 코드북들의 정규화된 빔포밍 이득들은 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들의 정규화된 빔포밍 이득들 보다 우수함을 알 수 있다. As shown in FIG. 14 , the normalized beamforming gains of the Kronecker product double codebooks proposed in an embodiment of the present invention are normalized beamforming gains of the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention. It can be seen that the better

특히, 본 발명의 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 크로네커 곱 모노 코드북들은 좁은 RB들 사이에서 광대역 PMI를 공유함으로써 전체 피드백 오버헤드를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.In particular, it can be seen that the Kronecker product mono codebooks proposed in an embodiment of the present invention can reduce overall feedback overhead by sharing a wideband PMI among narrow RBs.

도 14에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득과 크로네커 곱 이중 코드북에 대한 정규화된 빔 포밍 이득의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 14, another example of a normalized beamforming gain for a Kronecker product mono codebook and a normalized beamforming gain for a Kronecker product double codebook in a communication system according to an embodiment of the present invention has been described. An internal structure of a signal transmission apparatus in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention will be described with reference to 15 .

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 15 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a signal transmission apparatus in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 신호 송신 장치(1500)는 일 예로 사용자 단말기가 될 수도 있고, 기지국이 될 수도 있다. Referring to FIG. 15 , the signal transmission apparatus 1500 may be, for example, a user terminal or a base station.

상기 신호 송신 장치(1500)는 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517)을 포함한다. The signal transmission apparatus 1500 includes a transmitter 1511 , a controller 1513 , a receiver 1515 , and a storage unit 1517 .

먼저, 상기 제어기(1513)는 상기 신호 송신 장치(1500)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작에 대해서는 도 2 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. First, the controller 1513 controls the overall operation of the signal transmission apparatus 1500, in particular related to the operation of performing a beamforming operation in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention. An operation, in particular, an operation related to performing a beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention is controlled. An operation related to an operation of performing a beamforming operation in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention, particularly the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention The operation related to the operation of performing the beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting do.

상기 송신기(1511)는 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 다른 엔터티들, 일 예로 신호 수신 장치 등과 같은 다른 엔터티들로 각종 신호들 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1511)가 송신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들은 도 2 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The transmitter 1511 transmits various signals and various messages to other entities under the control of the controller 1513, for example, to other entities such as a signal receiving device. Here, since the various signals and various messages transmitted by the transmitter 1511 are the same as those described with reference to FIGS. 2 to 14 , a detailed description thereof will be omitted herein.

또한, 상기 수신기(1515)는 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 상기 다른 엔터티들로부터 각종 신호들 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1515)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 2 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Also, the receiver 1515 receives various signals and various messages from the other entities under the control of the controller 1513 . Here, since the various signals and various messages received by the receiver 1515 are the same as those described with reference to FIGS. 2 to 14 , a detailed description thereof will be omitted herein.

상기 저장 유닛(1517)은 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 상기 신호 송신 장치(1500)가 수행하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작과 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다. The storage unit 1517 performs a beamforming operation in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention, which is performed by the signal transmission apparatus 1500 under the control of the controller 1513 . operation related to the operation, particularly the operation of performing the beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention; It stores related programs and various data.

또한, 상기 저장 유닛(1517)은 상기 수신기(1515)가 상기 다른 엔터티들로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.In addition, the storage unit 1517 stores various signals and various messages received by the receiver 1515 from the other entities.

한편, 도 15에는 상기 신호 송신 장치(1500)가 상기 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치(1500)는 상기 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다. Meanwhile, FIG. 15 shows a case in which the signal transmission apparatus 1500 is implemented as separate units such as the transmitter 1511 , the controller 1513 , the receiver 1515 , and the storage unit 1517 . However, the signal transmission apparatus 1500 may be implemented in an integrated form of at least two of the transmitter 1511 , the controller 1513 , the receiver 1515 , and the storage unit 1517 .

또한, 상기 신호 송신 장치(1500)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.Also, it goes without saying that the signal transmission apparatus 1500 may be implemented with one processor.

도 15에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 15, the internal structure of a signal transmission apparatus in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention has been described. Next, with reference to FIG. 16, FD-MIMO according to an embodiment of the present invention is described. An internal structure of a signal receiving apparatus in a communication system supporting the method will be described.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 16 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a signal receiving apparatus in a communication system supporting an FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 신호 수신 장치(1600)는 일 예로 사용자 단말기가 될 수도 있고, 기지국이 될 수도 있다. Referring to FIG. 16 , the signal receiving apparatus 1600 may be, for example, a user terminal or a base station.

상기 신호 수신 장치(1600)는 송신기(1611)와, 제어기(1613)와, 수신기(1615)와, 저장 유닛(1617)을 포함한다. The signal receiving apparatus 1600 includes a transmitter 1611 , a controller 1613 , a receiver 1615 , and a storage unit 1617 .

먼저, 상기 제어기(1613)는 상기 신호 수신 장치(1600)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작에 대해서는 도 2 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. First, the controller 1613 controls the overall operation of the signal receiving apparatus 1600, particularly related to the operation of performing a beamforming operation in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention. An operation, in particular, an operation related to performing a beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention is controlled. An operation related to an operation of performing a beamforming operation in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention, particularly the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention The operation related to the operation of performing the beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting do.

상기 송신기(1611)는 상기 제어기(1613)의 제어에 따라 다른 엔터티들, 일 예로 신호 송신 장치 등과 같은 다른 엔터티들로 각종 신호들 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1611)가 송신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들은 도 2 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The transmitter 1611 transmits various signals and various messages to other entities under the control of the controller 1613, for example, to other entities such as a signal transmission device. Here, since the various signals and various messages transmitted by the transmitter 1611 are the same as those described with reference to FIGS. 2 to 14 , a detailed description thereof will be omitted herein.

또한, 상기 수신기(1615)는 상기 제어기(1613)의 제어에 따라 상기 다른 엔터티들로부터 각종 신호들 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1615)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 2 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Also, the receiver 1615 receives various signals and various messages from the other entities under the control of the controller 1613 . Here, since the various signals and various messages received by the receiver 1615 are the same as those described with reference to FIGS. 2 to 14 , a detailed description thereof will be omitted.

상기 저장 유닛(1617)은 상기 제어기(1613)의 제어에 따라 상기 신호 수신 장치(1600)가 수행하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 방식을 지원하는 통신 시스템에서 크로네커 곱 모노 코드북 및 크로네커 곱 이중 코드북을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작과 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다. The storage unit 1617 performs a beamforming operation in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention, which is performed by the signal receiving apparatus 1600 under the control of the controller 1613 . operation related to the operation, particularly the operation of performing the beamforming operation based on the Kronecker product mono codebook and the Kronecker product double codebook in a communication system supporting the FD-MIMO scheme according to an embodiment of the present invention; It stores related programs and various data.

또한, 상기 저장 유닛(1617)은 상기 수신기(1615)가 상기 다른 엔터티들로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.In addition, the storage unit 1617 stores various signals and various messages received by the receiver 1615 from the other entities.

한편, 도 16에는 상기 신호 수신 장치(1600)가 상기 송신기(1611)와, 제어기(1613)와, 수신기(1615)와, 저장 유닛(1617)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 수신 장치(1600)는 상기 송신기(1611)와, 제어기(1613)와, 수신기(1615)와, 저장 유닛(1617) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다. Meanwhile, FIG. 16 shows a case in which the signal receiving apparatus 1600 is implemented as separate units such as the transmitter 1611 , the controller 1613 , the receiver 1615 , and the storage unit 1617 . However, the signal receiving apparatus 1600 may be implemented in an integrated form of at least two of the transmitter 1611 , the controller 1613 , the receiver 1615 , and the storage unit 1617 .

또한, 상기 신호 수신 장치(1600)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.Also, it goes without saying that the signal receiving apparatus 1600 may be implemented with one processor.

본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.Certain aspects of the present invention may also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. A computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of the computer readable recording medium include read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), CD-ROMs, magnetic tapes, and , floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet). The computer readable recording medium may also be distributed over network-connected computer systems, so that the computer readable code is stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for achieving the present invention can be easily interpreted by programmers skilled in the field to which the present invention is applied.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. In addition, it will be appreciated that the apparatus and method according to an embodiment of the present invention can be realized in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software. Any such software, for example, whether erasable or rewritable, may contain a volatile or non-volatile storage device such as a ROM, or a memory such as, for example, RAM, a memory chip, device or integrated circuit. , or an optically or magnetically recordable storage medium such as a CD, DVD, magnetic disk, or magnetic tape, for example, and a machine (eg, computer) readable storage medium. The method according to an embodiment of the present invention may be implemented by a computer or portable terminal including a control unit and a memory, wherein the memory is suitable for storing a program or programs including instructions for implementing embodiments of the present invention You will see that it is an example of a machine-readable storage medium.

따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다Accordingly, the present invention includes a program including code for implementing the apparatus or method described in any claim of the present specification, and a machine (computer, etc.) readable storage medium storing such a program. Also, such a program may be transmitted electronically over any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and the present invention suitably includes the equivalent thereof.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다. In addition, the device according to an embodiment of the present invention may receive and store the program from a program providing device connected by wire or wirelessly. The program providing device may include a program including instructions for causing the program processing device to perform a preset content protection method, a memory for storing information necessary for the content protection method, and wired or wireless communication with the graphic processing device. It may include a communication unit for performing, and a control unit for automatically transmitting the program to the transceiver at a request of the graphic processing device or automatically.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

Claims (22)

주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 방법에 있어서,
제1 도미넌트(dominant) 빔의 개략적(rough) 빔을 식별하는 과정과;
상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 과정과;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 과정을 포함하는 상기 방법.
A method of performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, the method comprising:
identifying a rough beam of a first dominant beam;
identifying at least two codeword candidates based on the coarse beam of the first dominant beam;
and selecting one of the at least two codeword candidates as a final codeword.
제1항에 있어서,
상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 과정은;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제1 코드워드 후보를 채널에서 한 개의 도미넌트 빔을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 과정과;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 과정을 포함하는 상기 방법.
According to claim 1,
The process of identifying at least two codeword candidates based on the coarse beam of the first dominant beam;
identifying a first codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which one dominant beam is assumed in a channel;
and identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario assuming two dominant beams in a channel.
제2항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 과정은;
제2 도미넌트 빔을 식별하고, 상기 제1 코드워드 후보에 대응되는 제1 도미넌트 빔과 조인트(joint)하게 결합하여 상기 제2 코드워드 후보를 식별하는 과정을 포함하는 상기 방법.
3. The method of claim 2,
identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which two dominant beams are assumed in a channel;
The method comprising: identifying a second dominant beam and jointly combining with a first dominant beam corresponding to the first codeword candidate to identify the second codeword candidate.
제1항에 있어서,
상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔을 식별하는 과정은;
이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform: DFT) 벡터들의 크로네커 곱(Kronecker product)을 상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔으로 식별하는 과정을 포함하는 상기 방법.
According to claim 1,
The process of identifying a rough beam of the first dominant beam includes;
The method comprising identifying a Kronecker product of discrete Fourier transform (DFT) vectors as a coarse beam of the first dominant beam.
주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 방법에 있어서,
적어도 두 개의 제1 자원 블록(resource block: RB)들 각각에 대해 적어도 두 개의 빔들을 식별하는 과정과;
상기 식별된 적어도 두 개의 빔들을 기반으로 제2 RB들 각각에 대한 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 과정과;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 과정을 포함하는 상기 방법.
A method of performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, the method comprising:
identifying at least two beams for each of at least two first resource blocks (RBs);
identifying at least two codeword candidates for each of the second RBs based on the identified at least two beams;
and selecting one of the at least two codeword candidates as a final codeword.
제5항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각에 대해 적어도 두 개의 빔들을 식별하는 과정은;
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각에 대해 제1 도미넌트(dominant) 빔과 제2 도미넌트 빔을 식별하는 과정을 포함하는 상기 방법.
6. The method of claim 5,
identifying at least two beams for each of the at least two first RBs;
and identifying a first dominant beam and a second dominant beam for each of the at least two first RBs.
제6항에 있어서,
다수 개의 톤(tone)들을 포함하는 광대역은 상기 적어도 두 개의 제1 RB들을 포함하며,
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각은 적어도 두 개의 제2 RB들을 포함하는 상기 방법.
7. The method of claim 6,
A wideband including a plurality of tones includes the at least two first RBs,
The method wherein each of the at least two first RBs includes at least two second RBs.
제7항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각은 광대역 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI)에 상응하고,
상기 적어도 두 개의 제2 RB들 각각은 협대역 PMI에 상응하는 상기 방법.
8. The method of claim 7,
Each of the at least two first RBs corresponds to a wideband precoding matrix indicator (PMI),
wherein each of the at least two second RBs corresponds to a narrowband PMI.
제5항에 있어서,
상기 식별된 적어도 두 개의 빔들을 기반으로 제2 RB들 각각에 대한 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 과정은;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제1 코드워드 후보를 채널에서 한 개의 도미넌트 빔을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 과정과;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 과정을 포함하는 상기 방법.
6. The method of claim 5,
identifying at least two codeword candidates for each of the second RBs based on the identified at least two beams;
identifying a first codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which one dominant beam is assumed in a channel;
and identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario assuming two dominant beams in a channel.
제9항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 과정은;
제2 도미넌트 빔을 식별하고, 상기 제1 코드워드 후보에 대응되는 제1 도미넌트 빔과 조인트(joint)하게 결합하여 상기 제2 코드워드 후보를 식별하는 과정을 포함하는 상기 방법.
10. The method of claim 9,
identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which two dominant beams are assumed in a channel;
The method comprising: identifying a second dominant beam and jointly combining with a first dominant beam corresponding to the first codeword candidate to identify the second codeword candidate.
주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 장치에 있어서,
메모리;
상기 메모리에 연결되는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는:
제1 도미넌트(dominant) 빔의 개략적(rough) 빔을 식별하는 동작과, 상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 동작과, 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 동작을 수행하는 상기 장치.
An apparatus for performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, the apparatus comprising:
Memory;
a processor coupled to the memory;
The processor is:
identifying a rough beam of a first dominant beam; identifying at least two codeword candidates based on a coarse beam of the first dominant beam; and selecting one as a final codeword.
제11항에 있어서,
상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔을 기반으로 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 동작은;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제1 코드워드 후보를 채널에서 한 개의 도미넌트 빔을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 동작과;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 두 번째 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 고려하여 식별하는 동작을 포함하는 상기 장치.
12. The method of claim 11,
identifying at least two codeword candidates based on the coarse beam of the first dominant beam;
identifying a first codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which one dominant beam is assumed in a channel;
and identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates in consideration of a scenario assuming two dominant beams in a channel.
제12항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 동작은;
제2 도미넌트 빔을 식별하고, 상기 제1 코드워드 후보에 대응되는 제1 도미넌트 빔과 조인트(joint)하게 결합하여 상기 제2 코드워드 후보를 식별하는 동작을 포함하는 상기 장치.
13. The method of claim 12,
identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario assuming two dominant beams in a channel;
and identifying a second dominant beam and jointly combining with a first dominant beam corresponding to the first codeword candidate to identify the second codeword candidate.
제11항에 있어서,
상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔을 식별하는 동작은;
이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform: DFT) 벡터들의 크로네커 곱(Kronecker product)을 상기 제1 도미넌트 빔의 개략적 빔으로 식별하는 동작을 포함하는 상기 장치.
12. The method of claim 11,
Identifying a coarse beam of the first dominant beam includes;
and identifying a Kronecker product of discrete Fourier transform (DFT) vectors as a coarse beam of the first dominant beam.
주파수 분할-다중 입력 다중 출력(frequency division-multiple input multiple output: FD-MIMO) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔포밍 동작을 수행하는 장치에 있어서,
메모리;
상기 메모리에 연결되는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는:
적어도 두 개의 제1 자원 블록(resource block: RB)들 각각에 대해 적어도 두 개의 빔들을 식별하는 동작과, 상기 식별된 적어도 두 개의 빔들을 기반으로 제2 RB들 각각에 대한 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 동작과, 상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 하나를 최종 코드워드로 선택하는 동작을 수행하는 상기 장치.
An apparatus for performing a beamforming operation in a communication system supporting a frequency division-multiple input multiple output (FD-MIMO) scheme, the apparatus comprising:
Memory;
a processor coupled to the memory;
The processor is:
identifying at least two beams for each of at least two first resource blocks (RBs), and at least two codeword candidates for each of second RBs based on the identified at least two beams and identifying one of the at least two codeword candidates as a final codeword.
제15항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각에 대해 적어도 두 개의 빔들을 식별하는 동작은;
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각에 대해 제1 도미넌트(dominant) 빔과 제2 도미넌트 빔을 식별하는 동작을 포함하는 상기 장치.
16. The method of claim 15,
identifying at least two beams for each of the at least two first RBs;
and identifying a first dominant beam and a second dominant beam for each of the at least two first RBs.
제16항에 있어서,
다수 개의 톤(tone)들을 포함하는 광대역은 상기 적어도 두 개의 제1 RB들을 포함하며,
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각은 적어도 두 개의 제2 RB들을 포함하는 상기 장치.
17. The method of claim 16,
A wideband including a plurality of tones includes the at least two first RBs,
wherein each of the at least two first RBs includes at least two second RBs.
제17항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 제1 RB들 각각은 광대역 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI)에 상응하고,
상기 적어도 두 개의 제2 RB들 각각은 협대역 PMI에 상응하는 상기 장치.
18. The method of claim 17,
Each of the at least two first RBs corresponds to a wideband precoding matrix indicator (PMI),
each of the at least two second RBs corresponds to a narrowband PMI.
제15항에 있어서,
상기 식별된 적어도 두 개의 빔들을 기반으로 제2 RB들 각각에 대한 적어도 두 개의 코드워드 후보들을 식별하는 동작은;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제1 코드워드 후보를 채널에서 한 개의 도미넌트 빔을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 동작과;
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 동작을 포함하는 상기 장치.
16. The method of claim 15,
identifying at least two codeword candidates for each of the second RBs based on the identified at least two beams;
identifying a first codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which one dominant beam is assumed in a channel;
and identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario assuming two dominant beams in a channel.
제19항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코드워드 후보들 중 제2 코드워드 후보를 채널에서 두 개의 도미넌트 빔들을 가정하는 시나리오를 기반으로 식별하는 동작은;
제2 도미넌트 빔을 식별하고, 상기 제1 코드워드 후보에 대응되는 제1 도미넌트 빔과 조인트(joint)하게 결합하여 상기 제2 코드워드 후보를 식별하는 동작을 포함하는 상기 장치.
20. The method of claim 19,
identifying a second codeword candidate among the at least two codeword candidates based on a scenario in which two dominant beams are assumed in a channel;
and identifying a second dominant beam and jointly combining with a first dominant beam corresponding to the first codeword candidate to identify the second codeword candidate.
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