KR20080114486A

KR20080114486A - 적응적으로 코드북을 생성하고 사용하는 다중 입출력 통신시스템 및 통신 방법

Info

Publication number: KR20080114486A
Application number: KR1020080021873A
Authority: KR
Inventors: 브루노 클럭스; 김기일; 김준모; 김성진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2008-12-31

Abstract

적응적으로 코드북을 생성하고 사용하는 다중 입출력 통신 시스템 및 통신 방법이 개시된다. 적응적으로 코드북을 생성하는 단말기는 기지국과 단말 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산하는 채널 추정부 및 상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성하는 코드북 생성부를 포함한다.

다중 입출력, 단말기, 기지국, 코드북, 자기 상관 매트릭스, 피드백

Description

적응적으로 코드북을 생성하고 사용하는 다중 입출력 통신 시스템 및 통신 방법{MULIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION METHOD OF ADAPTABLY GENERATING CODEBOOK AND USING GENERATED CODEBOOK}

본 발명은 전송 신호를 생성하는 데에 코드북을 이용하는 다중 입출력 통신 시스템에 관한 것이다.

최근 무선 통신 환경에서 음성 서비스를 비롯한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하고, 고품질 및 고속의 데이터 전송을 지원하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 공간 영역에서 다수의 채널들을 이용하는 MIMO(multi input multi output) 통신 시스템과 관련된 기술이 급속도로 발전하고 있다.

MIMO 통신 시스템에서 기지국 및 단말기들은 코드북을 사용한다. 특정 공간은 복수 개의 벡터들로 양자화될 수 있으며, 일정한 기준에 따라 공간을 양자화하여 생성된 복수의 벡터들은 코드북으로서 기지국 및 단말기들에 저장될 수 있다.

예를 들어, 단말기들 각각은 기지국과 각각의 단말기들 사이에 형성된 채널에 따라 코드북에 포함된 벡터들 중 어느 하나의 벡터를 선택할 수 있으며, 기지국 또한 코드북을 이용하여 단말에 의해 선택된 벡터를 파악할 수 있다. 그리고, 그 선택된 벡터는 전송 신호를 생성하는 데에 빔포밍 벡터로 이용될 수 있다.

코드북 설계는 MIMO 통신 시스템에서 매우 중요한 문제이다. 즉, 코드북은 변동될 수 있는 채널 환경에 잘 부합하도록 설계되는 것이 효율적이며, 특히 잘 설계된 코드북을 사용함으로써 할당될 수 있는 피드백 비트 수가 제한된 환경에서도 MIMO 통신 시스템의 성능(throughput)을 높일 필요가 있다. 예를 들어, 잘 설계된 코드북을 이용하는 MIMO 통신 시스템은 공간을 양자화함으로써 발생하는 양자화 에러를 줄일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 단말기 및 기지국은 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스에 따라 적응적으로 코드북을 생성함으로써 양자화 에러를 줄이고 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기 및 기지국은 적응적으로 생성된 코드북을 이용하여 선호 벡터를 선택하거나 프리코딩 매트릭스를 생성함으로써 통신 시스템의 성능(throughput)을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기 및 기지국은 적응적으로 변동하는 피드백 비트 수에 따라 코드북을 생성하고, 피드백 동작을 수행함으로써 제한된 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 단말기의 동작 방법은 기지국과 단말 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산하는 단계, 상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성하는 단계, 상기 기지국으로 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 전달하는 단계, 달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비 중 적어도 하나를 고려하는 기준(criterion)에 따라 상기 적응적으로 생성된 코드북에 포함된 벡터들 중 적어도 하나의 선호 벡터(preferred vector)를 선택하는 단계 및 상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 동작 방법은 단말로부터 수신된 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 이용하여 상기 자기 상관 매 트릭스를 인지하는 단계, 상기 자기 상관 매트릭스 및 전송 파워에 따라 제한된 전체 비트 수의 일부 또는 전부로 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 단계, 상기 자기 상관 매트릭스를 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수 및 상기 자기 상관 매트릭스에 따라 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 단계, 상기 단말로부터 피드백된 선호 벡터와 관련된 정보를 이용하여 상기 코드북에 포함된 벡터들 중 상기 선호 벡터를 인지하는 단계, 상기 단말의 상기 선호 벡터 및 상기 단말과는 다른 단말들에 상응하는 선호 벡터들을 기초로 프리코딩 매트릭스를 생성하는 단계 및 상기 프리코딩 매트릭스를 이용하여 상기 단말 또는 상기 다른 단말들의 전부 또는 일부로 전송되는 전송 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 기지국과 단말 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산하는 채널 추정부 및 상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성하는 코드북 생성부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 단말로부터 수신된 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 이용하여 상기 자기 상관 매트릭스를 인지하는 자기 상관 매트릭스 인지부 및 상기 자기 상관 매트릭스를 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수 및 상기 자기 상관 매트릭스에 따라 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 코드북 복원부를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 다중 사용자(Multi Users) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신 시스템의 일예를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 다중 사용자 MIMO 통신 시스템은 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)을 포함한다. 기지국(110) 복수의 안테나들이 설치되며, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각에는 하나 또는 복수의 안테나들이 설치될 수 있다. 그리고, 기지국(110)과 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이에는 채널이 형성되며, 기지국(110)과 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 형성된 채널을 통하여 신호를 송/수신한다.

기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 하나 또는 둘 이상의 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. 이 때, 기지국(110)은 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing Access) 기법에 따라 데이터 스트림들을 빔포밍하여 전송 신호를 생성한다. 이 때, 기지국(110)은 코드북을 이용하여 프리코딩 매트릭스를 생성하고, 생성된 프리코딩 매트릭스를 이용하여 전송 신호를 생성한다.

즉, 기지국(110)은 파일럿 신호들을 하향링크 채널을 통해 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 전송한다. 여기서, 파일럿 신호는 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 잘 알려진(well-known) 신호이다.

복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 파일럿 신호를 수신하여 기지 국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이에 형성된 채널(H_k, k는 사용자의 인덱스)을 추정한다. 그리고, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 추정된 채널(H_k)을 기초로 미리 저장된 코드북에 포함된 벡터들 중 어느 하나의 벡터를 선호(preferred) 벡터(

)로 선택한다. 여기서, u_i는 코드북에 포함된 i 번째 벡터이고, B는 피드백 피트 수이다. 즉, 피드백 비트 수가 B 비트(bits)인 경우, 2^B개의 벡터들은 공간을 양자화하여 코드북에 저장된다. 이 때, 모든 사용자들 각각은 동일한 값의 피드백 비트 수를 가질 수 있으나, 보다 최적화된 방법으로서, 사용자들의 서로 다른 채널 환경, 수신 SINR 등의 다양한 요인 등에 따라, 사용자마다 서로 다른 피드백 비트 수를 가질 수 있다.

또한, 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 여러 가지 기준에 따라 2^B개의 벡터들 중 어느 하나의 벡터를 선호 벡터(

)로 선택할 수 있다.

예를 들어, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)를 고려하여 2^B개의 벡터들 중 어느 하나의 벡터를 선호 벡터(

)로 선택할 수 있다. 게다가, 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 그들 각각이 선호하 는 통신 랭크(transmission rank)를 결정할 수 있다. 여기서, 통신 랭크는 데이터 스트림의 개수를 의미한다. 즉, 2^B개의 벡터들 중 데이터 스트림의 개수에 상응하는 벡터들이 선호 벡터들로 선택될 수 있다.

또한, 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 선택된 선호 벡터(

)와 관련된 정보를 기지국(110)으로 피드백한다. 여기서, 선택된 선호 벡터(

)와 관련된 정보는 채널 방향 정보(Channel Direction Information, CDI)로 불려지기도 한다.

기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각의 선호 벡터(

)와 관련된 정보를 수신하여 프리코딩 매트릭스(

)를 결정한다. 뿐만 아니라, 기지국(110)은 SUS(Semi-orthogonal User Selection), GUS(Greedy User Selection) 등과 같은 다양한 사용자 선택 알고리즘들을 이용하여 복수의 사용자들(120, 130, 140) 중 일부 또는 전부를 선택할 수도 있다.

이 때, 기지국(110)에는 복수의 사용자들(120, 130, 140)에 저장된 코드북과 동일한 코드북이 미리 저장될 수 있다.

기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140)로부터 수신된 선호 벡 터(

)와 관련된 정보를 이용하여 미리 저장된 코드북으로부터 프리코딩 매트릭스(

)를 결정한다. 이 때, 기지국(110)은 총 데이터 전송률(sum rate)이 최대가 되도록 프리코딩 매트릭스(

)를 결정할 수 있다.

그리고, 기지국(110)은 결정된 프리코딩 매트릭스(

)를 이용하여 데이터 스트림들(S₁, S_N)을 프리코딩함으로써 전송 신호를 생성한다. 여기서, 기지국(110)이 전송 신호를 생성하는 과정을 '빔 포밍'이라고 한다.

그러나, 기지국(110)과 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이의 채널 환경은 변할 수 있다. 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)이 고정되어 있고 동일한 코드북을 사용하는 경우, 변하는 채널 환경에 적응적으로 대처하기 어려운 점이 있다. 예를 들어, 코드북이 고정되어 있는 경우, 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 고정된 피드백 비트 수에 따라 기지국(110)으로 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백해야 하는 문제가 있으며, 이러한 경우, 기지국(110)은 채널 환경에 가장 잘 부합하는 프리코딩 매트릭스를 결정하기 어려워질 수 있다.

따라서, 채널 환경에 적응적으로 대처하여 다중 사용자 MIMO 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 필요하다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자(Multi Users) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신 시스템을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 다중 사용자(Multi Users) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신 시스템은 기지국(210) 및 복수의 사용자들(220, 230, 240)을 포함한다.

도 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 기지국(210)은 복수의 사용자들(220, 230, 240)로 파일럿 신호를 전송하고, 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 파일럿 신호를 이용하여 기지국(210)과 복수의 사용자들(220, 230, 240) 사이에 형성된 채널을 추정하고, 채널 매트릭스(H_k)를 계산한다. 여기서, k는 사용자의 인덱스이다.

이 때, 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각은 계산된 채널 매트릭스(H_k)를 이용하여 채널 매트릭스(H_k)의 자기 상관 매트릭스(R_k)를 계산한다. 여기서, 자기 상관 매트릭스(R_k)는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

(H_k(t)는 시간 t에서 추정된 채널의 채널 매트릭스이고, T는 자기 상관 매트릭스(R_k)의 계산 대상이 되는 시간 구간)

이 때, 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각은 계산된 자기 상관 매트릭스(R_k)를 기초로 적응적으로 코드북을 생성한다. 즉, 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각에 의해 사용되는 코드북들은 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각의 자기 상관 매트릭스(R_k)에 따라 서로 다를 수 있다. 이 때, 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각에 의해 사용되는 코드북들은 자기 상관 매트릭스(R_k)를 기초로 다양한 방법들을 통하여 생성될 수 있으나, 아래에서는 구체적인 코드북 생성 과정을 예를 들어 설명한다. 뿐만 아니라, 복수의 사용자들(220, 230, 240)에 의해 사용되는 코드북들이 기지국(210)에게 알려지는 과정에 대해서도 설명한다.

보다 구체적인 사용자들이 코드북들을 생성하는 과정 및 기지국이 사용자들에 의해 생성된 코드북들을 파악하는 과정

1. 첫 번째 코드북 생성 방법

기지국(210) 및 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 미리 복수의 벡터들을 저장해 둘 수 있다. 피드백 비트 수가 B_c로 미리 결정되어 있는 경우, 기지국(210) 및 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 2^Bc개의 벡터들을 미리 저장해 둘 수 있다. 여기서, 미리 저장된 벡터들 중 i 번째 벡터를 w_i라고 가정하는 경우, 2^Bc개의 w_i는 독립적이고 동일한 확률 분포(independent identically distributed)를 가지는 채널에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 2^Bc개의 w_i는 그래스매니안 라인 패킹(Grassmanian line packing) 요구를 만족하는 벡터들일 수 있다.

이 때, 기지국(210) 및 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 자기 상관 매트릭스(R_k) 및 미리 저장된 2^Bc개의 벡터들을 이용하여 코드북을 생성할 수 있다. 사용자 k에 의해 사용되는 코드북에서 i 번째 벡터가 u_i ^(c)인 경우, 사용자 k는 하기 수학식 2와 같이 코드북을 적응적으로 생성할 수 있다.

(여기서,

는 a의 2-norm임.)

따라서, 상기 수학식 2를 참조하여 사용자 1(220), 사용자 2(230) 및 사용 자 n_u(240)은 각각

,

,

를 생성할 수 있다. 이 때,

,

,

서로 다른 코드북들일 수 있다. 여기서 사용자들 각각은 동일한 피드백 비트 수를 가질 수도 있고, 서로 다른 피드백 비트 수를 가질 수 있다. 그리고, 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 채널 환경에 적응적으로 코드북을 생성할 수 있다.

다만, 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 생성된 코드북들에 대한 정보를 기지국(210)으로 전달해야 한다. 왜냐 하면, 기지국(210)은 복수의 사용자들(220, 230, 240)에 의해 코드북들을 파악해야, 복수의 사용자들(220, 230, 240)로부터 전달받은 피드백 정보를 기초로 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각에 상응하는 선호 벡터를 파악할 수 있기 때문이다.

이 때, 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 다양한 방법들을 통하여 새롭게 생성된 코드북들에 대한 정보를 기지국(210)으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 새롭게 생성된 코드북들 전체 또는 자기 상관 매트릭스들 전체를 양자화하여 기지국(210)으로 전달할 수도 있다. 뿐만 아니라, 기지국(210)은 상향링크 채널을 추정함으로써 하향링크에 상응하는 자기 상관 매트릭스들을 파악하여 새롭게 생성된 코드북들을 인지할 수도 있다.

그러나, 상술한 예들은 MIMO 통신 시스템의 오버헤드를 크게 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자들(220, 230, 240)은 자기 상관 매트릭스들 전체를 양자화하지 않고도 자기 상관 매트릭스들에 대한 정보를 기지국(210)으로 전달할 수 있으며, 기지국(210)은 전달받은 정보를 기초로 자기 상관 매트릭스들을 재구성(re-building)할 수 있다.

즉, 자기 상관 매트릭스는 Uniform Linear Array 안테나를 갖는 통신 시스템에서, 하기 수학식 3과 같은 형태로 모델링될 수 있다.

상기 수학식 3을 참조하면, 자기 상관 매트릭스(R_r)는 t의 함수로서 모델링될 수 있으므로 사용자들(220, 230, 240)은 자기 상관 매트릭스 전체가 아니라 자기 상관 매트릭스에 포함된 원소들 중 어느 하나의 원소를 기지국(210)으로 피드백할 수 있다. 예를 들어, 사용자들(220, 230, 240)이 't'값을 기지국(210)으로 전달할 수 있으며, 기지국(210)은 전달받은 't' 값을 기초로 자기 상관 매트릭스들을 복원할 수 있다. 나아가, 기지국(210)은 상기 수학식 2를 이용하여 사용자들(220, 230, 240) 각각에 의해 생성된 코드북들을 복원할 수 있다. 사용자들 각각은 't'값을 양자화하여 양자화된 결과를 그대로 기지국에 전달할 수 있다. 또한, 사용자들 각각은 't'값에 대응하는 코드북을 생성하고, 생성된 코드북의 인덱스 정보를 기지국으로 피드백할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 사용자들(220, 230, 240)은 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 작은 오버헤드를 가지고 기지국(210)으로 전달할 수 있고, 기지국(210)은 쉽게 사용자들(220, 230, 240) 각각에 의해 생성된 코드북들을 복원할 수 있다.

뿐만 아니라, 기지국(210)은 가능한 자기 상관 매트릭스들 각각에 대하여 사용자들(220, 230, 240)에 의해 생성될 수 있는 코드북들(

)을 메모리에 미리 저장해 둘 수 있다. 이 때, 기지국(210)은 사용자들(220, 230, 240)로부터 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 수신하고, 메모리를 참조하여 각각의 사용자들(220, 230, 240)에 의해 생성된 코드북들을 찾아낼 수 있다. 이러한 경우, 기지국(210)은 코드북들을 복원하는 것이 아니라 코드북들을 단지 다운로드함으로써, 사용자들(220, 230, 240)에 의해 생성된 코드북들을 찾아낼 수 있다.

2. 두 번째 코드북 생성 방법

사용자들(220, 230, 240)은 자기 상관 매트릭스에 따라 미리 저장해 둔 복수에 벡터들 중 일부의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 코드북들을 생성할 수 있다. 이 때, 사용자들(220, 230, 240)은 각각의 사용자들(220, 230, 240)에 할당된 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 코드북들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 사용자 1(220)은 8개의 벡터들을 미리 저장하고 있고, 사용자 1(220)에게 할당된 피드백 비트 수가 '2'비트인 경우, 사용자 1(220)은 미리 저장된 복수의 벡터들 중 4 개의 벡터들을 그룹핑하여 코드북을 생성할 수 있다.

이 때, 사용자들(220, 230, 240)에게 저장되는 복수의 벡터들은 DFT(Discrete Fourier Transform, DFT) 코드북에 포함되는 벡터들일 수 있다. 여기서, DFT 코드북(F)은 하기 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. 여기서, B'은 DFT 코드북의 사이즈와 관련된 것이다.

예를 들어, B'=1인 경우, 사용자 i는 F⁽⁰⁾와 F⁽¹⁾에 포함되는 벡터들(f₀ ⁽⁰⁾, f₁ ⁽⁰⁾, f₂ ⁽⁰⁾, f₃ ⁽⁰⁾, f₀ ⁽¹⁾, f₁ ⁽¹⁾, f₂ ⁽¹⁾, f₃ ⁽¹⁾)을 미리 저장하고 있다고 가정한다. 여기서, F⁽⁰⁾와 F⁽¹⁾은 하기 수학식 5와 같이 표현될 수 있다. 여기서, n_t는 '4'이다.

,

이 때, 사용자 i에게 할당된 피드백 비트 수가 2 비트인 경우, 사용자 i는 미리 저장된 8 개의 벡터들(f₀ ⁽⁰⁾, f₁ ⁽⁰⁾, f₂ ⁽⁰⁾, f₃ ⁽⁰⁾, f₀ ⁽¹⁾, f₁ ⁽¹⁾, f₂ ⁽¹⁾, f₃ ⁽¹⁾) 중 네(2²) 개의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 코드북을 생성할 수 있다.

특히, 사용자 i는 하기 수학식 6을 이용하여 미리 저장된 복수의 벡터들 중 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑할 수 있다.

(여기서, v_i _,1은 사용자 i의 자기 상관 매트릭스 R_k의 지배적 고유 벡터(dominant eigenvector임.)

상기 수학식 6을 참조하면, 사용자 i는 자기 상관 매트릭스(R_k)의 지배적 고유 벡터를 이용하여 미리 저장된 복수의 벡터들 중 중심 벡터(

)를 선택할 수 있다. 그리고, 사용자 i에 할당된 피드백 비트 수가 B_i인 경우, 사용자 i는 중심 벡터(

)를 이용하여 미리 저장된 복수의 벡터들 중 2^Bi ^- ¹개의 벡터들을 더 선택할 수 있다.

따라서, 전체적으로 2^Bi개의 벡터들이 선택될 수 있으며, 선택된 2^Bi개의 벡터들이 사용자 i에 상응하는 새로운 코드북으로 구성된다. 결국, 사용자 i는 미리 저장된 벡터들의 전부 또는 일부를 그룹핑함으로써 적응적으로 코드북을 생성할 수 있다.

이 때, 사용자 i는 그룹핑된 2^Bi개의 벡터들 사이의 상호상관도가 최소가 되 면서도 하기 수학식 7을 만족하도록 2^Bi ^- ¹개의 벡터들을 선택할 수 있다.

(여기서,

및

는 사용자 i의 R_k가 가지는 특이값들 중 가장 큰 특이값, 두 번째 큰 특이값임.)

예를 들어, 사용자 i가 미리 8 개의 벡터들(f₀ ⁽⁰⁾, f₁ ⁽⁰⁾, f₂ ⁽⁰⁾, f₃ ⁽⁰⁾, f₀ ⁽¹⁾, f₁ ⁽¹⁾, f₂ ⁽¹⁾, f₃ ⁽¹⁾)을 저장하는 경우, 사용자 i는 {f₀ ⁽⁰⁾, f₁ ⁽⁰⁾, f₂ ⁽⁰⁾, f₃ ⁽⁰⁾} 또는 {f₀ ⁽¹⁾, f₁ ⁽¹⁾, f₂ ⁽¹⁾, f₃ ⁽¹⁾} 중 어느 하나를 코드북으로 생성할 수 있으며, 경우에 따라 {f₀ ⁽⁰⁾, f₀ ⁽¹⁾, f₁ ⁽⁰⁾,f₁ ⁽¹⁾}을 코드북으로 생성할 수 있다.

또한, 사용자 i 및 기지국은

, 할당된 피드백 비트 수(Bi)에 따라 여러 개의 코드북들을 미리 저장해 둘 수 있다. 이 때, 사용자 i는

, 할당된 피드백 비트 수(Bi)에 따라 미리 저장된 여러 개의 코드북들 중 어느 하나를 새로운 코드북으로 생성할 수 있다. 그리고, 사용자 i는 새롭게 생성된 코드북의 인덱스를 기지국으로 피드백할 수 있고, 기지국은 사용자 i에 의해 생성된 코드북을 쉽게 파악할 수 있다.

위에서, 사용자들(220, 230, 240)이 적응적으로 코드북을 생성하는 과정, 기지국이 사용자들(220, 230, 240)에 의해 생성된 코드북을 파악하는 과정에 대해 설명하였다. 비록, 본 명세서에 설명되지 아니하였으나, 당업자는 본 명세서를 기초로 본 명세서에 설명되지 아니한 방법을 통하여 자기 상관 매트릭스에 따라 적응적으로 코드북을 생성할 수 있을 것이다.

또한, 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각에 의해 새로운 코드북들이 생성된 경우, 복수의 사용자들(220, 230, 240)은 생성된 코드북들을 기초로 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각의 선호 벡터를 선택한다. 그리고, 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각은 선택된 선호 벡터의 인덱스와 같은 선택된 선호 벡터와 관련된 정보를 기지국(210)으로 피드백한다.

기지국(210)은 복수의 사용자들(220, 230, 240) 각각에 의해 생성된 코드북들을 파악할 수 있으므로, 선택된 선호 벡터와 관련된 정보를 이용하여 프리코딩 매트릭스(

)를 생성한다. 이 때, 기지국(210)은 전송 랭크(transmission rank) 또는 달성될 수 있는 데이터 전송률의 합 등을 고려하여 프리코딩 매트릭스(

)를 생성할 수 있다.

그리고, 기지국(210)은 생성된 프리코딩 매트릭스(

)를 이용하여 데이터 스트림을 빔포밍함으로써 전송 신호를 생성한다.

기지국이 사용자 i의 피드백 비트 수( B _i )를 결정하는 과정

사용자들(220, 230, 240)에게 할당된 피드백 비트 수의 총합(B_tot)은 제한된다. 즉, MIMO 통신 시스템은 제한된 총 피드백 비트 수를 갖는다. 이 때, 사용자들(220, 230, 240) 각각에 동일한 피드백 비트 수가 할당되는 경우, 그것은 사용자들(220, 230, 240) 각각의 채널 환경에 부합하지 못하여 비효율적일 수 있다.

이 때, 본 발명에 따르면, 사용자들(220, 230, 240) 각각이 새로운 코드북들을 생성하기 이전에, 사용자들 사용자들(220, 230, 240) 각각에 상응하는 피드백 비트 수가 결정될 수 있다. 특히, 기지국(210)은 사용자들(220, 230, 240) 각각의 채널 환경에 따라 사용자들(220, 230, 240) 각각에 상응하는 피드백 비트 수를 할당할 수 있다.

예를 들어, 기지국(210)은 전송 신호의 파워가 높은 상황에서, 더 많은 상관도(correlation)를 가지는 채널에 상응하는 사용자에게 더 많은 피드백 비트 수를 할당하는 반면, 작은 상관을 가지는 채널에 상응하는 사용자에게 작은 량의 피드백 비트 수를 할당할 수 있다.

이 때, 기지국(210)은 하기 수학식 8을 이용하여 사용자 i에게 피드백 비트 수(Bi)를 할당할 수 있다.

(여기서,

,

는

을 만족하도록 선택됨., Btot는 MIMO 통신 시스템 전체에 할당된 피드백 비트 수, M은 동시에 스케쥴링된 사용자들의 수, P는 전체 전송 파워,

는 스케쥴링된 사용자들의 집합, r_i: 사용자 i의 전송 랭크)

상기 수학식 8을 참조하면, 기지국(210)은 자기 상관 매트릭스 또는 보다 구체적으로는 자기 상관 매트릭스의 특이값들을 이용하여 Bi를 결정함을 알 수 있다. 실제로, Bi가 '0' 보다 크거나 같다는 제한 조건(constraint)을 고려하여 수치적 기법(numerical method)에 따라 상기 수학식 8의 해가 구해질 수 있다. 다만, '0'보다 작은 해가 구해지는 경우, 그 때의 Bi는 '0'으로 간주된다.

특이한 경우로서

인 경우, 상기 수학식 8은 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다. 이 때,

은

사이의 상호상관 계수, h는 사용자의 안테나의 개수가 1개인 경우 채널 매트릭스,

,

는 선호 벡터이다.

또 다른 특이한 경우로서,

인 경우, 상기 수학식 8은 하기 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.

(여기서,

)

상기 수학식 10을 참조하면, 기지국은 자기 상관 매트릭스의 특이값들을 이용하여 사용자 i에 상응하는 피드백 비트 수를 결정함을 알 수 있다. 그리고, 기지국의 전송 파워가 높은 경우, 즉, 기지국의 전송 신호가 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는 경우, 사용자 i에 할당되는 피드백 비트 수는 하기 수학식 11을 통하여 결정될 수 있다.

(여기서,

,

임.)

상기 수학식 11을 참조하면, 1보다 큰 가장 작은 전송 랭크를 가지는 사용자들에게 많은 수의 피드백 비트들이 할당됨을 알 수 있다. 특히, 기지국의 전송 신호가 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 갖고,

인 경우, 기지국은 1보다 큰 가장 작은 전송 랭크를 가지는 사용자에게 전체의 비트들을 할당하고, 나머지 다른 사용자들에게는 0 비트를 할당한다.

또한, 기지국의 전송 파워가 낮은 경우, 즉, 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 낮은 경우, 기지국은 하기 수학식 12를 이용하여 사용자 i에게 피드백 비트 수를 할당할 수 있다.

이 때, 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 낮고,

인 경우, 기지국은 하기 수학식 13을 이용하여 사용자 i에게 피드백 비트 수를 할당할 수 있다.

상기 수학식 8 내지 상기 수학식 13을 참조하면, 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 높은 경우, ill-conditioned 자기 상관 매트릭스를 가지는 사용자들에게 더 많은 피드백 비트 수가 할당됨을 알 수 있다. 반대로, 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 낮은 경우, well-conditioned 자기 상관 매트릭스를 가지는 사용자들에게 더 많은 피드백 비트 수가 할당됨을 알 수 있다.

결국, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 높은 경우, 자기 상관도가 높은 채널을 가지는 사용자들에게 할당되는 피드백 비트 수를 증가시키는 반면, 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 낮은 경우, 자기 상관도가 낮은 채널을 가지는 사용자들에게 할당되는 피드백 비트 수를 증가시킬 수 있다.

Scalable feedback

일반적으로, 전송 신호의 파워가 증가함에 따라 데이터 전송률도 향상된다. 다만, 전송 신호의 파워가 일정 수준을 초과하는 경우, 전송 신호의 파워가 증가하여도 데이터 전송률은 더 이상 증가하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 피드백 비트 수가 증가함으로써 데이터 전송률이 향상될 수 있다.

결국, 기지국은 전송 신호의 신호 대 잡음 비가 증가함에 따라 피드백 비트 수를 조절할 수 있다. 즉, 기지국은 전송 신호의 파워에 따라 하기 수학식 14 내지 하기 수학식 15를 이용하여 피드백 비트 수를 조절할 수 있다.

(

가 작은 경우)

(

가 크고, P가 매우 큰 경우)

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단말기의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 기지국과 단말 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산한다(S310).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 기지국에 의해 결정된 피드백 비트 수를 파악한다(S320). 기지국은 상술한 바와 같이 제한된 전체 피드백 비트 수 중 일부를 단말기의 채널 환경에 따라 단말기를 위한 피드백 비트 수로 결정할 수 있다. 이 때, 단말기는 기지국으로부터 수신된 피드백 비트 수와 관련된 정보를 이용하여 기지국에 의해 결정된 피드백 비트 수를 파악할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성한다(S330).

이 때, 적응적으로 코드북을 생성하는 단계(S330)는 미리 결정된 피드백 비 트 수에 따라 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 단계일 수 있다. 특히, 적응적으로 코드북을 생성하는 단계(S330)는 상기 자기 상관 매트릭스 및 미리 저장된 벡터들을 이용하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 단계일 수 있다.

또한, 적응적으로 코드북을 생성하는 단계(S330)는 상기 자기 상관 매트릭스의 지배적 고유 벡터(dominant eigenvector)에 따라 미리 저장된 복수의 벡터들 중 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 단계일 수 있다. 이 때, 상기 자기 상관 매트릭스의 특이값들이 고려될 수 있다. 즉, 적응적으로 코드북을 생성하는 단계(S330)는 상기 복수의 벡터들 중 상기 벡터들과 상기 지배적 고유 벡터 사이의 곱이 최대가 되는 중심 벡터를 선택하고, 상기 중심 벡터와 상기 복수의 벡터들 사이의 상관도 또는 상기 복수의 벡터들 사이의 상관도 중 적어도 하나를 기초로 상기 복수의 벡터들 중 상기 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 단계일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 상기 기지국으로 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 전달한다(S340). 이 때, 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 전달하는 단계(S340)는 상기 기지국으로 상기 자기 상관 매트릭스에 포함된 원소들 중 적어도 하나의 원소에 대한 정보를 전달하는 단계일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비 중 적어도 하나를 고려하는 기준(criterion)에 따라 상기 적응적으로 생성된 코드북에 포함된 벡터들 중 적어도 하나의 선호 벡 터(preferred vector)를 선택한다(S350).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기는 상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백한다(S360).

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 단말로부터 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 수신한다(S410).

이 때, 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보는 상기 자기 상관 매트릭스에 포함된 원소들 중 적어도 하나의 원소에 대한 정보일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 단말로부터 수신된 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 이용하여 상기 자기 상관 매트릭스를 인지한다(S420).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상기 자기 상관 매트릭스 및 전송 파워에 따라 제한된 전체 비트 수의 일부 또는 전부로 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정한다(S430).

이 때, 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 단계(S430)는 상기 자기 상관 매트릭스의 특이값들을 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 단계일 수 있다. 특히, 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 단계(S430)는 상기 전송 파워가 기준 레벨보다 높은 경우, 상기 채널의 자기 상관도가 높을수록 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 증가시키고, 상기 전송 파워 가 상기 기준 레벨보다 낮은 경우, 상기 채널의 자기 상관도가 낮을수록 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 증가시키는 단계일 수 있다. 그리고, 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 단계(S430)는 상기 전송 파워에 비례하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 조절하는 단계일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 결정된 피드백 비트 수와 관련된 정보를 단말로 전달한다(S440).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상기 자기 상관 매트릭스를 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수 및 상기 자기 상관 매트릭스에 따라 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원한다(S450).

이 때, 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 단계(S450)는 상기 자기 상관 매트릭스 및 미리 저장된 벡터들을 이용하여 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 단계일 수 있다.

또한, 이 때, 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 단계(S450)는 상기 자기 상관 매트릭스의 지배적 고유 벡터(dominant eigenvector)에 따라 미리 저장된 복수의 벡터들 중 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 상기 코드북을 복원하는 단계일 수 있다. 이 때, 자기 상관 매트릭스의 특이값들이 고려될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상기 단말로부터 피드백된 선호 벡터와 관련된 정보를 이용하여 상기 코드북에 포함된 벡터들 중 상기 선호 벡터를 인지한다(S460).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상기 단말의 상기 선호 벡터 및 상기 단말과는 다른 단말들에 상응하는 선호 벡터들을 기초로 프리코딩 매트릭스를 생성한다(S470).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상기 프리코딩 매트릭스를 이용하여 상기 단말 또는 상기 다른 단말들의 전부 또는 일부로 전송되는 전송 신호를 생성한다(S480).

본 발명의 일실시예에 따른 기지국 및 단말기의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구 성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 및 단말기를 나타낸 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국(510)은 자기 상관 매트릭스 인지부(511), 피드백 비트 수 결정부(512), 코드북 복원부(513), 선호 벡터 인지부(514), 프리코딩 매트릭스 생성부(515) 및 빔 포머(516)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기(520)는 채널 추정부(521), 코드북 생성부(522), 정보 전달부(523), 선호 벡터 선택부(524) 및 피드백 수행부(525)를 포함한다.

채널 추정부(521)는 기지국(510)과 단말기(520) 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산한다.

또한, 코드북 생성부(522)는 상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성한다. 이 때, 코드북 생성부(522)는 기지국에 의해 결정된 피드백 비트 수를 인지하는 피드백 비트 수 인지부(526)를 포함할 수 있다. 따라서, 코드북 생성부(522)는 기지국에 의해 결정된 피드백 비트 수에 따라 적응적으로 코드북을 생성할 수 있다.

그리고, 코드북 생성부(522)는 독립적이고 동일한 확률 분포(independent identically distributed)를 가지는 채널에 대한 미리 저장된 벡터들미리 저장된 벡터들과 자기 상관 매트릭스를 이용하여 적응적으로 기지국에 의해 결정된 피드백 비트 수에 따라 상기 코드북을 생성할 수 있다.

이 때, 코드북 생성부(522)는 상기 자기 상관 매트릭스의 지배적 고유 벡 터(dominant eigenvector)에 따라 미리 저장된 복수의 벡터들 중 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 상기 코드북을 생성할 수도 있다.

또한, 정보 전달부(523) 상기 기지국(510)으로 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 전달한다.

이 때, 자기 상관 매트릭스 인지부(511)는 단말기(520)로부터 수신된 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 이용하여 상기 자기 상관 매트릭스를 인지한다.

또한, 피드백 비트 수 결정부(512)는 상기 자기 상관 매트릭스 및 전송 파워에 따라 제한된 전체 비트 수의 일부 또는 전부로 상기 단말기(520)에 할당된 피드백 비트 수를 결정한다.

또한, 코드북 복원부(513)는 상기 자기 상관 매트릭스를 이용하여 상기 단말(520)에 할당된 피드백 비트 수 및 상기 자기 상관 매트릭스에 따라 상기 단말(520)에 의해 생성된 코드북을 복원한다.

또한, 선호 벡터 선택부(524)는 달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비 중 적어도 하나를 고려하는 기준(criterion)에 따라 상기 적응적으로 생성된 코드북에 포함된 벡터들 중 적어도 하나의 선호 벡터(preferred vector)를 선택한다.

또한, 피드백 수행부(525)는 상기 기지국(510)으로 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백한다. 이 때, 피드백 수행부(525)는 결정된 피드 백 비트 수에 따라 양자화된(quantized) 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백할 수 있다.

또한, 선호 벡터 인지부(514)는 상기 단말기(520)로부터 피드백된 선호 벡터와 관련된 정보를 이용하여 상기 코드북에 포함된 벡터들 중 상기 선호 벡터를 인지한다.

또한, 프리코딩 매트릭스 생성부(515)는 상기 단말의 상기 선호 벡터 및 상기 단말과는 다른 단말들에 상응하는 선호 벡터들을 기초로 프리코딩 매트릭스를 생성한다.

또한, 빔포머(516)는 상기 프리코딩 매트릭스를 이용하여 상기 단말 또는 상기 다른 단말들의 전부 또는 일부로 전송되는 전송 신호를 생성한다.

도 5에 도시되었으나, 설명되지 아니한 사항은 도 1 내지 도 4를 통해 상세히 설명한 바 있으므로, 이하 생략한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

기지국과 단말 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산하는 채널 추정부; 및

상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성하는 코드북 생성부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,

상기 코드북 생성부는

미리 결정된 피드백 비트 수에 따라 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,

상기 코드북 생성부는

상기 자기 상관 매트릭스 및 미리 저장된 벡터들을 이용하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제3항에 있어서,

상기 미리 저장된 벡터들은 독립적이고 동일한 확률 분포(independent identically distributed)를 가지는 채널에 대한 것임을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,

상기 코드북 생성부는

상기 자기 상관 매트릭스의 지배적 고유 벡터(dominant eigenvector)에 따라 미리 저장된 복수의 벡터들 중 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제5항에 있어서,

상기 코드북 생성부는

상기 자기 상관 매트릭스의 특이값들을 고려하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제5항에 있어서,

상기 코드북 생성부는

상기 복수의 벡터들 중 상기 벡터들과 상기 지배적 고유 벡터 사이의 곱(inner product)이 최대가 되는 중심 벡터를 선택하고, 상기 중심 벡터와 상기 복수의 벡터들 사이의 상관도 또는 상기 복수의 벡터들 사이의 상관도 중 적어도 하나를 기초로 상기 복수의 벡터들 중 상기 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 적응적으로 상기 코드북을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 기.
제5항에 있어서,

상기 미리 저장된 벡터들은 DFT(Discrete Fourier Transform, DFT) 코드북에 포함된 벡터들인 것을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,

상기 기지국으로 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 전달하는 정보 전달부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제9항에 있어서,

상기 정보 전달부는

상기 기지국으로 상기 자기 상관 매트릭스에 포함된 원소들 중 적어도 하나의 원소에 대한 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,

달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비 중 적어도 하나를 고려하는 기준(criterion)에 따라 상기 적응적으로 생성된 코드북에 포함된 벡터들 중 적어도 하나의 선호 벡터(preferred vector)를 선택하는 선호 벡터 선택 부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제11항에 있어서,

상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백하는 피드백 수행부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제12항에 있어서,

상기 피드백 수행부는

미리 결정된 피드백 비트 수에 따라 양자화된(quantized) 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제13항에 있어서,

상기 미리 결정된 피드백 비트 수는 상기 기지국에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,

상기 단말에 설치된 안테나의 개수가 '1'개인 경우, 상기 채널 매트릭스는 벡터 형식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 단말기.
단말로부터 수신된 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 이용하여 상기 자기 상관 매트릭스를 인지하는 자기 상관 매트릭스 인지부; 및

상기 자기 상관 매트릭스를 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수 및 상기 자기 상관 매트릭스에 따라 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 코드북 복원부

를 포함하고,

상기 채널 매트릭스는 상기 단말과 기지국 사이에 형성된 채널에 대한 것임을 특징으로 하는 기지국.
제16항에 있어서,

상기 자기 상관 매트릭스 및 전송 파워에 따라 제한된 전체 비트 수의 일부 또는 전부로 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 피드백 비트 수 결정부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제17항에 있어서,

상기 피드백 비트 수 결정부는

상기 자기 상관 매트릭스의 특이값들을 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제17항에 있어서,

상기 피드백 비트 수 결정부는

상기 전송 파워가 기준 레벨보다 높은 경우, 상기 채널의 자기 상관도가 높을수록 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 증가시키고, 상기 전송 파워가 상기 기준 레벨보다 낮은 경우, 상기 채널의 자기 상관도가 낮을수록 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 기지국.
제17항에 있어서,

상기 피드백 비트 수 결정부는

상기 전송 파워에 비례하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 조절하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제16항에 있어서,

상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보는 상기 자기 상관 매트릭스에 포함된 원소들 중 적어도 하나의 원소에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 기지국.
제16항에 있어서,

상기 코드북 복원부는

상기 자기 상관 매트릭스 및 미리 저장된 벡터들을 이용하여 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제16항에 있어서,

상기 코드북 복원부는

상기 자기 상관 매트릭스의 지배적 고유 벡터(dominant eigenvector)에 따라 미리 저장된 복수의 벡터들 중 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수에 상응하는 개수만큼의 벡터들을 그룹핑하여 상기 코드북을 복원하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제23항에 있어서,

상기 코드북 복원부는

상기 자기 상관 매트릭스의 특이값들을 고려하여 상기 코드북을 복원하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제16항에 있어서,

상기 단말로부터 피드백된 선호 벡터와 관련된 정보를 이용하여 상기 코드북에 포함된 벡터들 중 상기 선호 벡터를 인지하는 선호 벡터 인지부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제25항에 있어서,

상기 단말의 상기 선호 벡터 및 상기 단말과는 다른 단말들에 상응하는 선호 벡터들을 기초로 프리코딩 매트릭스를 생성하는 프리코딩 매트릭스 생성부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제26항에 있어서,

상기 프리코딩 매트릭스를 이용하여 상기 단말 또는 상기 다른 단말들의 전부 또는 일부로 전송되는 전송 신호를 생성하는 빔포머

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
기지국과 단말 사이에 형성된 채널을 추정하여 채널 매트릭스를 계산하는 단계;

상기 채널 매트릭스의 자기 상관(auto correlation) 매트릭스를 기초로 적응적으로 코드북을 생성하는 단계;

상기 기지국으로 상기 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 전달하는 단계;

달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비 중 적어도 하나를 고려하는 기준(criterion)에 따라 상기 적응적으로 생성된 코드북에 포함된 벡터들 중 적어도 하나의 선호 벡터(preferred vector)를 선택하는 단계; 및

상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 선호 벡터와 관련된 정보를 피드백하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 동작 방법
단말로부터 수신된 채널 매트릭스의 자기 상관 매트릭스와 관련된 정보를 이용하여 상기 자기 상관 매트릭스를 인지하는 단계;

상기 자기 상관 매트릭스 및 전송 파워에 따라 제한된 전체 비트 수의 일부 또는 전부로 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수를 결정하는 단계;

상기 자기 상관 매트릭스를 이용하여 상기 단말에 할당된 피드백 비트 수 및 상기 자기 상관 매트릭스에 따라 상기 단말에 의해 생성된 코드북을 복원하는 단계;

상기 단말로부터 피드백된 선호 벡터와 관련된 정보를 이용하여 상기 코드북에 포함된 벡터들 중 상기 선호 벡터를 인지하는 단계;

상기 단말의 상기 선호 벡터 및 상기 단말과는 다른 단말들에 상응하는 선호 벡터들을 기초로 프리코딩 매트릭스를 생성하는 단계; 및

상기 프리코딩 매트릭스를 이용하여 상기 단말 또는 상기 다른 단말들의 전부 또는 일부로 전송되는 전송 신호를 생성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 동작 방법.