KR102532591B1

KR102532591B1 - 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102532591B1
Application number: KR1020160102615A
Authority: KR
Inventors: 김광택; 김영한; 안석기; 치아오-이 첸
Original assignee: 삼성전자주식회사; 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2023-05-19
Also published as: KR20170089391A

Abstract

본 발명은 롱 텀 에볼루션(long term evolution: LTE)과 같은 4세대(4^th-generation: 4G) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 제공되는 5세대(5^th-generation: 5G) 또는 프리-5G(pre-5G) 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 수신 장치에 대한 성취 가능 레이트 영역(achievable rate region)을 검출하는 과정과, 상기 achievable rate region에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 결정하는 과정을 포함하며, 상기 achievable rate region은 상기 송신 장치 및 상기 송신 장치 이외의 다른 송신 장치 각각과 상기 수신 장치간의 채널 행렬을 기반으로 생성되는 프리코딩 행렬을 기반으로 결정됨을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC, 이하 "SWSC"라 칭하기로 한다) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO, 이하 "MIMO"라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

4세대(4^th-generation: 4G, 이하 "4G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5세대(5^th-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) 이후 (post LTE) 시스템이라 불리고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 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 빔 포밍 (beam forming), 거대 배열 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: massive MIMO, 이하 "massive MIMO"라 칭하기로 한다) 기술과, 전차원 다중 입력 다중 출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO, 이하 "FD-MIMO"라 칭하기로 한다) 기술과, 어레이 안테나(array antenna) 기술과, 아날로그 빔 포밍(analog beam-forming) 기술 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술이 논의되고 있다.

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.

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) 기술과, 비직교 다중 억세스(non orthogonal multiple access: NOMA, 이하 "NOMA"라 칭하기로 한다) 기술 및 성긴 코드 다중 억세스(sparse code multiple access: SCMA, 이하 "SCMA"라 칭하기로 한다) 기술 등이 개발되고 있다.

무선 통신 시스템은 음성 및/또는 데이터의 전달을 위해 다양한 형태로 개발되고 있다. 전형적인 무선 통신 시스템 혹은 네트워크는 다수의 사용자 단말기(user equipment: UE, 이하 "UE"라고 칭하기로 한다)들이 하나의 공유된 자원을 액세스하도록 하기 위하여 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing: FDM, 이하 "FDM"이라 칭하기로 한다) 방식과, 시간 분할 다중화(time division multiplexing: TDM, 이하 "TDM"이라 칭하기로 한다) 방식과, 코드 분할 다중화(code division multiplexing: CDM, 이하 "CDM"이라 칭하기로 한다) 방식과, 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM, 이하 "OFDM"이라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 다양한 다중화 방식들을 제공하고 있다. 여기서, UE는 이동 단말기(mobile station: MS, 이하 "MS"라 칭하기로 한다)와, 무선 단말기(wireless terminal)와, 이동 디바이스(mobile device) 등과 같은 용어들과 혼용될 수 있다.

한편, 셀룰러 무선 통신 시스템은 커버리지(coverage) 영역을 위해 다수의 기지국(base station: BS)들을 제공한다. 여기서, 기지국은 노드 비(node B)와, 진화된 노드 비(evolved node B: eNB, 이하 "eNB"라 칭하기로 한다)와, 진화된 범용 지상 무선 억세스 네트워크(evolved universal terrestrial radio access network: E-UTRAN, 이하 "E-UTRAN"라 칭하기로 한다) 노드 비(E-UTRAN node B: eNB, 이하 "eNB"라 칭하기로 한다)와, 억세스 포인트(access point: AP, 이하 "AP"라 칭하기로 한다) 등과 같은 용어들과 혼용될 수 있다.

상기 기지국들은 서로간에 부분적으로 중첩될 수 있는 고유한 커버리지 영역, 일 예로 셀 혹은 섹터와 같은 커버리지 영역을 가지며, UE가 독립적으로 수신할 수 있는 데이터를 송신한다. 이와 마찬가지로, UE는 유사한 방식으로 상기 UE 자신의 커버리지 영역을 운영하는 기지국 혹은 다른 UE에게 데이터를 송신할 수 있다.

한편, 차세대 통신 시스템에서 셀들간의 간섭 문제로 인해 셀의 크기는 점차 작아지고 있으며, 이에 따라 인접한 셀들로부터의 간섭 신호(interference signal)가 원하는 신호(desired signal, 이하 "desired signal"라 칭하기로 한다)의 검출 효율성을 감소(degrade)시키는 주요한 요인이 되고 있다.

따라서, 간섭 완화(interference mitigation)를 위한 다양한 방식들이 제안된 바 있으며, 그 중 대표적인 기술들 중의 하나는 간섭-인지 순차 디코딩(interference-aware successive decoding: IASD, 이하 "IASD"라 칭하기로 한다) 방식이다. 상기 IASD 방식은 셀룰러 무선 통신 시스템에서 셀 경계(cell edge) 영역에서의 문제를 해결하기 위하여 개발된 방식으로서, desired signal과 간섭 신호 모두를 성공적으로 디코딩할 수 있는 간섭-인지 수신기(interference-aware receiver)의 개념이 사용된다. 간섭 신호는 UE가 제어할 수 없기 때문에, 상기 IASD 방식은 네트워크에 의한 지원을 필요로 한다.

따라서, 상기 IASD 방식을 셀룰러 무선 통신 시스템에서 사용할 수 있도록 하기 위해 네트워크 보조 간섭 제거 및 억제(network assisted interference cancellation and suppression: NAICS, 이하 "NAICS"라 칭하기로 한다) 방식이 연구되고 있다. 상기 NAICS 방식은 간섭 신호와 desired signal가 같은 자원을 통해 송신되도록 하고, 상기 간섭 신호를 디코딩 혹은 검출하기 위한 시그널링(signaling)과 채널 추정 정보들을 네트워크로부터 제공한다.

상기 IASD 방식은 비교적 높은 복잡도의 동시 디코딩(simultaneous decoding)을 방지함으로써 상대적으로 낮은 복잡도로 구현될 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 이로 인해 상기 IASD 방식의 성능은 이론적인 최대 정보 데이터 레이트(data rate)라고 알려진 샤논 한계(Shannon limit)와 많은 차이를 가지게 된다.

따라서, 셀룰라 무선 통신 시스템에서 인접 셀로부터의 간섭으로 인해 셀 경계 단말들의 수신 성능이 열화되는 경우를 방지하고, 이러한 간섭 환경에서 물리 계층의 이론적인 최대 성능에 도달하기 위한 기술이 필요로 되고 있다.

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.

본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식을 효율적으로 조합함으로써 신호 송신 및 수신에 대한 효율성을 증가시키는 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 셀 경계 영역에 위치하는 UE들의 처리량(throughput)을 증가시키는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 인접 셀로부터의 간섭으로 인한 성능 열화를 방지하는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 복잡도를 감소시키는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스펙트럼 효율성(spectrum efficiency)을 증가시키는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 성취 가능 데이터 영역(achievable data region)을 기반으로 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 변조 방식을 적응적으로 적용하여 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 매핑 방식을 적응적으로 적용하여 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 중첩 방식을 적응적으로 적용하여 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은; 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 수신 장치에 대한 성취 가능 레이트 영역(achievable rate region)을 검출하는 과정과, 상기 achievable rate region에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 결정하는 과정을 포함하며, 상기 achievable rate region은 상기 송신 장치 및 상기 송신 장치 이외의 다른 송신 장치 각각과 상기 수신 장치간의 채널 행렬을 기반으로 생성되는 프리코딩 행렬을 기반으로 결정됨을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 방법은; 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 방법에 있어서, 송신 장치로부터 신호를 수신하는 과정을 포함하며, 상기 신호는 상기 송신 장치가 상기 수신 장치에 대한 성취 가능 레이트 영역(achievable rate region)에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 기반으로 송신하는 신호이며, 상기 achievable rate region은 상기 송신 장치 및 상기 송신 장치 이외의 다른 송신 장치 각각과 상기 수신 장치간의 채널 행렬을 기반으로 생성되는 프리코딩 행렬을 기반으로 결정됨을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는; 무선 통신 시스템에서 송신 장치에 있어서, 수신 장치에 대한 성취 가능 레이트 영역(achievable rate region)을 검출하는 동작과, 상기 achievable rate region에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 결정하는 동작을 수행하는 프로세서를 포함하며, 상기 achievable rate region은 상기 송신 장치 및 상기 송신 장치 이외의 다른 송신 장치 각각과 상기 수신 장치간의 채널 행렬을 기반으로 생성되는 프리코딩 행렬을 기반으로 결정됨을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 장치는; 무선 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서, 송신 장치로부터 신호를 수신하는 프로세서를 포함하며, 상기 신호는 상기 송신 장치가 상기 수신 장치에 대한 성취 가능 레이트 영역(achievable rate region)에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 기반으로 송신하는 신호이며, 상기 achievable rate region은 상기 송신 장치 및 상기 송신 장치 이외의 다른 송신 장치 각각과 상기 수신 장치간의 채널 행렬을 기반으로 생성되는 프리코딩 행렬을 기반으로 결정됨을 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.

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.

본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식을 효율적으로 조합함으로써 신호 송신 및 수신에 대한 효율성을 증가시키는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 셀 경계 영역에 위치하는 UE들의 처리량(throughput)을 증가시키는 것이 가능하도록 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 인접 셀로부터의 간섭으로 인한 성능 열화를 방지하는 것이 가능하도록 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 복잡도를 감소시키는 것이 가능하도록 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스펙트럼 효율성(spectrum efficiency)을 증가시키는 것이 가능하도록 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 성취 가능 데이터 영역(achievable data region)을 기반으로 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 변조 방식을 적응적으로 적용하여 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 매핑 방식을 적응적으로 적용하여 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 중첩 방식을 적응적으로 적용하여 신호를 송신 및 수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.

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 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조 및 UE의 내부 구조를 개략적으로 도시하고 있는 도면이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC 방식에 따른 송신 및 수신 동작을 개략적으로 도시한 다이아그램이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 기반으로 MIMO 방식이 사용되는 셀룰라 다운링크 무선 채널에서의 인접 셀들간의 간섭을 제어하는 시나리오가 적용되는 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식을 운용하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 신호를 송신하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 송신 신호를 생성하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 심볼 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 11은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 2개의 스트림들이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 2개의 스트림들이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 16은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC SISO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 superposition coding list를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있는 도면이다;
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 16-QAM 방식의 constellation을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 24a 및 도 24b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 25a 내지 도 25d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 HomeSync^TM, Apple TV^TM, 혹은 Google TV^TM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.

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.

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.

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.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 신호 수신 장치는 일 예로 사용자 단말기(user equipment: UE, 이하 "UE"라 칭하기로 한다)가 될 수 있으며, 신호 송신 장치는 일 예로 기지국이 될 수 있다. 여기서, UE는 이동 단말기(mobile station: MS, 이하 "MS"라 칭하기로 한다)와, 무선 단말기(wireless terminal)와, 이동 디바이스(mobile device) 등과 같은 용어들과 혼용될 수 있다. 여기서, 기지국은 노드 비(node B)와, 진화된 노드 비(evolved node B: eNB, 이하 "eNB"라 칭하기로 한다)와, 진화된 범용 지상 무선 억세스 네트워크(evolved universal terrestrial radio access network: E-UTRAN, 이하 "E-UTRAN"라 칭하기로 한다) 노드 비(E-UTRAN node B: eNB, 이하 "eNB"라 칭하기로 한다) 등과 같은 용어들과 혼용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC, 이하 "SWSC"라 칭하기로 한다) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO, 이하 "MIMO"라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 상기 SWSC MIMO 방식은 본 발명의 일 실시예에 따라 SWSC 방식과 MIMO 방식이 결합된 방식을 나타낸다.

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 코드 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 "WCDMA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 코드 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, IEEE 802.16e 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) 시스템과, 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting, 이하 "DMB"라 칭하기로 한다) 서비스와, 휴대용 디지털 비디오 방송(digital video broadcasting-handheld: DVP-H, 이하 "DVP-H"라 칭하기로 한다), 및 모바일/휴대용 진화된 텔레비젼 시스템 협회(advanced television systems committee-mobile/handheld: ATSC-M/H, 이하 "ATSC-M/H"라 칭하기로 한다) 서비스 등과 같은 모바일 방송 서비스와, 인터넷 프로토콜 텔레비젼(internet protocol television: IPTV, 이하 "IPTV"라 칭하기로 한다) 서비스와 같은 디지털 비디오 방송 시스템과, 엠펙 미디어 트랜스포트(moving picture experts group (MPEG) media transport: MMT, 이하 "MMT"라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 셀 혹은 섹터 내에 위치하는 하나 혹은 그 이상의 UE들(104a, 104b)과 무선 신호를 송신 및 수신, 또한 교환할 수 있는 하나 혹은 그 이상의 기지국들(102,102a)을 포함한다. 상기 기지국들(102,102a) 각각은 송신 체인(chain)과 수신 체인을 포함하며, 상기 송신 체인 및 수신 체인 각각은 신호 송신 및 수신과 관련된 다수 개의 컴포넌트(component)들, 일 예로 프로세서와, 변조기와, 다중화기와, 복조기와, 역다중화기와, 안테나들 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 송신 체인 및 수신 체인 각각은 1개의 칩셋(chipset) 혹은 프로세서로도 구현될 수 있다.

상기 UE들(104a,104b) 각각은 일 예로서 셀룰러 폰, 스마트 폰, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 통신 디바이스들, 휴대형 컴퓨팅 디바이스들, 위성 라디오, 전세계 측위 시스템(global positioning system: GPS) 디바이스, 개인 디지털 기기(personal digital assistant: PDA), 및/또는 다른 무선 통신 디바이스들이 될 수 있다.

상기 기지국(102)은 하나 혹은 그 이상의 서브 캐리어들 혹은 캐리어 컴포넌트(carrier component)들을 통해 두 개의 UE들(104a,104b)과 동시에 통신할 수 있다. 상기 기지국(102)은 근접한 UE(도 1에 별도로 도시하지 않음) 혹은 셀 경계 영역에 위치한 UE들(104a,104b)과 같은 다양한 타입의 UE들을 지원할 수 있도록 구성된다. 상기 기지국(102)에 근접한 UE는 셀간 간섭에 의한 영향을 거의 받지 않을 수 있으나, 셀 경계 영역에 위치하는 UE들(104a,104b)은 인접 셀의 기지국(102a)에 의해 송신되는 신호를 간섭 신호로서 수신하게 될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 기지국(120)이 상기 UE(104a)로 송신하는 신호, 즉, 상기 UE(104a)의 desired signal가 상기 UE(104b)에게 간섭 신호로 작용하거나, 상기 기지국(120)이 상기 UE(104b)로 송신하는 신호, 즉, 상기 UE(104b)의 desired signal가 상기 UE(104a)에게 간섭 신호로 작용하게 될 수 있다.

도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조 및 UE의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조 및 UE의 내부 구조를 개략적으로 도시하고 있는 도면이다.

도 2를 참조하면, 기지국(102)은 하나 혹은 그 이상의 UE들, 일 예로서 UE들(104a,104b)과 안테나들을 통해 무선 신호를 통신할 수 있는 송수신부(212)와, 상기 송수신부(212)에 의한 통신을 제어하고, 필요한 경우 다른 기지국, 일 예로 기지국(102a)과 백홀(backhaul)을 통해 통신하는 프로세서(210)를 포함한다. 상기 UE들(104a,104b)은 또한 상기 기지국(102)과 안테나들을 통해 무선 신호를 통신할 수 있는 송수신부(220,230)와, 상기 송수신부(220,230)에 의한 통신을 제어하는 프로세서(222,232)를 포함한다.

상기 송수신부(212,220,230)은 무선 주파수(radio frequency: RF, 이하 "RF"라 칭하기로 한다) 프로세서와 변복조기(modulator/demodulator: MODEM, 이하 "MODEM"이라 칭하기로 한다)와 같은 통신 회로들을 포함할 수 있으며, 상기 MODEM은 부호화기(encoder)와, 변조기(modulator)와, 다중화기(multiplexer) 등과 같은 송신 엘리먼트들과, 역다중화기(demultiplexer)와, 복조기(demodulator)와, 복호기(decoder) 등과 같은 수신 엘리먼트들을 포함할 수 있다.

상기 UE들(104a,104b)이 인접 셀로부터 간섭 신호를 수신할 수 있는 셀 경계 영역에 위치하는 경우, 상기 UE들(104a,104b)은 중첩 코딩을 위한 사용자 페어(user pair)로 선정될 수 있다. 상기 기지국(102)은 사용자 페어로 선정된 UE들(104a,104b)을 위한 메시지들을 중첩 코딩 방식에 따라 코딩하여 동시에 송신하며, 상기 UE들(104a,104b)은 desired signal과 간섭 신호를 구분하여 복구할 수 있다.

한편, 하기에서 설명되는 실시예들은 셀룰러 환경에서 인접 셀(들)로부터의 간섭 신호로 인해 성능이 열화되는 셀 경계 UE들이 존재할 때, 물리 계층에서 이론적인 성능 한계에 도달하기 위한 SWSC 방식을 셀룰러 환경에서 운영하는 실시예들이다. 상기 SWSC 방식이 적용되는 시스템은 하나 혹은 그 이상의 송신기와 하나 혹은 그 이상의 수신기들을 포함할 수 있으며, 2개 이상의 송신기들과 2개 이상의 수신기들에 대해 보다 나은 성능을 제공할 수 있다.

각 송신기는 송신하고자 하는 메시지들을 미리 설정되어 있는 송신 주기, 일 예로 b개의 블록들을 포함하는 송신 주기 동안 중첩 코딩 방식을 기반으로 송신하는데, 이때 하나의 동일한 메시지가 미리 설정된 개수의 연속되는 블록들 동안 중첩되어 송신된다. 여기서, 블록은 단위 자원을 나타내며, 일 예로 단위 시간 자원 혹은 일 예로 단위 주파수 자원 등이 될 수 있다. 각 수신기는 상기 설정된 개수의 연속되는 블록들 동안 중첩되어 수신되는 신호들에 대하여 디코딩 절차를 수행함으로써 원하는 메시지를 복구할 수 있다.

도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조 및 UE의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC 방식에 따른 송신 및 수신 동작에 대해서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC 방식에 따른 송신 및 수신 동작을 개략적으로 도시한 다이아그램이다.

도 3을 참조하면, 먼저 도 3에서는 2개의 송신기들과 2개의 수신기들이 SWSC 방식에 따른 송신 및 수신 동작을 수행할 경우를 일 예로 하여 SWSC 방식에 따른 송신 및 수신 동작에 대해서 설명하지만, 상기 SWSC 방식을 기반으로 하는 송신 및 수신 동작을 수행하는 송신기들의 개수 및 수신기들의 개수에는 제한이 없음은 물론이다. 여기서, 상기 SWSC 방식을 기반으로 하는 송신 및 수신 동작을 수행하는 송신기들의 개수 및 수신기들의 개수는 네트워크의 협력(coordination)에 따라 달라질 수 있다. 또한, 도 3에서는 동일한 메시지가 2개의 블록(block)들을 통해 송신되며, 윈도우의 사이즈는 2라고 가정하기로 한다. 여기서, 윈도우의 사이즈는 상기 윈도우가 포함하는 블록들의 개수를 나타내며, 블록은 데이터, 일 예로 메시지가 송신되는 단위 자원을 나타낸다. 여기서, 상기 단위 자원은 단위 시간 자원 혹은 단위 주파수 자원 등이 될 수 있다.

도 3을 참조하면, 먼저 2개의 송신기들 S1(310), S2(315)가 송신하는 신호들을 각각 X₁, X₂라 가정하기로 하며, 2개의 수신기들 R1(320), R2(325)가 수신하는 신호들을 각각 Y₁, Y₂라 가정하기로 한다. 매 블록마다 상기 송신기 S1은 송신하고자 하는 메시지를 2개의 코드들, 일 예로 코드 U와 코드 V에 의한 중첩 코딩 방식에 따라 코딩하여 신호 X₁을 생성하고, 상기 송신기 S2는 송신하고자 하는 메시지를 포함하는 신호 X₂를 생성한다. 여기서, 송신하고자 하는 각 메시지는 일 예로 적어도 하나의 패킷 혹은 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit: PDU, 이하 "PDU"라 칭하기로 한다)가 될 수 있다. 또한, 상기 코드 U와 코드 V 각각은 일 예로 터보 코드(turbo code)가 될 수 있다. 또한, 도 3에서는 송신하고자 하는 메시지가 2개의 코드들을 사용하여 코딩되는 경우를 일 예로 설명하였으나, 상기 메시지는 1개의 코드를 사용하여 코딩된 후 2개로 분할될 수도 있음은 물론이다.

또한, 도 3에서는 송신하고자 하는 메시지가 2개의 블록들을 통해 송신되는 경우를 일 예로 하며, 따라서 상기 메시지가 2개의 코드들을 사용하여 코딩되는 경우가 도시되어 있으나, 상기 메시지가 송신되는 블록들의 개수에는 제한이 없음은 물론이다. 여기서, 상기 메시지가 송신되는 블록들의 개수가 b라고 할 경우, 송신하고자 하는 메시지는 b-1개의 코드들을 사용하여 코딩되거나 혹은 1개의 코드를 사용하여 코딩된 후 b-1개로 분할될 수 있다.

구체적으로, 블록 1(block 1)에서, 상기 송신기 S1은 상기 송신기 S1과 수신기들 모두에게 알려진(known) 메시지(편의상, 도 3에는 "1"이라 도시되어 있음)을 U라는 코드를 기반으로 코딩하여 코드워드 U(1)를 생성하고, 상기 블록 1에서 송신하고자 하는 메시지 m₁₁을 코드 V를 기반으로 코딩하여 코드워드 V(1)을 생성한 다음, 상기 U(1)와 V(1)를 중첩 코딩함으로써 생성된 코드워드 X₁(1)을 부호기로부터 다음 단(변조기, 다중화기 등)으로 출력함으로써, 상기 코드워드 X₁(1)를 포함하는 신호가 상기 블록 1 동안 수신기들로 송신되도록 한다. 또한, 상기 블록 1에서 상기 송신기 S2는 송신하고자 하는 메시지 m₂₁을 포함하는 코드워드 X₂(1)를 부호기로부터 다음 단으로 출력함으로써 메시지 m₂₁을 포함하는 신호가 수신기들로 송신되도록 한다.

또한, 블록 2(block 2)에서, 상기 송신기 S1은 이전에 송신된 메시지 m₁₁을 상기 코드 U를 기반으로 코딩하여 코드워드 U(2)를 생성하고, 상기 블록 2에서 송신하고자 하는 메시지 m₂₂를 코드 V로 코딩하여 코드워드 V(2)를 생성하며, 상기 U(2)와 V(2)를 중첩 코딩함으로써 생성된 코드워드 X₁(2)를 송신한다. 상기 블록 2에서 상기 송신기 S2는 송신하고자 하는 메시지 m₂₂를 포함하는 코드워드 X₂(2)를 수신기들로 송신한다.

이런 방식으로, (b-1)개의 블록들 동안 메시지들이 송신되고, 마지막 블록인 블록 b(block b)에서 상기 송신기 S1은 이전에 송신된 메시지 m_1,b _-1을 상기 코드 U를 기반으로 코딩하여 코드워드 U(b)를 생성하고, 알려진 메시지 "1"을 상기 코드 V를 기반으로 코딩하여 코드워드 V(b)를 생성하며, 상기 U(b)와 V(b)를 중첩 코딩함으로써 생성된 코드워드 X₁(b)를 송신한다. 상기 블록 b에서 상기 송신기 S2는 송신하고자 하는 메시지 m_2b를 포함하는 코드워드 X₂(b)를 송신한다.

상기에서는 2개의 코드들, 즉 코드 U와 코드 V가 중첩되고, 송신기 S1의 송신 신호가 X₁=f(U,V)에 의해 생성되는 예를 설명하였으며, 각 수신기는 2개의 블록들 동안 중첩되어 수신되는 신호들을 사용하여 슬라이딩 윈도우 디코딩 동작을 수행할 수 있다. 즉, 수신기 R1은 블록 1과 블록 2의 수신 신호들 Y₁(1)과 Y₁(2)를 기초로, 알려진 메시지 "1"을 사용하여 코드워드 U(1)을 제거(cancellation)하고 V(1)은 잡음으로 간주함으로써, 상기 수신기 R1에 대한 간섭인 X₂(1)를 검출한다.

다음으로, 상기 수신기 R1은 상기 수신 신호들로부터, 알려진 메시지 "1"을 사용하여 U(1)을 제거하고, 상기 검출된 신호 X₂(1)을 제거하며, V(2)와 X₂(2)를 잡음으로 간주함으로써, desired signal인 [V(1) U(2)]를 검출한다. 상기 검출된 신호로부터 메시지 m₁₁이 복원될 수 있다.

마찬가지로, 블록 3의 수신 신호 Y₁(3)이 도착하면, 상기 수신기 R1은 알려진 메시지 "1" 대신 이전에 검출된 코드워드 U(2)를 사용하여 상기 블록 1 및 블록 2에서 설명한 바와 같은 동작과 유사한 동작을 반복함으로써 원하는 메시지 m₁₂를 복원할 수 있다. 즉, 상기 코드워드 U(2)가 상기 블록 2에서 이미 검출되었기 때문에 상기 블록 3에서 U(2)가 알려진 메시지로서 동작하게 된다.

마찬가지로, 이후의 블록들에서 상기 수신기 R1은 원하는 메시지들을 검출할 수 있다. 마지막 블록인 블록 b에서 수신 신호 Y₁(b)가 도착하면, 상기 수신기 R1은 이전에 검출된 코드워드 U(b-1)을 사용하여 U(b-1)을 제거하고 알려진 메시지 "1"을 사용하여 V(b)을 제거함으로써 desired signal인 [V(b-1) U(b)]를 검출하여 메시지 m_1,b _-1을 복원한다.

상기 수신기 R2는 상기 수신기 R1과 유사한 방식으로 상기 수신기 1의 desired signal를 간섭 신호로서 검출하고, 상기 검출된 간섭 신호를 수신 신호들로부터 제거함으로써 상기 수신기 R2의 desired signal를 검출한다.

구체적으로, 상기 수신기 R2는 블록 1과 블록 2를 통해 중첩되는 수신 신호들 Y₂(1)과 Y₂(2)가 입력되면, 알려진 메시지 "1"을 사용하여 코드워드 U(1)을 제거하고, X₂(1)과 V(2) 및 X₂(2)를 잡음으로 간주함으로써, 상기 수신기 R2에 대한 간섭 신호인 [V(1) U(2)]를 검출하여 메시지 m₁₁을 복원한다(편의상, 복원된 메시지 m₁₁은 도 3에서

로 표시하였음). 다음 단계에서 상기 수신기 2는 수신 신호들로부터 알려진 메시지 "1"을 사용하여 상기 메시지 m₁₁을 사용하여 이전 블록에서 검출된 V(1)을 제거한 뒤, X₂(1)을 검출하여 메시지 m₂₁을 복원한다.

마찬가지로 이후의 블록들에서 상기 수신기 R2는 원하는 메시지들을 검출할 수 있다. 마지막 블록인 블록 b에서 수신 신호 Y₁(b)가 도착하면, 상기 수신기 R2는 이전에 검출된 코드워드 V(b)를 사용하여, 최근 2개의 블록들의 수신 신호들에 대한 디코딩 동작을 수행한다.

셀룰러 환경에서 SWSC 방식을 운영하기 위하여, 송신기들(102,102a) 중 하나 혹은 별도의 네트워크 엔터티(도시하지 않음)가 코디네이터(coordinator)로 동작할 수 있다. 상기 코디네이터는 기지국들간 공동-스케줄링(co-scheduling) 동작을 수행하고, 용량 영역(capacity region)을 고려하여 중첩 코딩 방식을 적용할 사용자 페어를 선정하며, 송신되는 패킷들에 적용되는 SWSC 방식에 대한 시그널링 정보를 제공하며, SWSC 송신에 대한 피드백 동작 및 재송신 동작을 제어할 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같은 SWSC 방식은 1개의 안테나가 사용될 경우, 즉 단일 입력 단일 출력(single input single output: SISO, 이하 "SISO"라 칭하기로 한다) 방식이 사용될 경우를 고려한 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 다수 개의 안테나들이 사용될 경우, 즉 MIMO 방식이 사용될 경우 상기 MIMO 방식과 상기 SWSC 방식을 효율적으로 조합하여 신호를 송신 및 수신하는 방안을 제안한다.

본 발명의 일 실시예에서는 멀티-안테나(multi-antenna) 구조 내에서 SWSC 방식의 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 계층(sliding-window superposition coding layer, 이하 "sliding-window superposition coding layer"라 칭하기로 한다)의 구조를 사용하는 SWSC MIMO 방식을 제안하며, 상기 SWSC MIMO 방식은 SWSC 방식을 MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 적용할 경우 달성할 수 있는 최대 달성 가능 영역(achievable rate region, 이하 "achievable rate region"라 칭하기로 한다)을 가능하게 함으로써 SWSC MIMO 방식을 함께 운영하는 것을 가능하게 하고, 다양한 서비스 품질(quality of service: QoS, 이하 "QoS"라 칭하기로 한다) 요구 상황에서 새로운 구성 요소로서 적응적인 동작을 수행함으로써 스펙트럼 효율성을 현저하게 증가시킬 수 있다.

그러면 여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 본 발명의 일 실시예에서는 SWSC 방식을 멀티 안테나 네트워크, 즉 MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에 적용할 경우 모든 achievable rate region 들을 획득할 수 있는 SWSC MIMO 방식을 제안하며, 이는 다음과 같은 방식들을 포함한다.

(1) 각 빔(beam) 별로 스트림들과 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM, 이하 ‘QAM’이라 칭하기로 한다) 변조 계층의 조합으로 결정되는 SWSC 중첩 계층(superposition layer)을 포함하는 송신기 설계 방식

(2) SWSC MIMO 방식의 achievable rate region을 기반으로 적응적으로 SWSC MIMO 방식을 선택하여 송신 동작을 수행하는 송신기 설계 방식

(3) SWSC MIMO 방식을 셀룰라 환경에서 운영하는 방식

두 번째로, 본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 SWSC MIMO 방식을 SISO에 적용할 경우의 QAM 방식을 기반으로 하는 SWSC 방식을 제안한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 sliding-window superposition coding layer들의 개수와, 중첩 코딩 형태와, 성상도(constellation, 이하 "constellation"라 칭하기로 한다) 형태를 기반으로 하는 QAM-SWSC 송신기 설계 방식을 제안한다.

그러면 여기서 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 기반으로 MIMO 방식이 사용되는 셀룰라 다운링크 무선 채널에서의 인접 셀들간의 간섭을 제어하는 시나리오가 적용되는 무선 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 기반으로 MIMO 방식이 사용되는 셀룰라 다운링크 무선 채널에서의 인접 셀들간의 간섭을 제어하는 시나리오가 적용되는 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 먼저 상기 무선 통신 시스템은 다수 개의 셀들, 일 예로, 기지국(410)에 의해 관리되는 셀(411)과 기지국(420)에 의해 관리되는 셀(421)을 포함한다. 상기 기지국(410)과 기지국(420)간에는 백홀 연결이 설정되어 있다. 그리고, 상기 셀(411)과 상기 셀(421)의 경계 영역에는 각각 UE(430) 및 UE(440)가 존재한다.

상기 기지국(410)이 상기 UE(430)로 송신하는 desired signal는 상기 UE(440)에 대한 간섭 신호로 작용하게 된다. 또한, 상기 기지국(420)이 상기 UE(440)로 송신하는 desired signal은 상기 UE(430)에 대한 간섭 신호로 작용하게 된다.

도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 기반으로 MIMO 방식이 사용되는 셀룰라 다운링크 무선 채널에서의 인접 셀들간의 간섭을 제어하는 시나리오가 적용되는 무선 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식을 운용하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식을 운용하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 먼저 UE(500)는 상기 UE(500) 자신이 속한 기지국(510)으로 피드백 메시지를 송신한다(511단계). 여기서, 상기 피드백 메시지는 특정 이벤트(event) 발생시 혹은 주기적으로 송신된다. 상기 피드백 메시지는 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI, 이하 "CQI"라 칭하기로 한다)와, 채널 상태 정보(channel state information: CSI, 이하 "CSI"라 칭하기로 한다)와, 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI, 이하 "PMI"라 칭하기로 한다)와, QoS 등을 포함한다. 여기서, 상기 CQI는 수신 신호의 수신 신호 세기 지시자(received signal strength indicator: RSSI, 이하 "RSSI"라 칭하기로 한다)와, 수신 신호 코드 전력(received signal code power: RSCP, 이하 "RSCP"라 칭하기로 한다)과, 기준 신호 수신 전력(reference signal received power: RSRP, 이하 "RSRP"라 칭하기로 한다)과, 기준 신호 수신 품질(reference signal received quality: RSRQ, 이하 "RSRQ"라 칭하기로 한다)과, 캐리어대 간섭 잡음비(carrier-to-interference noise ratio: CINR, 이하 "CINR"라 칭하기로 한다)와, 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio: SNR, 이하 "SNR"이라 칭하기로 한다)와, 블록 에러 레이트(block error rate: BLER, 이하 "BLER"이라 칭하기로 한다) 등과 같은 다양한 파라미터들을 기반으로 생성될 수 있다.

한편, 상기 UE(500)로부터 피드백 메시지를 수신한 기지국(510)은 다른 기지국들과 협력하여 상기 SWSC MIMO 방식이 제공할 수 있는 achievable rate region들을 검출한다(513단계). 여기서, 상기 기지국(510)과 다른 기지국들은 일 예로 백홀을 통해 연결될 수 있으며, 상기 기지국(510)은 상기 기지국(510)과 다른 기지국들을 관리하는 중앙 유닛(centralized unit)의 제어 하에 상기 SWSC MIMO 방식이 제공할 수 있는 achievable rate region들을 검출할 수 있다.

한편, 상기 기지국(510)은 상기 UE(500)의 QoS를 고려하여 상기 UE(500)가 가장 큰 achievable rate region을 통해 서비스를 제공받도록 UE들에게 자원을 할당하고, 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS, 이하 "MCS"라 칭하기로 한다) 레벨 및 SWSC MIMO 방식을 결정한다(515단계). 여기서, 상기 SWSC MIMO 방식은 (1) sliding-window superposition coding layer의 구조, (2) sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, (3) QAM 변조 계층(modulation layer, 이하 "modulation layer"라 칭하기로 한다)의 구조, (4) SWSC superposition layer 신호를 전달하는 빔 포밍 행렬(beamforming matrix) 중 적어도 하나를 포함한다.

그리고 나서, 상기 기지국(510)에서 상기 UE(500)에 대해 결정된 MCS 레벨 및 SWSC MIMO 방식에 관련된 정보가 상기 UE(500)로 시그널링(signaling)된다(517단계). 또한, 상기 기지국(510)은 상기 결정된 SWSC MIMO 방식을 기반으로 상기 UE(500)에게 desired signal을 송신한다(519단계). 한편, 도 5에서는 상기 기지국(510)이 1개의 기지국으로 도시되어 있으나, 상기 기지국(510)은 협력 통신을 제공하는 다수 개의 기지국들을 포함할 수도 있음은 물론이며, 따라서 상기 기지국(510)이 다수 개의 기지국들을 포함할 경우, 상기 UE(500)를 타겟으로 하지 않는, 다른 UE들에게 송신되는 desired signal은 상기 UE(500)에 대한 간섭 신호로서 상기 UE(500)에 수신된다(521단계).

상기 UE(500)는 상기 메시지를 통해 상기 기지국(510)으로부터 수신한 MCS 레벨 및 SWSC MIMO 방식에 관련된 정보를 기반으로 desired signal과 간섭 신호가 동시에 수신될 경우 SWSC SISO 방식과 유사한 방식으로 상기 SWSC 방식의 송신 구조를 사용하여 적응적 디코딩(adaptive decoding) 혹은 반복 소프트 디코딩(iterative soft decoding) 방식을 기반으로 디코딩 동작을 수행하고, 따라서 상기 desired signal을 복원한다(523단계).

도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식을 운용하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 먼저 제어기(610)는 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조(620), 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합(630), QAM modulation layer의 구조(640), 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix(650)를 결정한다. 여기서, 신호 송신 장치, 일 예로 기지국이 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix를 결정하는 동작에 대해서는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 제어기(610)는 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해 스트림들의 개수를 2개로 결정하고, 상기 2개의 스트림들 중 하나의 스트림에 대해서는 2개의 sliding-window superposition coding layer 구조들을 사용하도록 결정하고, 상기 2개의 스트림들 중 나머지 하나의 스트림에 대해서는 3개의 sliding-window superposition coding layer 구조들을 사용하도록 결정한다고 가정하기로 한다.

따라서, 2개의 스트림들, 즉 2개의 코드워드들 중 어느 한 코드워드는 스크램블러(scrambler)(621-1)로 입력되고, 상기 스크램블러(621-1)는 상기 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식을 기반으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호로 생성하고, 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크림블링된 신호들을 포함한다. 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 변조 매퍼(modulation mapper)(631-1)로 출력되고, 상기 변조 매퍼(631-1)는 상기 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 계층 매퍼(layer mapper)(641-1)로 출력한다. 상기 계층 매퍼(641-1)는 상기 변조 매퍼(631-1)에서 출력한 변조된 신호에 대해 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하는 계층 매핑 동작을 수행하여 계층 매핑된 신호를 생성한 후 프리코더(precoder)(651-1)로 출력한다. 상기 프리코더(651-1)는 미리 결정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 상기 계층 매퍼(641-1)에서 출력한 계층 매핑된 신호에 대해 프리코딩 동작을 수행하여 프리코딩된 신호를 생성한 후 가산기(653)로 출력한다.

한편, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(623-1)로 출력된다. 상기 버퍼(623-1)는 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 스크램블러(621-1)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링하고 있다가 해당 시점에서 상기 버퍼링하고 있던 서브 스크램블링된 신호를 변조 매퍼(631-2)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(631-2)는 상기 버퍼(623-1)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 계층 매퍼(641-2)로 출력한다. 상기 계층 매퍼(641-2)는 상기 변조 매퍼(631-2)에서 출력한 변조된 신호에 대해 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하는 계층 매핑 동작을 수행하여 계층 매핑된 신호를 생성한 후 프리코더(651-2)로 출력한다. 상기 프리코더(651-2)는 미리 결정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 상기 계층 매퍼(641-2)에서 출력한 계층 매핑된 신호에 대해 프리코딩 동작을 수행하여 프리코딩된 신호를 생성한 후 상기 가산기(653)로 출력한다.

한편, 상기 2개의 스트림들, 즉 2개의 코드워드들 중 나머지 한 코드워드는 스크램블러(621-2)로 입력되고, 상기 스크램블러(621-2)는 상기 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식을 기반으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호로 생성하고, 상기 스크램블링된 신호는 3개의 서브 스크림블링된 신호들을 포함한다. 상기 3개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 변조 매퍼(631-3)로 출력되고, 상기 변조 매퍼(631-3)는 상기 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 계층 매퍼(641-3)로 출력한다. 상기 계층 매퍼(641-3)는 상기 변조 매퍼(631-3)에서 출력한 변조된 신호에 대해 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하는 계층 매핑 동작을 수행하여 계층 매핑된 신호를 생성한 후 프리코더(651-3)로 출력한다. 상기 프리코더(651-3)는 미리 결정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 상기 계층 매퍼(641-3)에서 출력한 계층 매핑된 신호에 대해 프리코딩 동작을 수행하여 프리코딩된 신호를 생성한 후 상기 가산기(653)로 출력한다.

한편, 상기 3개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 2개의 서브 스크램블링된 신호들은 버퍼(623-2)로 출력된다. 상기 버퍼(623-2)는 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 스크램블러(621-2)에서 출력한 2개의 서브 스크램블링된 신호들을 버퍼링하고 있다가 해당 시점에서 상기 버퍼링하고 있던 2개의 서브 스크램블링된 신호들을 각각 변조 매퍼(631-4) 및 변조 매퍼(631-5)로 출력한다.

상기 변조 매퍼(631-4)는 상기 버퍼(623-2)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 계층 매퍼(641-4)로 출력한다. 상기 계층 매퍼(641-4)는 상기 변조 매퍼(631-4)에서 출력한 변조된 신호에 대해 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하는 계층 매핑 동작을 수행하여 계층 매핑된 신호를 생성한 후 프리코더(651-4)로 출력한다. 상기 프리코더(651-4)는 미리 결정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 상기 계층 매퍼(641-4)에서 출력한 계층 매핑된 신호에 대해 프리코딩 동작을 수행하여 프리코딩된 신호를 생성한 후 상기 가산기(653)로 출력한다.

또한, 상기 변조 매퍼(631-5)는 상기 버퍼(623-2)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 계층 매퍼(641-5)로 출력한다. 상기 계층 매퍼(641-5)는 상기 변조 매퍼(631-5)에서 출력한 변조된 신호에 대해 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하는 계층 매핑 동작을 수행하여 계층 매핑된 신호를 생성한 후 프리코더(651-5)로 출력한다. 상기 프리코더(651-5)는 미리 결정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 상기 계층 매퍼(641-5)에서 출력한 계층 매핑된 신호에 대해 프리코딩 동작을 수행하여 프리코딩된 신호를 생성한 후 상기 가산기(653)로 출력한다.

상기 가산기는 상기 프리코더(651-1)와, 프리코더(651-2)와, 프리코더(651-3)와, 프리코더(651-4)와, 프리코더(651-5) 각각에서 출력한 프리코딩된 신호를 가산한 후 안테나 포트들(661)로 출력한다. 상기 안테나 포트들(611)은 상기 가산기(653)에서 출력한 신호를 에어(air)를 통해 송신한다.

또한, 도 6에서는 상기 신호 송신 장치가 상기 제어기(610)와, 스크램블러(621-1)와, 스크램블러(621-2)와, 버퍼(623-1)와, 버퍼(623-2)와, 변조 매퍼(631-1)와, 변조 매퍼(631-2)와, 변조 매퍼(631-3)와, 변조 매퍼(631-4)와, 변조 매퍼(631-5)와, 계층 매퍼(641-1)와, 계층 매퍼(641-2)와, 계층 매퍼(641-3)와, 계층 매퍼(641-4)와, 계층 매퍼(641-5)와, 즉 프리코더(651-1)와, 프리코더(651-2)와, 프리코더(651-3)와, 프리코더(651-4)와, 프리코더(651-5)와, 가산기(653)와, 안테나 포트들(661)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치는 상기 제어기(610)와, 스크램블러(621-1)와, 스크램블러(621-2)와, 버퍼(623-1)와, 버퍼(623-2)와, 변조 매퍼(631-1)와, 변조 매퍼(631-2)와, 변조 매퍼(631-3)와, 변조 매퍼(631-4)와, 변조 매퍼(631-5)와, 계층 매퍼(641-1)와, 계층 매퍼(641-2)와, 계층 매퍼(641-3)와, 계층 매퍼(641-4)와, 계층 매퍼(641-5)와, 즉 프리코더(651-1)와, 프리코더(651-2)와, 프리코더(651-3)와, 프리코더(651-4)와, 프리코더(651-5)와, 가산기(653)와, 안테나 포트들(661) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 신호 송신 장치는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.

도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 신호를 송신하는 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 신호를 송신하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 도 7에 도시되어 있는 신호 송신 장치가 신호를 송신하는 과정은 신호 송신 장치가 2개의 스트림들을 송신하고, 상기 2개의 스트림들 중 어느 한 스트림에 대해서는 sliding-window superposition coding layer의 개수를 2개로 설정하고, 상기 2개의 스트림들 중 나머지 한 스트림에 대해서는 sliding-window superposition coding layer의 개수를 3개로 설정하고, 2개의 안테나들을 사용할 경우의 신호 송신 과정임에 유의하여야만 할 것이다.

도 7에 도시되어 있는 바와 같이 신호 송신 장치는 2개의 스트림들 중 어느 한 스트림, 일 예로 스트림 1에 대해서는 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 계층 1 및 계층 2를 적용하고, 상기 2개의 스트림들 중 나머지 한 스트림, 일 예로 스트림 2에 대해서는 3개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 계층 1과, 계층 2 및 계층 3을 적용한다.

또한, 도 7에서, m_ij는 신호 송신 장치 i가 블록(block) j에서 송신하고자하는 메시지를 나타내고, U는 SWSC 송신 방식에서 사용되는 코드 U를 나타내며, V는 상기 SWSC 송신 방식에서 사용되는 코드 V를 나타내며, X_i는 신호 송신 장치 i가 송신하는 신호를 나타내며, X_i(j)는 신호 송신 장치 i가 상기 블록 j에서 송신하는 신호를 나타내며, X_ij는 상기 신호 송신 장치 i가 안테나 포트 j에서 송신하는 심볼(symbol)을 나타내며, T_ij는 상기 신호 송신 장치 i가 사용하는 SWSC 계층 j에 대한 프리코딩 행렬을 나타낸다.

또한, 도 7에서 세로 타원은 코드 U 또는 코드 V를 기반으로 코딩되는 SWSC superposition layer를 나타내고, 대각선 타원은 동일한 메시지가 2개의 블록들을 통해 송신되는 것을 나타낸다.

결론적으로, 상기 신호 송신 장치는 하기 수학식 1과 같은 신호를 송신하게 된다.

<수학식 1>

도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 신호를 송신하는 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 송신 신호를 생성하는 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 송신 신호를 생성하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우 신호 송신 장치는 각 빔 별로 SWSC superposition layer 신호를 전달한다. 그러면, 신호 수신 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC SISO 방식에서와 같이 조인트(joint) 최대 우도(maximum likelihood: ML, 이하 "ML"이라 칭하기로 한다) 검출 방식 혹은 선형 최소 평균 제곱 에러(linear minimum mean squared error: LMMSE, 이하 "LMMSE"라 칭하기로 한다) 검출 방식 등과 같은 선형 검출 방식을 기반으로 심볼 레벨 검출(symbol-level detection) 동작을 수행하고, SWSC 방식의 step-superposition coding 송신 구조를 기반으로 적응적 디코딩(adaptive decoding) 동작이나 반복 소프트 디코딩(iterative soft decoding) 동작을 수행하여 desired signal을 복원한다.

또한, 도 8에서 T₁과 T₂는 각각 SWSC superposition layer 신호를 전달하는 빔포밍 행렬(beamforming matrix)을 나타내고, V와 U는 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation: PAM, 이하 "PAM"이라 칭하기로 한다)/QAM 구성의 SWSC superposition layer 신호를 나타낸다.

도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 신호 송신 장치가 송신 신호를 생성하는 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 하기 수학식 2와 같은 이론적 achievable rate region을 고려하여 요구하는 QoS를 만족하면서도, 더 높은 스펙트럼 효율성을 확보하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식에서는 심볼 단위 및 블록 단위를 고려한 구체적인 동작 방식이 필요로 된다.

<수학식 2>

상기 심볼 단위 및 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 방식에 대해서 설명하기로 하며, 이를 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 먼저 도 9에 도시되어 있는 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정은 단일 스트림이 송신되고, 상기 단일 스트림에 대해서는 2개의 SWSC superposition layer들이 구성된다고 가정할 경우의 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다. 만약, 단일 스트림이 아닌 다수 개의 스트림들이 송신된다면 신호 송신 장치는 도 7에서 설명한 바와 같이 송신 신호를 생성할 수 있다.

도 9에서 세로 타원은 코드 U 또는 코드 V를 기반으로 코딩되는 SWSC superposition layer를 나타내고, 대각선 타원은 동일한 메시지 m이 2개의 블록들 동안 송신되는 것을 나타낸다. 또한, 도 9에서 T₁과 T₂는 각각 SWSC superposition layer 신호를 전달하는 빔포밍 행렬을 나타낸다.

한편, 도 9에서는 1개의 블록이 다수 개의 심볼들을 포함하기 때문에, 도 9에 도시되어 있는 바와 같은, 블록 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정은 도 10에 도시되어 있는 바와 같은 심볼 단위를 고려하는 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정에 의해 지원될 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 심볼 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 먼저 도 10에 도시되어 있는 심볼 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정은 단일 스트림이 송신되고, 상기 단일 스트림에 대해서는 2개의 SWSC superposition layer들이 구성된다고 가정할 경우의 심볼 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다. 만약, 단일 스트림이 아닌 다수 개의 스트림들이 송신된다면 신호 송신 장치는 도 7에서 설명한 바와 같이 송신 신호를 생성할 수 있다.

먼저, 신호 송신 장치는 SWSC superposition layer들의 개수를 결정하면, 일 예로, 도 10에서는 신호 송신 장치가 SWSC superposition layer들의 개수를 2개라고 결정하면, 상기 2개의 SWSC superposition layer들의 구조에 따른 QAM 조합을 선택한다. 여기서, 상기 신호 송신 장치는 원하는 achievable rate region에 따라 16-QAM+16-QAM의 조합을 선택할 수도 있고, 이와는 달리 64-QAM+QPSK(quadrature phase shift keying)의 조합 등을 선택할 수 있다. 그리고 나서, 상기 신호 송신 장치는 상기 선택한 QAM 조합을 더 작은 modulation layer들로 분할함으로써 변조 매핑 동작을 완료한다.

도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 심볼 단위를 고려하는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11을 참조하여 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 11은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 먼저 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치(1100)는 QAM 심볼들을 몇 개의 송신 계층(transmission layer)들로 매핑하는지에 대해서만 결정한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 신호 송신 장치(1100)에서 다수 개, 일 예로 2개의 코드워드들은 각각 스크램블러(1111-1) 및 스크램블러(1111-2)로 입력된다. 상기 스크램블러(1111-1)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호를 변조 매퍼(1113-1)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(1113-1)는 상기 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 매핑 방식을 기반으로 변조하여 변조된 신호를 생성한 후 계층 매퍼(1115)로 출력한다.

또한, 상기 스크램블러(1111-2)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호를 변조 매퍼(1113-2)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(1113-2)는 상기 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 매핑 방식을 기반으로 변조하여 변조된 신호를 생성한 후 상기 계층 매퍼(1115)로 출력한다.

상기 계층 매퍼(1115)는 상기 변조 매퍼(1113-1) 및 변조 매퍼(1113-2) 각각에서 출력한 변조된 신호에 대해 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하는 계층 매핑 동작을 수행하여 계층 매핑된 신호를 생성한 후 프리코더(1117)로 출력한다. 상기 프리코더(1117)는 상기 계층 매퍼(1115)에서 출력된 신호를 미리 설정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 프리코딩하여 프리코딩된 신호를 생성한 후 안테나 포트들(1119)로 출력한다. 상기 안테나 포트들(1119)은 상기 프리코더(1117)에서 출력한 신호를 에어 상으로 송신한다.

이와는 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식이 사용될 경우, 신호 송신 장치(1120)가 포함하는 계층 매퍼는 분할된 QAM 심볼을 선택하거나, 혹은 조합하여 몇 개의 송신 계층들로 매핑할지를 결정한다. 여기서, 상기 계층 매퍼는 상기 신호 송신 장치(1120)가 포함하는 제어기(1110)의 제어에 따라 QAM 심볼들을 몇 개의 송신 계층들로 매핑할지를 결정하며, 상기 제어기(1110)는 UE로부터 수신되는 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI/CSI/PMI를 기반으로 최적 achievable rate region을 성취할 수 있도록 상기 QAM 심볼들을 몇 개의 송신 계층들로 매핑할지를 결정한다. 또한, 상기 신호 송신 장치(1120)는 각 SWSC superposition layer 신호를 전달하는 빔 포밍 행렬을 설계한다. 상기 신호 송신 장치(1120)는 상기에서 설명한 바와 같은 동작들을 심볼 단위로 수행한다.

특히, 도 11에서, ③에 해당하는 5개의 계층 매퍼들, 즉 계층 매퍼(1141-1)과, 계층 매퍼(1141-2)와, 계층 매퍼(1141-3)과, 계층 매퍼(1141-4) 및 계층 매퍼(1141-5) 각각은 1개의 계층 매퍼로 통합 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 1개의 계층 매퍼는 상기 계층 매퍼(1141-1)와, 계층 매퍼(1141-2)와, 계층 매퍼(1141-3)와, 계층 매퍼(1141-4) 및 계층 매퍼(1141-5) 모두에서 수행하는 동작과 동일한 동작을 수행할 수 있으며, 5개의 프리코더들, 즉 프리코더(1151-1)와, 프리코더(1151-2)와, 프리코더(1151-3)와, 프리코더(1151-4)와, 프리코더(1151-5)으로 각각 출력되는 다수 개의 출력 신호들을 생성하기 위해 다수 개의 SWSC superposition layer에서 출력되는 신호들을 입력 신호들로 사용할 수 있게 된다.

또한, 도 11에 도시되어 있는 제어기(1110)와, 스크램블러(1121-1)와, 스크램블러(1121-2)와, 버퍼(1123-1)와, 버퍼(1123-2)와, 변조 매퍼(1131-1)와, 변조 매퍼(1131-2)와, 변조 매퍼(1131-3)와, 변조 매퍼(1131-4)와, 변조 매퍼(1131-5)와, 계층 매퍼(1141-1)와, 계층 매퍼(1141-2)와, 계층 매퍼(1141-3)와, 계층 매퍼(1141-4)와, 계층 매퍼(1141-5)와, 즉 프리코더(1151-1)와, 프리코더(1151-2)와, 프리코더(1151-3)와, 프리코더(1151-4)와, 프리코더(1151-5)와, 가산기(1153)와, 안테나 포트들(1161)은 각각 도 6의 제어기(610)와, 스크램블러(621-1)와, 스크램블러(621-2)와, 버퍼(623-1)와, 버퍼(623-2)와, 변조 매퍼(631-1)와, 변조 매퍼(631-2)와, 변조 매퍼(631-3)와, 변조 매퍼(631-4)와, 변조 매퍼(631-5)와, 계층 매퍼(641-1)와, 계층 매퍼(641-2)와, 계층 매퍼(641-3)와, 계층 매퍼(641-4)와, 계층 매퍼(641-5)와, 즉 프리코더(651-1)와, 프리코더(651-2)와, 프리코더(651-3)와, 프리코더(651-4)와, 프리코더(651-5)와, 가산기(653)와, 안테나 포트들(661)과 동일한 동작을 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 도 11에서는 상기 신호 송신 장치(1120)가 상기 제어기(1110)와, 스크램블러(1121-1)와, 스크램블러(1121-2)와, 버퍼(1123-1)와, 버퍼(1123-2)와, 변조 매퍼(1131-1)와, 변조 매퍼(1131-2)와, 변조 매퍼(1131-3)와, 변조 매퍼(1131-4)와, 변조 매퍼(1131-5)와, 계층 매퍼(1141-1)와, 계층 매퍼(1141-2)와, 계층 매퍼(1141-3)와, 계층 매퍼(1141-4)와, 계층 매퍼(1141-5)와, 즉 프리코더(1151-1)와, 프리코더(1151-2)와, 프리코더(1151-3)와, 프리코더(1151-4)와, 프리코더(1151-5)와, 가산기(1153)와, 안테나 포트들(1161)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치(1120)는 상기 제어기(1110)와, 스크램블러(1121-1)와, 스크램블러(1121-2)와, 버퍼(1123-1)와, 버퍼(1123-2)와, 변조 매퍼(1131-1)와, 변조 매퍼(1131-2)와, 변조 매퍼(1131-3)와, 변조 매퍼(1131-4)와, 변조 매퍼(1131-5)와, 계층 매퍼(1141-1)와, 계층 매퍼(1141-2)와, 계층 매퍼(1141-3)와, 계층 매퍼(1141-4)와, 계층 매퍼(1141-5)와, 즉 프리코더(1151-1)와, 프리코더(1151-2)와, 프리코더(1151-3)와, 프리코더(1151-4)와, 프리코더(1151-5)와, 가산기(1153)와, 안테나 포트들(1161) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 신호 송신 장치(1120)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.

도 11에서는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 일 실시예에 다른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 성취하고자 하는 achievable rate region에 따른 구체적인 동작 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 도 12에 도시되어 있는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정은 1개의 스트림이 송신되고, 상기 1개의 스트림에 대해서는 2개의 SWSC superposition layer들이 구성되고, 2개의 안테나들이 사용된다고 가정할 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 12에서 세로 타원 및 대각선 타원과, 각 term에 대한 정의는 도 7 및 도 9에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 도 13에 도시되어 있는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정은 1개의 스트림이 송신되고, 상기 1개의 스트림에 대해서는 4개의 SWSC superposition layer들이 구성되고, 2개의 안테나들이 사용된다고 가정할 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 13에서 세로 타원 및 대각선 타원과, 각 term에 대한 정의는 도 7 및 도 9에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 13에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 1개의 스트림이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 2개의 스트림들이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 2개의 스트림들이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 도 14에 도시되어 있는 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정은 2개의 스트림들이 송신되고, 상기 2개의 스트림들 각각에 대해서는 2개의 SWSC superposition layer들이 구성되고, 2개의 안테나들이 사용된다고 가정할 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 14에서 세로 타원 및 대각선 타원과, 각 term에 대한 정의는 도 7 및 도 9에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 14에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 2개의 스트림들이 송신될 경우의 SWSC MIMO 방식에 대한 구체적인 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 16을 참조하여 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC SISO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 16은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC SISO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 16을 참조하면, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식에 멀티 안테나가 아닌 단일 안테나를 적용할 경우, 도 16에 도시되어 있는 바와 같이 QAM 방식 기반의 SWSC 방식으로 변경될 수 있다.

먼저, 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치(1600)에서 1개의 코드워드는 스크램블러(1611)로 입력된다. 상기 스크램블러(1611)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호를 변조 매퍼(1613)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(1613)는 상기 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 매핑 방식을 기반으로 변조하여 변조된 신호를 생성한 후 안테나(1615)를 통해 에어 상으로 송신한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식이 사용될 경우, 멀티 안테나가 아닌 단일 안테나가 적용될 경우 QAM 방식 기반의 SWSC 방식으로 변경될 수 있으며, 따라서 신호 송신 장치(1620)에서 코드워드는 스크램블러(1621) 및 스크램블러(1631)로 입력된다.

상기 스크램블러(1621)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성한다. 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크램블링된 신호들을 포함하며, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 바로 변조 매퍼(1627)로 출력되고, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(1623)로 출력된다. 상기 버퍼(1623)는 상기 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링한 후 해당 시점에 상기 변조 매퍼(1627)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(1627)는 미리 설정되어 있는 변조 방식을 기반으로 변조하여 변조된 신호를 생성하고, 상기 생성된 변조된 신호는 안테나(1629)를 통해 에어 상으로 송신된다. 여기서, 상기 변조 매퍼(1627)는 제어기(1625)의 제어에 따라 동작한다.

또한, 상기 스크램블러(1631)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성한다. 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크램블링된 신호들을 포함하며, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 바로 변조 매퍼(1635)로 출력되고, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(1633)로 출력된다. 상기 버퍼(1633)는 상기 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링한 후 해당 시점에 변조 매퍼(1637)로 출력한다.

상기 변조 매퍼(1635)는 미리 설정되어 있는 변조 방식을 기반으로 변조하여 변조된 신호를 생성하고, 상기 생성된 변조된 신호를 가산기(1641)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(1637)는 미리 설정되어 있는 변조 방식을 기반으로 변조하여 변조된 신호를 생성하고, 상기 생성된 변조된 신호를 상기 가산기(1641)로 출력한다. 상기 가산기(1641)는 제어기(1639)의 제어에 따라 상기 변조 매퍼(1635)에서 출력한 변조된 신호 및 상기 변조 매퍼(1637)에서 출력한 변조된 신호를 가산하여 가산된 신호를 생성하고, 상기 가산된 신호는 안테나(1643)를 통해 에어 상으로 송신된다.

또한, 도 16에서는 상기 신호 송신 장치(1620)가 상기 스크램블러(1621)와, 버퍼(1623)와, 제어기(1625)와, 변조 매퍼(1627)와, 안테나(1629)와, 스크램블러(1631)와, 버퍼(1633)와, 변조 매퍼(1635)와, 변조 매퍼(1637)와, 제어기(1639)와, 가산기(1641)와, 안테나(1643)와 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치(1620)는 상기 스크램블러(1621)와, 버퍼(1623)와, 제어기(1625)와, 변조 매퍼(1627)와, 안테나(1629)와, 스크램블러(1631)와, 버퍼(1633)와, 변조 매퍼(1635)와, 변조 매퍼(1637)와, 제어기(1639)와, 가산기(1641)와, 안테나(1643) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 신호 송신 장치(1620)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.

도 16에서는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC SISO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 신호 송신 장치의 구조의 차이의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 중첩 코딩 리스트(superposition coding list, 이하 "superposition coding list"라 칭하기로 한다)에 대해서 설명하기로 한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 superposition coding list를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 17을 참조하면, 먼저 QAM-SWSC 방식을 사용하는 신호 송신 장치를 설계할 경우, sliding-window superposition coding layer들의 개수, superposition coding 형태, constellation 형태가 고려되어야만 한다. 일 예로, 16-QAM/16-QAM를 사용하는 2-layer QAM-SWSC 방식(2-Layer QAM-SWSC with 16-QAM/16-QAM)이 사용될 경우 도 17에 도시되어 있는 바와 같은 신호 송신 장치의 superposition coding list가 생성될 수 있다.

도 17에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 superposition coding list에 대해서 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 achievable rate region에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, QAM-SWSC 방식을 사용하는 신호 송신 장치를 설계할 경우 sliding-window superposition coding layer들의 개수, superposition coding 형태, constellation 형태가 고려되는 이유는 상기 sliding-window superposition coding layer들의 개수, superposition coding 형태, constellation 형태가 QAM-SWSC achievable rate region을 생성하기 때문이다. 따라서, 신호 송신 장치가 다양한 achievable rate region들을 지원함으로써 클로즈드 루프(closed-loop)를 기반으로 적응적인 QAM-SWSC 방식을 가능하게 한다.

그러면 여기서 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 18을 참조하면, 먼저 도 18에 도시되어 있는 achievable rate region은 각 SWSC superposition layer 신호를 4-PAM + 4-PAM 방식을 기반으로 결합하여 16-QAM 방식으로 송신하는 경우, SNR=10 dB, SIR = 1dB의 시메트릭(symmetric) 가산성 백색 가우시안 잡음(additive white Gaussian noise: AWGN, 이하 "AWGN"라 칭하기로 한다) 간섭 채널에서의 achievable rate region임에 유의하여야만 할 것이다.

도 18에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있는 도면이다.

도 19를 참조하면, 먼저 동일한 uniform 16-QAM 방식을 사용하는 SWSC 방식이라고 할지라도 superposition coding 형태를 변경하여 각 SWSC superposition layer 신호를 QPSK + QPSK 방식으로 변조할 경우는 도 18에 도시되어 있는 achievable rate region과는 다른 achievable rate region을 달성할 수 있다. 또한, 도 19에 도시되어 있는 achievable rate region은 SWSC superposition layer들의 개수와 constellation 형태는 uniform constellation으로 도 18의 SWSC superposition layer들의 개수와 constellation 형태와 동일하게 유지될 경우의 achievable rate region임에 유의하여야만 할 것이다.

도 19에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 20을 참조하면, 먼저 동일한 uniform 16-QAM 방식을 사용하는 SWSC 방식이라고 할지라도 SWSC superposition layer들의 개수를 변경하여 각 SWSC superposition layer 신호를 BPSK(binary phase shift keying) + BPSK + BPSK + BPSK 방식으로 변조할 경우는 도 18 및 도 19에 도시되어 있는 achievable rate region과는 다른 achievable rate region을 달성할 수 있다. 또한, 도 20에 도시되어 있는 achievable rate region은 constellation 형태는 uniform constellation으로 도 18의 constellation 형태와 동일하게 유지될 경우의 achievable rate region임에 유의하여야만 할 것이다.

도 20에 도시되어 있는 바와 같이 SWSC superposition layer들의 개수가 증가할 경우 도 18에 도시되어 있는 achievable rate region 보다 더 넓은 영역을 커버하는 achievable rate region을 달성할 수 있다.

도 20에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM 방식 기반의 SWSC SISO/MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 achievable rate region의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 21을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 21을 참조하면, 먼저 도 21에 도시되어 있는 신호 송신 장치의 내부 구조는 SWSC 방식을 통해 생성된 신호를 계층 매퍼와 프리코더에 직렬로 연결하여 멀티 안테나에 매핑하는 구조임에 유의하여야만 할 것이다.

먼저, 상기 신호 송신 장치에서 다수 개, 일 예로 2개의 코드워드들은 각각 스크램블러(2111) 및 스크램블러(2113)로 입력된다. 상기 스크램블러(2111)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크림블링된 신호들을 포함한다. 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 변조 매퍼(2121)로 출력되고, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(2115)로 출력된다. 상기 버퍼(2115)는 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 스크램블러(2111)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링하고 있다가 해당 시점에서 상기 버퍼링하고 있던 서브 스크램블링된 신호를 상기 변조 매퍼(2121)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(2121)는 상기 입력된 서브 스크램블링된 신호들을 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 계층 매퍼(2129)로 출력한다. 여기서, 상기 변조 매퍼(2121)의 동작은 제어기(2119)의 제어에 따라 수행된다.

한편, 상기 스크램블러(2113)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크림블링된 신호들을 포함한다. 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 변조 매퍼(2127)로 출력되고, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(2117)로 출력된다. 상기 버퍼(2117)는 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 스크램블러(2113)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링하고 있다가 해당 시점에서 상기 버퍼링하고 있던 서브 스크램블링된 신호를 상기 변조 매퍼(2127)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(2127)는 상기 입력된 서브 스크램블링된 신호들을 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 상기 계층 매퍼(2129)로 출력한다. 여기서, 상기 변조 매퍼(2127)의 동작은 제어기(2123)의 제어에 따라 수행된다.

상기 계층 매퍼(2129)는 상기 변조 매퍼(2121) 및 변조 매퍼(2127)에서 출력한 신호를 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하게 계층 매핑하여 계층 매핑된 신호를 생성하고, 상기 계층 매핑된 신호를 프리코더(2131)로 출력한다. 상기 프리코더(2131)는 상기 계층 매퍼(2129)에서 출력한 계층 매핑된 신호를 미리 설정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 프리코딩한 후 안테나 포트들(2133)로 출력한다. 상기 안테나 포트들(2133)은 상기 프리코더(2131)에서 출력한 신호를 에어 상으로 송신한다.

또한, 도 21에서는 상기 신호 송신 장치가 상기 스크램블러(2111)와, 스크램블러(2113)와, 버퍼(2115)와, 버퍼(2117)와, 제어기(2119)와, 변조 매퍼(2121)와, 제어기(2123)와, 변조기(2127)와, 계층 매퍼(2129)와, 프리코더(2131)와, 안테나 포트들(2133)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치는 상기 스크램블러(2111)와, 스크램블러(2113)와, 버퍼(2115)와, 버퍼(2117)와, 제어기(2119)와, 변조 매퍼(2121)와, 제어기(2123)와, 변조기(2127)와, 계층 매퍼(2129)와, 프리코더(2131)와, 안테나 포트들(2133) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

도 21에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 22를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 22를 참조하면, 먼저 도 22에 도시되어 있는 신호 송신 장치의 내부 구조는 SWSC 방식을 통해 생성된 신호를 계층 매퍼와 프리코더에 직렬로 연결하여 멀티 안테나에 매핑하는 구조임에 유의하여야만 할 것이다.

먼저, 상기 신호 송신 장치에서 다수 개, 일 예로 2개의 코드워드들은 각각 스크램블러(2211) 및 스크램블러(2213)로 입력된다. 상기 스크램블러(2211)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크림블링된 신호들을 포함한다. 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 변조 매퍼(2219)로 출력되고, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(2215)로 출력된다. 상기 버퍼(2215)는 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 스크램블러(2211)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링하고 있다가 해당 시점에서 상기 버퍼링하고 있던 서브 스크램블링된 신호를 상기 매퍼(2221)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(2219) 및 변조 매퍼(2221)는 각각 입력된 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 가산기(2225)로 출력한다. 상기 가산기(2225)는 제어기(2223)의 제어에 따라 상기 변조 매퍼(2219) 및 변조 매퍼(2221)에서 출력한 신호를 가산한 후 계층 매퍼(2235)로 출력한다.

한편, 상기 스크램블러(2213)는 상기 입력된 코드워드를 미리 설정되어 있는 스크램블링 방식으로 스크램블링하여 스크램블링된 신호를 생성하고, 상기 스크램블링된 신호는 2개의 서브 스크림블링된 신호들을 포함한다. 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 하나는 변조 매퍼(2227)로 출력되고, 상기 2개의 서브 스크램블링된 신호들 중 나머지 하나는 버퍼(2217)로 출력된다. 상기 버퍼(2217)는 미리 설정되어 있는 시간 동안 상기 스크램블러(2213)에서 출력한 서브 스크램블링된 신호를 버퍼링하고 있다가 해당 시점에서 상기 버퍼링하고 있던 서브 스크램블링된 신호를 변조 매퍼(2229)로 출력한다. 상기 변조 매퍼(2227) 및 변조 매퍼(2229) 각각은 입력된 서브 스크램블링된 신호를 미리 설정되어 있는 변조 방식에 상응하게 변조하여 변조된 신호로 생성한 후 가산기(2233)로 출력한다. 상기 가산기(2233)는 제어기(2231)의 제어에 따라 상기 변조 매퍼(2227) 및 변조 매퍼(2229)에서 출력한 신호를 가산한 후 상기 계층 매퍼(2235)로 출력한다.

상기 계층 매퍼(2235)는 상기 가산기(2225) 및 변조 매퍼(2233)에서 출력한 신호를 미리 설정되어 있는 계층 매핑 방식에 상응하게 계층 매핑하여 계층 매핑된 신호를 생성하고, 상기 계층 매핑된 신호를 프리코더(2237)로 출력한다. 상기 프리코더(2237)는 상기 계층 매퍼(2235)에서 출력한 계층 매핑된 신호를 미리 설정되어 있는 프리코딩 방식을 기반으로 프리코딩한 후 안테나 포트들(2239)로 출력한다. 상기 안테나 포트들(2239)은 상기 프리코더(2237)에서 출력한 신호를 에어 상으로 송신한다.

또한, 도 22에서는 상기 신호 송신 장치가 상기 스크램블러(2211)와, 스크램블러(2213)와, 버퍼(2215)와, 버퍼(2217)와, 변조 매퍼(2219)와, 변조 매퍼(2221)와, 제어기(2223)와, 가산기(2225)와, 변조 매퍼(2227)와, 변조 매퍼(2229)와, 제어기(2231)와, 가산기(2233)와, 계층 매퍼(2235)와, 프리코더(2237)와, 안테나 포트들(2239)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 신호 송신 장치는 상기 스크램블러(2211)와, 스크램블러(2213)와, 버퍼(2215)와, 버퍼(2217)와, 변조 매퍼(2219)와, 변조 매퍼(2221)와, 제어기(2223)와, 가산기(2225)와, 변조 매퍼(2227)와, 변조 매퍼(2229)와, 제어기(2231)와, 가산기(2233)와, 계층 매퍼(2235)와, 프리코더(2237)와, 안테나 포트들(2239) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용되는 신호 송신 장치의 내부 구조의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 UE가 PMI를 피드백하고, 기지국이 상기 PMI를 기반으로 조인트하게 프리코딩 행렬을 결정하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다. 이하 설명의 편의상, SWSC superposition layer들의 개수가 2개이고, 변조 차수(modulation order)가 고정되어 있다고 가정하기로 한다.

먼저, UE 1은 기지국 1과 기지국 2로부터 상기 UE 1로의 채널에 대해 측정된 채널 행렬 H₁₁과 채널 행렬 H₁₂를 사용하여 주어진 PMI 1 후보 집합, 즉 T₁₁과 T₁₂에 대한 후보 집합과 PMI 2의 후보 집합, 즉 T₂₁과 T₂₂에 대한 후보 집합을 기반으로 각 rate region, 즉 rate region R₁ 및 rate region R₂를 계산한다.

일 예로, 상기 UE 1이 간섭 신호 -> desired signal -> 간섭 신호 -> desired signal -> … 의 순서로 디코딩한다고 가정하면, 상기 UE 1에서의 rate region R₁과 rate region R₂는 하기 수학식 3과 같이 결정될 수 있다.

<수학식 3>

상기 수학식 3에서,

이고,

이다. 또한, 상기 수학식 3에서,

이고,

이다.

한편, 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 rate region은 하나의 심볼을 기반으로 하는 것이기 때문에, 다수 개의 심볼들을 포함하는 코드워드를 기반으로 하는 평균 rate region(average rate region, 이하 "average rate region"라 칭하기로 한다)을 검출하기 위해서는 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 rate region들간의 평균 rate region을 검출하기 위해 민코프스키 합(Minkowski sum, 이하 "Minkowski sum"라 칭하기로 한다)의 평균을 검출한다. 이렇게 PMI 1의 후보 집합과 PMI 2의 후보 집합 및 상기 PMI 1의 후보 집합과 PMI 2의 후보 집합에 상응하는 average rate region (R₁, R₂)에 대한 (후보들로서의) 다양한 정보들을 기지국 1로 피드백한다.

한편, UE 2에서의 동작 역시 UE 1의 동작과 유사하며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 UE 2는 기지국 1과 기지국 2로부터 상기 UE 2로의 채널에 대해 측정된 채널 행렬 H₂₁과 채널 행렬 H₂₂를 사용하여 주어진 PMI 1 후보 집합, 즉 T₁₁과 T₁₂에 대한 후보 집합과 PMI 2의 후보 집합, 즉 T₂₁과 T₂₂에 대한 후보 집합을 기반으로 각 rate region (R₁, R₂)를 계산한다.

일 예로, 상기 UE 2가 간섭 신호 -> desired signal -> 간섭 신호 -> desired signal -> … 의 순서로 디코딩한다고 가정하면 상기 UE 2에서의 rate region R₁과 rate region R₂는 하기 수학식 4와 같이 결정될 수 있다.

<수학식 4>

상기 수학식 4에서,

이고,

이다.

한편, 상기 수학식 4에 나타낸 바와 같은 rate region은 하나의 심볼을 기반으로 하는 것이기 때문에, 다수 개의 심볼들을 포함하는 코드워드를 기반으로 하는 average rate region을 검출하기 위해서는 상기 수학식 4에 나타낸 바와 같은 rate region들간의 평균 rate region을 검출하기 위해 Minkowski sum의 평균을 검출한다. 이렇게 PMI 1의 후보 집합과 PMI 2의 후보 집합 및 상기 PMI 1의 후보 집합과 PMI 2의 후보 집합에 상응하는 average rate region (R₁, R₂)에 대한 (후보들로서의) 다양한 정보들을 기지국 2로 피드백한다.

상기 UE 1과 UE 2로부터 피드백된 정보를 기반으로 상기 기지국 1과 기지국 2를 관리하는 제어 유닛은 상기 UE 1과 UE 2 모두로부터 동일한 PMI 1과 PMI 2 에 해당되는 각각의 average rate region (R1, R2)의 교집합(intersection)을 검출하는 방식으로 모든 후보들군에 대해 교집합으로 발생하는 rate region들을 검출한 정렬한다. 여기서, 상기 제어 유닛은 상기 교집합으로 발생된 rate region들 가장 큰 rate region에 상응하는 PMI 1과 PMI 2를 선택하고, 상기 선택한 PMI 1과 PMI 2를 각 기지국이 MIMO SWSC 방식을 기반으로 하는 신호 송신시 사용되도록 통보한다. 여기서, 각 기지국, 즉 상기 기지국 1 및 기지국 2는 상기 제어 유닛으로부터 통보받은 PMI 1과 PMI 2를 기반으로 MIMO SWSC 신호를 생성 및 송신한다.

한편, PMI의 일 예는

혹은

가 될 수 있으며, v_ij 혹은 u_ij는 변조 방식이 QPSK 방식일 경우, constellation의 위치에 따라

중 어느 하나의 값이 될 수 있으며, H_ij가 포함하는 값들은 채널에 따라 부여되는 복소수(complex number)로 결정된다. 또한, 상기 수학식 3 및 수학식 4에서 E는 기대값(expectation)을 선택하는 것을 나타낸다.

먼저, 신호 송신 장치는 스크램블링된 신호, 즉 스크램블링된 코드워드를 미리 설정되어 있는 매핑 방식을 기반으로 변조된 신호, 일 예로 변조 심볼로 매핑한다. 여기서, 상기 매핑 방식은 다양한 방식들로 구현될 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 23을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식에 대해서 설명하기로 한다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 16-QAM 방식의 constellation을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 23을 참조하면, 먼저 도 23에서 설명되는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들을 사용하고, 변조 방식으로서 16-QAM 방식을 사용한다고 가정할 경우의 매핑 방식임에 유의하여야만 한다.

이렇게, 신호 송신 장치가 2개의 안테나들을 사용하기 때문에, 상기 2개의 안테나들 각각을 통해서는 16-QAM 심볼이 송신된다.

먼저, 스크램블러, 일 예로 도 6에서 설명한 바와 같은 스크램블러(621-1)에서 출력되는 스크램블링된 신호, 일 예로 스크램블링된 코드워드가 포함하는 비트들은 16-QAM 심볼에 매핑되는 위치에 따라 최하위 비트(least significant bit: LSB, 이하 "LSB"라 칭하기로 한다)와 최상위 비트(most significant bit: MSB, 이하 "MSB"라 칭하기로 한다)로 분류될 수 있다.

먼저, 도 23에 도시되어 있는 바와 같은 16-QAM constellation을 고려하기로 한다. 만약, 16-QAM 심볼에 매핑된 비트들이 "1011"이라면, LSB는 01, MSB는 11이 된다. 즉, 상기 16-QAM 심볼에 매핑된 비트들 중 MSB는 상기 16-QAM 심볼 이 상기 16-QAM constellation 상의 4사분면에서 어떤 사분면에 위치하는지에 관련되고, 상기 16-QAM 심볼에 매핑된 비트들 중 LSB는 상기 16-QAM 심볼이 상기 MSB를 기반으로 결정된 사분면 내에서 어떤 성상도 포인트(constellation point)를 나타내는지에 관련된다.

한편, 상기 2개의 송신 안테나들이 안테나 1 및 안테나 2라고 가정할 경우, 상기 안테나 1을 통해 송신되는 16-QAM 심볼이 포함하는 LSB와 MSB를 각각 L1, M1이라고 칭하기로 한다.

또한, 상기 안테나 2를 통해 송신되는 16-QAM 심볼이 포함하는 LSB와 MSB를 각각 L2, M2라 칭하기로 한다.

먼저, SWSC MIMO 방식에서 스크램블링된 코드워드가 U1 계층 신호와 U2 계층 신호를 포함한다는 가정 하에서, 즉, 신호 송신 장치가 송신하고자 하는 스트림에 대해 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용한다는 가정 하에서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 매핑 방식은 도 24a 및 도 24b에 도시되어 있는 바와 같다.

도 24a 및 도 24b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 24a를 참조하면, 먼저 도 24a에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(L1,M1), U2=(L2,M2)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 24a에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 24a에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 known 메시지가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U2 코드워드가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 U1 코드워드가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드(도 24a에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신된다. 여기서, 상기 N2 메시지는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지 다음에 송신되는 메시지를 나타내며, 상기 N2 메시지 역시 U1 코드워드와 U2 코드워드를 포함한다. 도 24a에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 24b를 참조하면, 먼저 도 24b에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(L2,M2), U2=(L1,M1)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 24b에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 24b에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 U2 코드워드가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 known 메시지가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 N2 메시지(도 24b에 별도로 도시되어 있지 않음)가 포함하는 U2 코드워드가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U1 코드워드가 송신된다. 도 24b에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.도 24a 및 도 24b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 25a 내지 도 25d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 25a 내지 도 25d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 25a를 참조하면, 먼저 도 25a에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(M1,M2), U2=(L1,L2)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 25a에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 25a에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 U2 코드워드가 포함하는 L1과 known 메시지가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U2 코드워드가 포함하는 L2와 known 메시지가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 메시지에 포함되는 L1(도 25a에 별도로 도시되어 있지 않음) 및 U1 코드워드가 포함하는 M1이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 L2(도 25a에 별도로 도시되어 있지 않음) 및 U1 코드워드가 포함하는 M2가 송신된다. 도 25a에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

도 25b를 참조하면, 먼저 도 25b에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(L1,L2), U2=(M1,M2)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 25b에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 25b에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 known 메시지와 U2 코드워드가 포함하는 M1이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 known 메시지와 U2 코드워드가 포함하는 M2가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 U1 코드워드가 포함하는 L1 및 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 M1(도 25b에 별도로 도시되어 있지 않음)이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U1 코드워드가 포함하는 L2 및 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 M2(도 25b에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신된다. 도 25b에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 25c를 참조하면, 먼저 도 25c에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(L1,M2), U2=(M1,L2)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 25c에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 25c에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 known 메시지와 U2 코드워드가 포함하는 M1이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U2 코드워드가 포함하는 L2와 known 메시지가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 U1 코드워드가 포함하는 L1 및 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 M1(도 25c에 별도로 도시되어 있지 않음)이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 L2(도 25c에 별도로 도시되어 있지 않음) 및 U1 코드워드가 포함하는 M2가 송신된다. 도 25c에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 25d를 참조하면, 먼저 도 25d에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(M1,L2), U2=(L1,M2)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 25d에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 25d에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 U2 코드워드가 포함하는 L1과 known 메시지가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 known 메시지와 U2 코드워드가 포함하는 M2가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 L1(도 25d에 별도로 도시되어 있지 않음)이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U1 코드워드가 포함하는 L2 및 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 M2(도 25d에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신된다. 도 25d에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

도 25a 내지 도 25d에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 26을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 26을 설명하기에 앞서, 도 26에 도시되어 있는 매핑 방식은 U1 코드워드가 포함하는 비트 시퀀스 길이와 U2 코드워드가 포함하는 비트 시퀀스 길이가 다를 경우, 즉 U1 코드워드가 포함하는 비트들의 개수와 U2 코드워드가 포함하는 비트들의 개수가 다를 경우의 매핑 방식을 나타냄에 유의하여야만 할 것이다.

이와는 달리, 도 24a 내지 도 24b와, 도 25a 내지 도 25d에서 설명한 매핑 방식들은 U1 코드워드가 포함하는 비트 시퀀스 길이와 U2 코드워드가 포함하는 비트 시퀀스 길이가 동일할 경우, 즉 U1 코드워드가 포함하는 비트들의 개수와 U2 코드워드가 포함하는 비트들의 개수가 동일할 경우의 매핑 방식들임을 알 수 있다.

도 26을 참조하면, 먼저 도 26에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 2개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=(M2), U2=(L1,M1,L2)일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 26에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 2개의 블록들, 일 예로 블록 1 및 블록 2만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 26에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 U2 코드워드가 포함하는 L1과 U2 코드워드가 포함하는 M1이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U2 코드워드가 포함하는 L2와 known 메시지가 송신된다. 그리고, 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 L1 및 M1(도 26에 별도로 도시되어 있지 않음)이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드에 포함되는 L2(도 26에 별도로 도시되어 있지 않음) 및 U1 코드워드가 포함하는 M2가 송신된다. 도 26에 도시되어 있는 U1 코드워드 및 U2 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 및 U2 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 26에 도시되어 있는 바와 같이 U1 코드워드가 포함하는 비트 시퀀스 길이와 U2 코드워드가 포함하는 비트 시퀀스 길이가 다를 경우, 즉 U1 코드워드가 포함하는 비트들의 개수가 1이고, U2 코드워드가 포함하는 비트들의 개수가 3일 경우, 가능한 매핑 방식들은 도 26에 도시되어 있는 매핑 방식을 포함하여 총 8개가 존재함을 알 수 있다. 즉, U1 코드워드가 1개의 엘리먼트, 일 예로 M2를 포함하고, U2 코드워드가 3개의 엘리먼트들, 일 예로 L1,M1,L2를 포함하므로 4C3 X 2 (=8) 개의 가능한 매핑 방식들은 도 26에 도시되어 있는 매핑 방식을 포함하여 총 8개가 존재함을 알 수 있다.

도 26에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 27을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 SWSC MIMO 방식이 적용될 경우의 매핑 방식의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 27을 설명하기에 앞서, 도 27에 도시되어 있는 매핑 방식은 신호 송신 장치가 2개의 안테나들, 일 예로 안테나 1 및 안테나 2를 사용하고, 4개의 sliding-window superposition coding layer들, 일 예로 U1 계층과, U2 계층과, U3 계층 및 U2 계층을 적용할 경우의 매핑 방식이며, 특히 U1=L1, U2=M1, U3=L2, U4=M2일 경우의 매핑 방식을 나타낸다. 또한, 도 27에 도시되어 있는 매핑 방식은 설명의 편의상 4개의 블록들, 일 예로 블록 1과, 블록 2와, 블록 3 및 블록 4만을 고려하여 표현되었음에 유의하여야만 할 것이다.

도 27에 도시되어 있는 바와 같이, 블록 1에서는 안테나 1을 통해서는 known 메시지가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 known 메시지와 U4 코드워드, 즉 M2가 송신된다. 또한 블록 2에서는 안테나 1을 통해서는 known 메시지가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 U3 코드워드, 즉 L2와 N2 메시지가 포함하는 U4 코드워드(도 27에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신된다. 여기서, N2 메시지는 현재 도 27에 도시되어 있는 U1 코드워드 내지 U4 코드워드를 포함하는 현재 메시지를 N1 메시지라고 가정할 경우, 상기 N1 메시지 다음에 송신되는 메시지를 나타내며, 상기 N2 메시지 역시 U1 코드워드 내지 U4 코드워드를 포함한다.

또한 블록 3에서는 안테나 1을 통해서는 known 메시지와 U2 코드워드, 즉 M1이 송신되고, 안테나 2를 통해서는 N2 메시지가 포함하는 U3 코드워드(도 27에 별도로 도시되어 있지 않음)와 N3 메시지가 포함하는 U4 코드워드(도 27에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신된다. 여기서, N3 메시지는 N2 메시지 다음에 송신되는 메시지를 나타내며, 상기 N3 메시지 역시 U1 코드워드 내지 U4 코드워드를 포함한다.

또한, 블록 4에서는 안테나 1을 통해서는 U1 코드워드, 즉 L1과 N2 메시지가 포함하는 U2 코드워드(도 27에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신되고, 안테나 2를 통해서는 N3 메시지가 포함하는 U3 코드워드(도 27에 별도로 도시되어 있지 않음)와 N4 메시지가 포함하는 U4 코드워드(도 27에 별도로 도시되어 있지 않음)가 송신된다. 여기서, N4 메시지는 N3 메시지 다음에 송신되는 메시지를 나타내며, 상기 N4 메시지 역시 U1 코드워드 내지 U4 코드워드를 포함한다. 또한, 도 27에 도시되어 있는 U1 코드워드 내지 U4 코드워드는 현재 송신되는 메시지, 즉 N1 메시지가 포함하는 U1 코드워드 내지 U4 코드워드임에 유의하여야만 할 것이다.

또한, 도 27과 같은 상황을 가정할 경우, 가능한 매핑 방식들은 도 27에 도시되어 있는 매핑 방식을 포함하여 총 24개가 존재함을 알 수 있다. 즉, U1 코드워드 내지 U4 코드워드 각각이 1개의 엘리먼트를 포함하므로 4C1 X 3C1 X 2C1 ( = 24) 개의 가능한 매핑 방식들이 존재함을 알 수 있다.

도 27에서 설명한 바와 같은 위의 매핑 방식에서는 U1 계층과 U2 계층 간에 심볼 단위의 superposition을 통해 안테나 1을 통해 송신되는 심볼 시퀀스가 결정된다. 이와 유사하게, U3 계층과 U4 계층 간에도 심볼 단위의 superposition을 통해 안테나 2를 통해 송신되는 심볼 시퀀스가 결정된다.도 23 내지 도 27에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 매핑 방식은, 즉 변조 매퍼에서 사용되는 매핑 방식은 SWSC 방식에서 사용되는 계층들의 개수와, 신호 송신 장치에서 사용되는 안테나들의 개수와 변조 심볼이 포함하는 비트들의 개수를 기반으로 결정된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 방식은 SWSC 방식에서 사용되는 sliding-window superposition coding layer들의 개수와, 신호 송신 장치에서 사용되는 안테나들의 개수와 변조 심볼이 포함하는 비트들의 개수를 기반으로 결정되므로, 다수의 매핑 방식들이 구현될 수 있다. 이렇게, 동일한 조건에서 다수의 매핑 방식들이 구현될 경우, 신호 송신 장치는 상기 구현된 다수의 매핑 방식들 모두를 사용할 수도 있고, 상기 다수의 매핑 방식들 중 일부만을 사용할 수도 있음은 물론이다.

상기 신호 송신 장치가 상기 다수의 매핑 방식들 중 일부를 사용할 경우, 상기 신호 송신 장치는 미리 설정되어 있는 기준을 기반으로 일부의 매핑 방식들을 선택할 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 상기 신호 송신 장치는 상기 다수의 매핑 방식들 중 전송량에 대한 이론 임계치를 기반으로 매핑 방식들을 선택할 수 있다. 여기서, 전송량에 대한 이론 임계치를 검출하는 방식은 다양하게 존재할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

두 번째로, 상기 신호 송신 장치는 변조 심볼들간의 최소 거리(minimum distance)가 최대가 되도록 하는 매핑 방식들을 선택할 수 있다.

세 번째로, 상기 신호 송신 장치는 신호 수신 장치가 매핑 방식을 적용하여 수신된 수신 신호에 대해 간섭 신호를 제거한 후 desired signal, 일 예로 desired symbol을 검출할 때 ambiguity가 존재하지 않도록 하는 매핑 방식들을 선택할 수 있다.

네 번째로, 상기 신호 송신 장치는 동일한 코드워드가 겪는 유효 채널(effective channel)들이 미리 설정되어 있는 범위 내에서 유지되도록 하는 매핑 방식들을 선택할 수 있다.

상기 신호 송신 장치는 상기에서 설명한 네 가지 방식들 중 한 방식만을 고려하여 매핑 방식을 선택할 수도 있고, 상기 네 가지 방식들 중 적어도 두 개를 고려하여 매핑 방식을 선택할 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기 신호 송신 장치는 상기 매핑 방식들을 이벤트 발생시 마다 선택할 수도 있고, 주기적으로 선택할 수도 있다. 또한, 이와는 달리 상기 신호 송신 장치는 미리 결정되어 있는 매핑 방식들만을 사용할 수도 있다.

한편, 상기 신호 송신 장치는 상기 신호 송신 장치가 선택한 매핑 방식에 관련된 정보를 신호 수신 장치로 송신할 필요가 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첫 번째로, 신호 송신 장치가 사용하는 매핑 방식이 고정적일 경우, 신호 송신 장치 및 신호 수신 장치는 상기 매핑 방식을 사전에 알고 있으며, 따라서 상기 매핑 방식에 관련된 정보를 별도로 송/수신할 필요는 없다.

두 번째로, 신호 송신 장치가 사용할 수 있는 매핑 방식들이 다수개 존재할 경우, 상기 신호 송신 장치는 상기 다수 개의 매핑 방식들 중 어느 하나를 선택하고, 상기 선택한 매핑 방식에 관련된 정보를 신호 수신 장치로 송신해야할 필요가 있다. 일 예로, 상기 신호 송신 장치가 사용할 수 있는 다수 개의 매핑 방식들 각각에 대해서는 매핑 방식 인덱스가 할당되고, 상기 신호 송신 장치는 사용할 매핑 방식의 매핑 방식 인덱스를 상기 신호 수신 장치로 송신한다.

여기서, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 제어 채널을 통해 송신될 수 있다. 일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템이 LTE 이동 통신 시스템이라고 가정할 경우, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 물리 다운링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH, 이하 "PDCCH"라 칭하기로 한다)을 통해 송신될 수 있다.

이와는 달리, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 자원 제어(radio resource control: RRC, 이하 "RRC"라 칭하기로 한다) 메시지를 통해 송신될 수 있다. 여기서, 상기 매핑 방식에 관련된 정보가 송신되는 RRC 메시지는 신규 RRC 메시지 형태로 구현될 수도 있고, 혹은 기존에 사용되고 있는 RRC 메시지를 변경하는 형태로도 구현될 수 있다.

한편, 신호 수신 장치는 신호 송신 장치로부터 매핑 방식에 관련된 정보를 수신하고, 상기 매핑 방식을 기반으로 수신 동작을 수행한다.

상기에서는 신호 송신 장치가 매핑 방식에 관련된 정보를 송신하고, 신호 수신 장치가 상기 신호 송신 장치에서 송신한, 매핑 방식에 관련된 정보를 수신하여 수신 동작을 수행하는 경우를 설명하였으나, 상기 신호 수신 장치가 직접 매핑 방식을 선택할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 신호 수신 장치가 매핑 방식을 선택하는 방식 자체는 신호 송신 장치가 매핑 방식을 선택하는 방식과 유사할 수 있으며, 다만 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 수신 장치 자신이 선택한 매핑 방식에 관련된 정보를 신호 송신 장치로 송신할 필요가 있다.

이 경우, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 제어 채널을 통해 송신될 수 있다. 일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템이 LTE 이동 통신 시스템이라고 가정할 경우, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 물리 업링크 제어 채널(physical uplink control channel: PUCCH, 이하 "PUCCH"라 칭하기로 한다)을 통해 송신될 수 있다.

또한, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 RRC 메시지를 통해 송신될 수 있다. 여기서, 상기 매핑 방식에 관련된 정보가 송신되는 RRC 메시지는 신규 RRC 메시지 형태로 구현될 수도 있고, 혹은 기존에 사용되고 있는 RRC 메시지를 변경하는 형태로도 구현될 수 있다.

또한, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 물리 업링크 공유 채널(physical uplink shared channel: PUSCH, 이하 "PUSCH"라 칭하기로 한다)을 통해 송신될 수 있다.

또한, 상기 매핑 방식에 관련된 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용되는 데이터 채널을 통해 송신될 수 있다.

따라서, 신호 송신 장치는 신호 수신 장치로부터 매핑 방식에 관련된 정보를 수신하고, 상기 매핑 방식을 기반으로 송신 동작을 수행한다.

다음으로 도 28을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 28을 참조하면, 먼저 도 28에 도시되어 있는 신호 수신 장치의 내부 구조는 UE 1의 내부 구조를 나타내며, 따라서 UE 2에 대한 신호는 UE 1에 대한 간섭 신호가 된다.

상기 신호 수신 장치는 안테나 포트들(2811)과, MIMO 검출기(2813)와, SWSC 디코더(2815)를 포함한다. 여기서, 상기 안테나 포트들(2811)은 수신 안테나들의 개수가 2개이고, 각 UE가 사용하는 스트림들은 2개이다.

상기 안테나 포트들(2811)을 통해 수신된 수신 신호 벡터(received signal vector)들은 상기 MIMO 검출기(2813)로 전달된다. 상기 MIMO 검출기(2813)는 상기 수신 신호 벡터들에 대해 미리 설정되어 있는 MIMO 검출 방식을 적용하여 UE 1에 대한 스트림 1 및 스트림 2를 검출하고, 또한 UE 2에 대한 스트림 1 및 스트림 2를 검출한 후 상기 SWSC 디코더(2815)로 출력한다. 상기 SWSC 디코더(2815)는 미리 설정되어 있는 SWSC 디코딩 방식에 상응하게 디코딩 동작을 수행하여 상기 UE 1에 대한 스트림 1 및 스트림 2에 대한 데이터 비트들을 검출한다. 상기 SWSC 디코딩 방식에 상응하는 디코딩 동작에 대해서는 상기에서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 28에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 내부 구조의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 29를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 29를 참조하면, UE(2900)는 통신 모듈과, 커넥터, 및 이어폰 연결잭 중 적어도 하나를 이용하여 외부 전자 디바이스(도 29에 별도로 도시하지 않음)와 연결될 수 있다. 이러한, 상기 외부 전자 디바이스는 상기 UE(2900)에 탈착되어 유선으로 연결 가능한 이어폰(earphone), 외부 스피커(external speaker), 범용 직렬 버스(universal serial bus: USB, 이하 'USB'라 칭하기로 한다) 메모리, 충전기, 크래들/도크(cradle/dock), 디지털 미디어 방송(digital media broadcasting: DMB, 이하 'DMB'라 칭하기로 한다) 안테나, 모바일 결제 관련 디바이스, 건강 관리 디바이스(혈당계 등), 게임기, 자동차 네비게이션 디바이스 등과 같은 다양한 디바이스들 중의 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부 전자 디바이스는 무선으로 연결 가능한 블루투스 통신 디바이스, NFC(near field communication) 디바이스, Wi-Fi 다이렉트(direct) 통신 디바이스, 무선 AP 등이 될 수 있다. 그리고, 상기 UE(2900)는 유선 또는 무선을 이용하여 서버 또는 다른 통신 디바이스, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, 데스크 탑 PC 및 서버 중의 하나와 연결될 수 있다.

상기 UE(2900)는 카메라(camera) 처리부(2911)와, 영상 처리부(2913)와, 표시부(2915)와, 제어기(2917)와, 무선 주파수(radio frequency: RF, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리부(2919)와, 데이터 처리부(2921)와, 메모리(memory)(2923)와, 오디오(audio) 처리부(2925)와, 키 입력부(2927)를 포함한다.

먼저, 상기 RF 처리부(2919)는 상기 UE(2900)의 무선 통신 기능을 수행한다. 상기 RF 처리부(2919)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등을 포함한다.

상기 데이터 처리부(2921)는 상기 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신기 및 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화 하는 수신기 등을 구비한다. 즉, 상기 데이터 처리부(2921)는 모뎀(modulator/de-modulator: MODEM, 이하 " MODEM"라 칭하기로 한다) 및 코덱(coder/decoder: CODEC, 이하 "CODEC"라 칭하기로 한다)으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 CODEC은 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 CODEC과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 CODEC을 포함한다.

오디오 처리부(2925)는 상기 데이터 처리부(2921)의 오디오 CODEC에서 출력되는 수신 오디오 신호를 재생하거나 또는 마이크로부터 발생되는 송신 오디오 신호를 상기 데이터 처리부(2921)의 오디오 CODEC에 송신하는 기능을 수행한다.

상기 키 입력부(2927)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능 키들을 구비한다.

상기 메모리(2923)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리 등을 포함할 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 상기 UE(2900)의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들 및 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window-superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 프로그램들을 저장할 수 있다. 여기서, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합은 매핑 방식을 기반으로 구현될 수 있으며, 매핑 방식에 대해서는 상기에서 구체적으로 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한 상기 데이터 메모리는 상기 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다.

상기 메모리(2923)는 리드 온니 메모리(read only memory: ROM, 이하 'ROM'이라 칭하기로 한다)와, 랜덤 억세스 메모리(random access memory: RAM, 이하 'RAM'이라 칭하기로 한다)와, 메모리 카드(memory card)(일 예로, 보안 디지털(secure digital: SD, 이하 'SD'라 칭하기로 한다) 카드, 메모리 스틱) 등과 같은 임의의 데이터 저장 디바이스로 구현될 수 있다. 또한, 상기 메모리(3323)는 비휘발성 메모리와, 휘발성 메모리와, 하드 디스크 드라이브(hard disk drive: HDD, 이하 'HDD'라 칭하기로 한다) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive: SSD, 이하 'SSD'라 칭하기로 한다) 등을 포함할 수도 있다.

또한, 상기 메모리(2923)는 네비게이션, 화상 통화, 게임, 사용자에게 시간을 기반으로 하는 알람 애플리케이션 등과 같은 다양한 기능들의 애플리케이션들과, 이와 관련된 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface: GUI, 이하 "GUI"라 칭하기로 한다)를 제공하기 위한 이미지들, 사용자 정보, 문서, 터치 입력을 처리하는 방법과 관련된 데이터베이스들 또는 데이터, 상기 UE(2900)를 구동하는데 필요한 배경 이미지들(메뉴 화면, 대기 화면 등) 또는 운영 프로그램들, 카메라 처리부(2911)에 의해 촬영된 이미지들 등을 저장할 수 있다.

또한, 상기 메모리(2923)는 머신(예를 들어, 컴퓨터)을 통해 리드할 수 있는 매체이며, 머신 리드 가능 매체라는 용어는 머신이 특정 기능을 수행할 수 있도록 상기 머신으로 데이터를 제공하는 매체로 정의될 수 있다. 또한, 상기 메모리(2923)는 비휘발성 매체(non-volatile media) 및 휘발성 매체를 포함할 수 있다. 이러한 모든 매체는 상기 매체에 의해 전달되는 명령들이 상기 명령들을 상기 머신 리드 가능 물리적 기구에 의해 검출될 수 있도록 유형의 것이어야 한다.

상기 머신 리드 가능 매체는, 이에 한정되지 않지만, 플로피 디스크(floppy disk), 플렉서블 디스크(flexible disk), 하드 디스크, 자기 테이프, 컴팩트 디스크 리드 온니 메모리(compact disc read-only memory: CD-ROM, 이하 "CD-ROM"라 칭하기로 한다), 광학 디스크, 펀치 카드(punch card), 페이퍼 테이프(paper tape), RAM, 프로그램 가능 리드 온니 메모리(programmable read-only memory: PROM, 이하 "PROM"라 칭하기로 한다), 제거 가능 프로그램 가능 리드 온니 메모리(erasable programmable read-only memory: EPROM, 이하 "EPROM"라 칭하기로 한다) 및 플래시-제거 가능 프로그램 가능 리드 온니 메모리(flash-erasable programmable read-only memory: flash-EPROM, 이하 "flash-EPROM"라 칭하기로 한다) 중의 적어도 하나를 포함한다.

상기 제어기(2917)는 상기 UE(2900)의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 상기 제어기(2917)는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작을 수행한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작은 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합은 매핑 방식을 기반으로 구현될 수 있으며, 매핑 방식에 대해서는 상기에서 구체적으로 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 카메라 처리부(2911)는 영상 데이터를 촬영하며, 촬영된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 카메라 센서와, 상기 카메라센서로부터 촬영되는 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호 처리부를 포함한다. 여기서, 상기 카메라 센서는 CCD(charge coupled device) 또는 상보성 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor: CMOS, 이하 "CMOS"라 칭하기로 한다) 센서라 가정하며, 상기 신호 처리부는 디지털 신호 프로세서(digital signal processor: DSP, 이하 "DSP"라 칭하기로 한다)로 구현될 수 있다. 또한, 상기 카메라 센서 및 신호 처리부는 일체형으로 구현될 수 있으며, 또한 분리하여 구현될 수도 있다.

상기 영상 처리부(2913)는 상기 카메라 처리부(2911)에서 출력되는 영상 신호를 표시부(2915)에 표시하기 위한 이미지 신호 프로세싱(image signal processing: ISP, 이하 "ISP"라 칭하기로 한다)를 수행하며, 상기 ISP는 감마교정, 인터폴레이션, 공간적 변화, 이미지 효과, 이미지 스케일, AWB(automatic white balance), AE(automatic exposure), AF(automatic focus) 등과 같은 기능을 수행한다. 따라서, 상기 영상 처리부(2913)는 상기 카메라 처리부(2911)에서 출력되는 영상 신호를 프레임 단위로 처리하며, 상기 프레임 영상데이터를 상기 표시부(2915)의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다.

또한 상기 영상 처리부(2913)는 영상 코덱을 구비하며, 상기 표시부(2915)에 표시되는 프레임 영상데이터를 설정된 방식으로 압축하거나, 압축된 프레임 영상데이터를 원래의 프레임 영상데이터로 복원하는 기능을 수행한다. 여기서 상기 영상 코덱은 JPEG(joint photographic experts group) 코덱, MPEG4(moving picture experts group 4) 코덱, Wavelet 코덱 등이 될 수 있다. 상기 영상 처리부(2913)는 OSD(on screen display) 기능을 구비한다고 가정하며, 상기 제어기(2917)의 제어하여 표시되는 화면 크기에 따라 온 스크린 표시데이터를 출력할 수 있다.

상기 표시부(2915)는 상기 영상 처리부(2913)에서 출력되는 영상 신호를 화면으로 표시하며, 상기 제어기(2917)에서 출력되는 사용자 데이터를 표시한다. 여기서, 상기 표시부(2915)는 액정 크리스탈 디스플레이(liquid crystal display: LCD, 이하 "LCD"라 칭하기로 한다)를 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부(2915)은 LCD 제어부(LCD controller), 영상 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD표시 소자 등을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 입력부로 동작할 수도 있으며, 이때 상기 표시부(2915)에는 상기 키 입력부(2927)와 같은 키들을 표시할 수 있다.

상기 표시부(2915)가 상기 터치 스크린으로 구현될 경우, 상기 표시부(2915)는 사용자 그래픽 인터페이스에 입력되는 적어도 하나의 사용자 입력에 대응되는 아날로그 신호를 상기 제어기(2917)로 출력할 수 있다.

상기 표시부(2915)는 사용자의 신체(예를 들어, 엄지를 포함하는 손가락) 또는 상기 키입력부(2927)(일 예로, 스타일러스 펜, 전자 펜)을 통해 적어도 하나의 사용자 입력을 수신할 수 있다.

상기 표시부(2915)는 하나의 터치의 연속적인 움직임(일 예로, 드래그 입력)을 수신할 수도 있다. 상기 표시부(2915)는 입력되는 터치의 연속적인 움직임에 대응되는 아날로그 신호를 상기 제어기(2917)로 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 터치는 터치 스크린, 즉 상기 표시부(2915)와 손가락 또는 상기 키 입력부(2927)와의 접촉에 한정되지 않고, 비접촉(일 예로, 상기 표시부(2915)와의 직접 접촉 없이 사용자 입력 수단을 검출할 수 있는 인식 거리(예를 들어, 1cm) 이내에 사용자 입력 수단이 위치하는 경우)을 포함할 수 있다. 상기 표시부(2915)에서 사용자 입력 수단을 인식할 수 있는 거리 또는 간격은 상기 UE(2900)의 성능 또는 구조에 따라 변경될 수 있으며, 특히 상기 표시부(2915)는 사용자 입력 수단과의 접촉에 의한 직접 터치 이벤트와, 간접 터치 이벤트(즉, 호버링 이벤트)를 구분하여 검출 가능하도록, 상기 직접 터치 이벤트와 호버링 이벤트에 의해 검출되는 값(일 예로, 아날로그 값으로 전압 값 또는 전류 값을 포함)이 다르게 출력될 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 표시부(2915)는 일 예로, 저항막(resistive) 방식, 정전용량(capacitive) 방식, 적외선(infrared) 방식, 초음파(acoustic wave) 방식, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 표시부(2915)는 손가락 및 키 입력부(2927)에 의한 입력을 각각 입력 받을 수 있도록, 손가락 및 상기 키 입력부(2927)의 터치나 접근을 각각 감지할 수 있는 적어도 두 개의 터치 패널들을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 터치 패널들은 서로 다른 출력 값을 상기 제어기(2917)에 제공하고, 상기 제어기(2917)는 상기 적어도 두 개의 터치 스크린 패널들에서 입력되는 값을 서로 다르게 인식하여, 키 입력부(2927)으로부터의 입력이 손가락에 의한 입력인지, 상기 키입력부(2927)에 의한 입력인지를 구분할 수 있다.

상기 제어기(2917)는 상기 표시부(2915)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 제어기(2917)는 상기 디지털 신호를 사용하여 상기 표시부(2915)를 제어할 수 있다. 일 예로, 상기 제어기(2917)는 직접 터치 이벤트 또는 호버링 이벤트에 응답하여 상기 제어기(2917)에 표시된 단축 아이콘(도 29에 별도로 도시하지 않음) 또는 객체가 선택 또는 실행되도록 할 수 있다.

상기 제어기(2917)는 상기 표시부(2915)를 통해 출력되는 값(일 예로, 전류값 등)을 검출하여 사용자 입력 위치 뿐만 아니라 호버링 간격 또는 거리를 확인할 수 있고, 확인된 거리 값을 디지털 신호(일 예로, Z좌표)로 변환할 수도 있다. 또한, 상기 제어기(2917)는 상기 표시부(2915)를 통해 출력되는 값(일 예로, 전류값 등)을 검출하여 사용자 입력 수단이 상기 표시부(2915)를 누르는 압력을 검출할 수 있고, 상기 검출된 압력 값을 디지털 신호로 변환할 수도 있다.

또한, 도 29에서는 상기 UE(2900)가 상기 카메라 처리부(2911)와, 상기 영상 처리부(2913)와, 상기 표시부(2915)와, 상기 제어기(2917)와, 상기 RF 처리부(2919)와, 상기 데이터 처리부(2921)와, 상기 메모리(2923)와, 상기 오디오 처리부(2925)와, 상기 키 입력부(2927)와 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 UE(2900)는 상기 카메라 처리부(2911)와, 상기 영상 처리부(2913)와, 상기 표시부(2915)와, 상기 제어기(2917)와, 상기 RF 처리부(2919)와, 상기 데이터 처리부(2921)와, 상기 메모리(2923)와, 상기 오디오 처리부(2925)와, 상기 키 입력부(2927) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

이와는 달리, 상기 UE(2900)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있다.

도 29에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 30을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 30을 참조하면, UE(3000)는 송신기(3011)와, 제어기(3013)와, 수신기(3015)와, 저장 유닛(3017)을 포함한다.

먼저, 상기 제어기(3013)는 상기 UE(3000)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작에 대해서는 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합은 매핑 방식을 기반으로 구현될 수 있으며, 매핑 방식에 대해서는 상기에서 구체적으로 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 송신기(3011)는 상기 제어기(3013)의 제어에 따라 상기 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에 포함되어 있는 다른 디바이스들, 일 예로 기지국 등으로 각종 신호들 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(3011)가 송신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들은 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 수신기(3015)는 상기 제어기(3013)의 제어에 따라 상기 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에 포함되어 있는 기지국 등으로부터 각종 신호들 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(3015)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 저장 유닛(3017)은 상기 제어기(3013)의 제어에 따라 상기 UE(3000)가 수행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작과 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다.

또한, 상기 저장 유닛(3017)은 상기 수신기(3015)가 상기 기지국 등으로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.

한편, 도 30에서는 상기 UE(3000)가 상기 송신기(3011)와, 제어기(3013)와, 수신기(3015)와, 저장 유닛(3017)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 UE(3000)는 상기 송신기(3011)와, 제어기(3013)와, 수신기(3015)와, 저장 유닛(3017) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다.

또한, 상기 UE(3000)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.

도 30에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 UE의 내부 구조의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 31을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.

도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 31을 참조하면, 기지국(3100)은 송신기(3111)와, 제어기(3113)와, 수신기(3115)와, 저장 유닛(3117)을 포함한다.

먼저, 상기 제어기(3113)는 상기 기지국(3100)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작에 대해서는 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합은 매핑 방식을 기반으로 구현될 수 있으며, 매핑 방식에 대해서는 상기에서 구체적으로 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 송신기(3111)는 상기 제어기(3113)의 제어에 따라 상기 SWSC MIMO 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에 포함되어 있는 다른 디바이스들, 일 예로 UE 등으로 각종 신호들 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(3111)가 송신하는 각종 신호들 및 각종 메시지들은 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 수신기(3115)는 상기 제어기(3113)의 제어에 따라 상기 SWSC MIMO 무선 통신 시스템에 포함되어 있는 UE 등으로부터 각종 신호들 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(3115)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 1 내지 도 27에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.상기 저장 유닛(3117)은 상기 제어기(3113)의 제어에 따라 상기 기지국(3100)이 수행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 SWSC MIMO 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 및 수신하는 동작, 특히 기지국이 상기 UE로부터 수신한 피드백 메시지에 포함되어 있는 CQI와, CSI와, PMI와, QoS 및 안테나 개수를 기반으로 원하는 achievable rate region을 생성하는 것을 가능하도록 하기 위해, 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조, 상기 스트림들의 개수와 sliding-window superposition coding layer의 구조에 따른 QAM 조합, QAM modulation layer의 구조, 각 SWSC superposition layer를 전달하는 beamforming matrix을 결정하는 것을 가능하도록 하기 위한 동작과 관련된 동작과 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다.

또한, 상기 저장 유닛(3117)은 상기 수신기(3115)가 상기 UE 등으로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.

한편, 도 31에서는 상기 기지국(3100)이 상기 송신기(3111)와, 제어기(3113)와, 수신기(3115)와, 저장 유닛(3117)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 기지국(3100)은 상기 송신기(3111)와, 제어기(3113)와, 수신기(3115)와, 저장 유닛(3117) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다.

또한, 상기 기지국(3100)은 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.

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.

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.

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 포함한다

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.

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.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국(base station: BS)에 있어서,
채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI), 채널 상태 정보(channel state information: CSI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI), 또는 서비스 품질(quality of service: QoS)을 포함하는 피드백 메시지에 기반하여 상기 BS에서 사용자 단말기(user equipment: UE)에 대해 지원 가능한 성취 가능 레이트 영역들을 결정하고,
상기 BS에서 사용되는 안테나들의 개수, 상기 CQI, CSI, PMI, 또는 QoS 중 적어도 하나에 기반하여 상기 성취 가능 레이트 영역들 중 제1 성취 가능 레이트 영역을 선택하고,
상기 제1 성취 가능 레이트 영역에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 결정하도록 구성되는 프로세서; 및
상기 UE로부터 상기 피드백 메시지를 수신하고, 상기 UE로 상기 SWSC MIMO 방식에 기반하여 신호를 송신하도록 구성되는 송수신기를 포함하며,
상기 SWSC MIMO 방식은 SWSC 중첩 계층들의 구조, 상기 SWSC 중첩 계층들의 구조에 따른 변조 방식들의 조합, 상기 변조 방식들의 조합의 변조 계층들, 및 빔포밍 행렬들을 포함하며, 및
상기 빔포밍 행렬들 각각은 연관되는 SWSC 중첩 계층의 신호를 전달하는 상기 BS.
삭제
제1항에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 SWSC 중첩 계층들의 개수, 상기 안테나들의 개수, 상기 변조 방식들의 조합에 따른 변조 심볼에 포함되는 비트들의 개수에 기반하여 상기 변조 방식들의 조합을 결정하도록 구성되는 상기 BS.
제1항에 있어서,
상기 변조 방식들은 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation: PAM) 방식, 4-PAM 방식, 이진 위상 쉬프트 키잉(binary phase shift keying: BPSK) 방식, 직교 위상 쉬프트 키잉(quadrature phase shift keying: QPSK) 방식, 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM) 방식, 16-QAM 방식, 64-QAM 방식을 포함하는 상기 BS.
제1항에 있어서,
상기 PMI는 상기 BS 및 다른 BS 각각과 상기 UE간의 채널 행렬에 기반하여 결정되는 상기 BS.
무선 통신 시스템에서 사용자 단말기(user equipment: UE)에 있어서,
송수신기; 및
프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
상기 송수신기를 통해, 기지국(base station: BS)으로 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI), 채널 상태 정보(channel state information: CSI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI), 또는 서비스 품질(quality of service: QoS)을 포함하는 피드백 메시지를 송신하고,
상기 송수신기를 통해, 상기 BS로부터 상기 UE에 대한 제1 성취 가능 레이트 영역에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식에 대한 정보를 수신하고, 상기 BS로부터 신호를 수신하고, 및
상기 정보에 기반하여 상기 신호를 디코딩하여 원하는 신호(desired signal)를 복원하도록 구성되며,
상기 신호는 상기 UE에 대한 상기 제1 성취 가능 레이트 영역에 상응하는 상기 MCS 레벨 및 상기 SWSC MIMO 방식에 기반하여 상기 BS에 의해 송신되며,
상기 제1 성취 가능 레이트 영역은 상기 BS에서 사용되는 안테나들의 개수, 상기 CQI, CSI, PMI, 또는 QoS 중 적어도 하나에 기반하여 상기 UE에 대해 지원 가능한 성취 가능 레이트 영역들로부터 선택되며, 상기 성취 가능 레이트 영역들은 상기 피드백 메시지에 기반하여 결정되며,
상기 SWSC MIMO 방식은 SWSC 중첩 계층들의 구조, 상기 SWSC 중첩 계층들의 구조에 따른 변조 방식들의 조합, 상기 변조 방식들의 조합의 변조 계층들, 및 빔포밍 행렬들을 포함하며, 및
상기 빔포밍 행렬들 각각은 연관되는 SWSC 중첩 계층의 신호를 전달하는 상기 UE.
삭제
제6항에 있어서,
상기 변조 방식들의 조합은 상기 SWSC 중첩 계층들의 개수, 상기 안테나들의 개수, 상기 변조 방식들의 조합에 따른 변조 심볼에 포함되는 비트들의 개수에 기반하여 결정되는 상기 UE.
제6항에 있어서,
상기 변조 방식들은 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation: PAM) 방식, 4-PAM 방식, 이진 위상 쉬프트 키잉(binary phase shift keying: BPSK) 방식, 직교 위상 쉬프트 키잉(quadrature phase shift keying: QPSK) 방식, 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM) 방식, 16-QAM 방식, 64-QAM 방식을 포함하는 상기 UE.
제6항에 있어서,
상기 PMI는 상기 BS 및 다른 BS 각각과 상기 UE간의 채널 행렬에 기반하여 결정되는 상기 UE.
무선 통신 시스템에서 기지국(base station: BS)에 의해 수행되는 방법에 있어서,
사용자 단말기(user equipment: UE)로부터 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI), 채널 상태 정보(channel state information: CSI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI), 또는 서비스 품질(quality of service: QoS)을 포함하는 피드백 메시지를 수신하는 동작;
상기 피드백 메시지에 기반하여 상기 BS에서 상기 UE에 대해 지원 가능한 성취 가능 레이트 영역들을 결정하는 동작;
상기 BS에서 사용되는 안테나들의 개수, 상기 CQI, CSI, PMI, 또는 QoS 중 적어도 하나에 기반하여 상기 성취 가능 레이트 영역들 중 제1 성취 가능 레이트 영역을 선택하는 동작;
상기 제1 성취 가능 레이트 영역에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식을 결정하는 동작; 및
상기 SWSC MIMO 방식에 기반하여 상기 UE로 신호를 송신하는 동작을 포함하며,
상기 SWSC MIMO 방식은 SWSC 중첩 계층들의 구조, 상기 SWSC 중첩 계층들의 구조에 따른 변조 방식들의 조합, 상기 변조 방식들의 조합의 변조 계층들, 및 빔포밍 행렬들을 포함하며, 및
상기 빔포밍 행렬들 각각은 연관되는 SWSC 중첩 계층의 신호를 전달하는 상기 방법.
삭제
제11항에 있어서,
상기 SWSC 중첩 계층들의 개수, 상기 안테나들의 개수, 상기 변조 방식들의 조합에 따른 변조 심볼에 포함되는 비트들의 개수에 기반하여 상기 변조 방식들의 조합을 결정하는 동작을 더 포함하는 상기 방법.
제11항에 있어서,
상기 변조 방식들은 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation: PAM) 방식, 4-PAM 방식, 이진 위상 쉬프트 키잉(binary phase shift keying: BPSK) 방식, 직교 위상 쉬프트 키잉(quadrature phase shift keying: QPSK) 방식, 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM) 방식, 16-QAM 방식, 64-QAM 방식을 포함하는 상기 방법.
제11항에 있어서,
상기 PMI는 상기 BS 및 다른 BS 각각과 상기 UE간의 채널 행렬에 기반하여 결정되는 상기 방법.
무선 통신 시스템에서 사용자 단말기(user equipment: UE)에 의해 수행되는 방법에 있어서,
기지국(base station: BS)으로 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI), 채널 상태 정보(channel state information: CSI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator: PMI), 또는 서비스 품질(quality of service: QoS)을 포함하는 피드백 메시지를 송신하는 동작;
상기 BS로부터 상기 UE에 대한 제1 성취 가능 레이트 영역에 상응하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS) 레벨 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC) 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: MIMO) 방식에 대한 정보를 수신하는 동작;
상기 BS로부터 신호를 수신하는 동작; 및
상기 정보에 기반하여 상기 신호를 디코딩하여 원하는 신호(desired signal)를 복원하는 동작을 포함하며,
상기 신호는 상기 UE에 대한 상기 제1 성취 가능 레이트 영역에 상응하는 상기 MCS 레벨 및 상기 SWSC MIMO 방식에 기반하여 상기 BS에 의해 송신되며,
상기 제1 성취 가능 레이트 영역은 상기 BS에서 사용되는 안테나들의 개수, 상기 CQI, CSI, PMI, 또는 QoS 중 적어도 하나에 기반하여 상기 UE에 대해 지원 가능한 성취 가능 레이트 영역들로부터 선택되며, 상기 성취 가능 레이트 영역들은 상기 피드백 메시지에 기반하여 결정되며,
상기 SWSC MIMO 방식은 SWSC 중첩 계층들의 구조, 상기 SWSC 중첩 계층들의 구조에 따른 변조 방식들의 조합, 상기 변조 방식들의 조합의 변조 계층들, 및 빔포밍 행렬들을 포함하며, 및
상기 빔포밍 행렬들 각각은 연관되는 SWSC 중첩 계층의 신호를 전달하는 상기 방법.
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제16항에 있어서,
상기 변조 방식들의 조합은 상기 SWSC 중첩 계층들의 개수, 상기 안테나들의 개수, 상기 변조 방식들의 조합에 따른 변조 심볼에 포함되는 비트들의 개수에 기반하여 결정되는 상기 방법.
제16항에 있어서,
상기 변조 방식들은 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation: PAM) 방식, 4-PAM 방식, 이진 위상 쉬프트 키잉(binary phase shift keying: BPSK) 방식, 직교 위상 쉬프트 키잉(quadrature phase shift keying: QPSK) 방식, 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM) 방식, 16-QAM 방식, 64-QAM 방식을 포함하는 상기 방법.
제16항에 있어서,
상기 PMI는 상기 BS 및 다른 BS 각각과 상기 UE간의 채널 행렬에 기반하여 결정되는 상기 방법.
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