KR20090013242A

KR20090013242A - 무선 통신 시스템을 위한 송신 모드 및 레이트 선택

Info

Publication number: KR20090013242A
Application number: KR1020087032170A
Authority: KR
Inventors: 산토시 아브라함; 아르노 메이란; 제이 로드니 왈턴
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2005-05-05
Publication date: 2009-02-04
Also published as: KR20070012734A; EP1749360B1; CN1981472B; AU2005257811C1; KR100972319B1; AU2005257811A1; US8355372B2; CA2567039A1; MXPA06012834A; EP3249838A1; US7564814B2; AU2005257811B2; MY163609A; RU2339169C2; TWI370649B; JP4519907B2; CA2567039C; JP2007536830A; US20050249159A1; IL179049A0

Abstract

A 국으로부터 B 국으로 MIMO 채널을 통한 데이터 송신에 사용하기 위한 송신 모드를 선택하기 위해, A 국은 공간 프로세싱에 사용되는 채널 정보를 획득하고 이 정보의 에이지를 결정한다. A 국은 채널 정보의 에이지 및 가능한 다른 정보 (예를 들어, MIMO 채널의 페이딩 특성) 에 기초하여 다수의 송신 모드들 중 하나를 선택한다. 데이터 송신에 사용하기 위한 레이트(들)를 선택하기 위해, A 국은 MIMO 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보 (CSI) (예를 들어, 수신 SNR 또는 "초기" 레이트) 를 획득한다. A 국은 CSI 의 에이지를 결정하고, CSI, 선택된 송신 모드 및 가능한 다른 정보에 기초하여 하나 이상의 "최종" 레이트를 선택한다. A 국은 선택된 송신 모드 및 최종 레이트(들)에 따라 데이터를 프로세싱하고 프로세싱된 데이터를 B 국에 송신한다.

송신 모드, 송신 레이트, 채널 상태 정보

Description

무선 통신 시스템을 위한 송신 모드 및 레이트 선택{TRANSMISSION MODE AND RATE SELECTION FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

I. 35 U.S.C 119 조하의 우선권 주장

본 출원은 2004년 5월 7일 출원되고 본 양수인에게 양도되었으며 본 명세서에 참조로 통합된, 발명의 명칭이 "무선 통신 시스템을 위한 송신 모드 선택 및 레이트 선택 (transmission Mode Selection and Rate Selection for a Wireless Communication System)" 인 가출원 제 60/569,201 호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것이고, 더 상세하게는 무선 통신 시스템용 송신 모드 및 레이트 선택에 관한 것이다.

무선 다중입력 다중출력 (MIMO) 시스템은 데이터 송신을 위해 송신 엔티티에서의 다중 (N_T) 송신 안테나 및 수신 엔티티에서의 다중 (N_R) 수신 안테나를 이용한다. N_T 송신 안테나 및 N_R 수신 안테나에 의해 형성되는 MIMO 채널은 N_S 의 공간 채널들로 세분될 수도 있으며, 여기서 N_S ≤ min{N_T, N_R} 이다. N_S 공간 채널은 데이터를 병렬로 송신하는데 사용되어 더 높은 처리율을 달성하거나 및/또는 추 가적으로 더 큰 신뢰도를 달성할 수도 있다.

각각의 공간 채널은 예를 들어, 페이딩, 다중경로 및 간섭 효과와 같은 다양한 채널 악조건들을 겪을 수도 있다. N_S 공간 채널은 상이한 채널 조건을 겪을 수도 있고, 상이한 신호대 잡음 간섭비 (SNR; signal-to-noise-and-interference ratio) 를 달성할 수도 있다. 각 공간 채널의 SNR 은 송신 용량을 결정하고, 송신 용량은 통상적으로 공간 채널 상에서 신뢰할 수 있게 송신될 수도 있는 특정 데이터 레이트에 의해 규정된다. 시변 MIMO 채널에 있어서, 채널 조건은 시간에 따라 변화하고, 각 공간 채널의 SNR 또한 시간에 따라 변화한다. 상이한 공간 채널에 대한 SNR 의 시변 특성에 추가하여 상이한 공간 채널에 대한 상이한 SNR 은 MIMO 시스템에서 데이터의 효율적 송신을 어렵게 한다.

따라서, 시변 무선 시스템에서 데이터를 효율적으로 송신하는 기술이 요구된다.

무선 (예를 들어, MIMO) 통신 시스템에서 데이터 송신을 위한 적절한 송신 모드 및 하나 이상의 적절한 레이트를 선택하는 기술을 설명한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 무선 채널을 통해 데이터를 송신하는데 사용가능한 채널 정보의 에이지 (age) 가 결정되는 방법이 제공된다. 송신 모드는 채널 정보의 에이지에 기초하여 다수의 송신 모드 중에서 선택된다. 데이터는 선택된 송신 모드에 따라 무선 채널을 통해 송신된다.

또 다른 실시형태에 따르면, 제어기 및 공간 프로세서를 포함하는 장치를 설명한다. 제어기는 무선 채널을 통해 데이터를 송신하는데 사용가능한 채널 정보의 에이지를 결정하고, 채널 정보의 에이지에 기초하여 다수의 송신 모드 중에서 하나의 송신 모드를 선택한다. 공간 프로세서는 선택된 송신 모드에 따라 데이터를 공간적으로 프로세싱한다.

또 다른 실시형태에 따르면, 무선 채널을 통해 데이터를 송신하는데 사용가능한 채널 정보의 에이지를 결정하는 수단 및 채널 정보의 에이지에 기초하여 다수의 송신 모드 중에서 하나의 송신 모드를 선택하는 수단을 포함하는 장치를 설명한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 데이터 송신에 사용되는 무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보가 획득되는 방법이 제공된다. 채널 상태 정보의 에이지가 결정된다. 채널 상태 정보 및 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 무선 채널을 통한 데이터 송신에 대해 하나 이상의 레이트가 선택된다.

또 다른 실시형태에 따르면, 제어기 및 데이터 프로세서를 포함하는 장치를 설명한다. 제어기는 데이터 송신에 사용되는 무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 획득하고, 채널 상태 정보의 에이지를 결정하고, 채널 상태 정보 및 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 무선 채널을 통한 데이터 송신에 대해 하나 이상의 레이트를 선택한다. 데이터 프로세서는 제어기에 의해 선택된 하나 이상의 레이트에 따라 데이터를 프로세싱한다.

또 다른 실시형태에 따르면, 데이터 송신에 사용되는 무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 획득하는 수단, 채널 상태 정보의 에이지를 결정하는 수단, 채널 상태 정보 및 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 무선 채널을 통한 데이터 송신에 대해 하나 이상의 레이트를 선택하는 수단을 포함하는 장치를 설명한다.

또 다른 실시형태에 따르면, 무선 채널을 통해 데이터를 송신하는데 사용가능한 채널 정보의 에이지가 결정되는 방법이 제공된다. 송신 모드는 채널 정보의 에이지에 기초하여 다수의 송신 모드 중에서 선택된다. 무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보가 획득된다. 채널 상태 정보의 에 이지가 결정된다. 채널 상태 정보 및 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 데이터 송신에 대해 하나 이상의 레이트가 선택된다. 데이터는, 데이터 송신에 대해 선택된 하나 이상의 레이트 및 송신 모드에 따라 무선 채널을 통해 송신된다.

본 발명의 다양한 양태 및 실시형태를 이하 더 상세히 설명한다.

MIMO 시스템은 성능 향상을 위해 스티어링되지 않은 모드에 대해 공간 확산을 이용할 수도 있다. 공간 확산으로, A 국은 상이한 스티어링 매트릭스로 공간 확산을 수행하여, 데이터 송신에서는 효율적인 채널의 집합이 관측되고, 연장된 시간 주기동안 단일한 불량 채널 실현에 고정되지 않는다. 그 결과, 채널의 악조건에 의해 성능이 영향받지 않는다.

본 명세서에서 "예시적인" 이라는 용어는 "예, 예시, 또는 설명으로 기능하는" 것을 의미한다. 본 명세서에서 설명하는 실시형태들은 "예시적인" 것이며 다른 실시형태들보다 우수하거나 이점이 있는 것으로 해석될 필요는 없다.

본 명세서에서 설명하는 송신 모드 및 레이트 선택 기술은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수도 있다. 이러한 기술들은 다중 캐리어 시스템뿐만 아니라 단일 캐리어 시스템에 사용될 수도 있다. 또한, 이러한 기술들은 주파수 분할 듀플렉스 (FDD) 시스템 및 시분할 듀플렉스 (TDD) 시스템에 사용될 수도 있다. FDD 시스템에 있어서, 다운링크 (또는 순방향 링크) 및 업링크 (또는 역방향 링크) 는 상이한 주파수 대역에 할당되고, 하나의 링크에 대한 채널 응답은 다른 링크에 대한 채널 응답과 상관되지 않을 수도 있다. TDD 시스템에 있어서, 다운링크 및 업링크는 동일한 주파수 대역을 공유하고, 일반적으로 다운링크와 업링크 채널 응답간에 높은 수준의 상관이 존재한다. 파일럿 송신, 채널 추정 및 공간 프로세싱은 이러한 상관의 평균을 취하는 방식으로 수행될 수도 있다. 명확화를 위해, 이하 예시적인 단일 캐리어 TDD MIMO 시스템에 대한 송신 모드 및 레이트 선택을 설명한다. 또한, 명확화를 위해, A 국은 송신 엔티티이고, B 국은 A 국으로부터 B 국으로의 데이터 송신을 위한 수신 엔티티이다. 각 국은 액세스 포인트 (또한 기지국이라고 함) 일 수도 있고 사용자 단말 (또한 이동국, 사용자 기기, 무선 디바이스 등이라 함) 일 수도 있다.

예시적인 MIMO 시스템은 개선된 성능 및 더 큰 유동성을 위해 다중 송신 모드를 지원한다. 각 송신 모드는 상이한 방식으로 공간 프로세싱을 수행할 수도 있고, 공간 프로세싱에 대한 채널 정보를 요구하지 않을 수도 있다. 표 1 은 일부 예시적인 송신 모드 및 그에 대한 간단한 설명의 리스트이다.

송신 모드	설명
스티어링된 모드	다수의 데이터 스트림이 MIMO 채널의 다수의 직교 공간 채널 상에서 송신된다.
스티어링되지 않은 모드	다수의 데이터 스트림이 MIMO 채널의 다수의 공간 채널 상에서 송신된다.

스티어링된 모드는 MIMO 채널의 직교 공간 채널 (또는 "아이겐모드") 상에서 데이터를 송신하기 위해 채널 정보 (예를 들어, 아이겐벡터) 를 사용한다. 스티어링되지 않은 모드는 MIMO 채널의 공간 채널 상에서 데이터를 송신하기 위해 어떠한 채널 정보도 요구하지 않는다.

각 송신 모드는 상이한 능력 및 요건들을 갖는다. 스티어링된 모드는 통상적으로 더 양호한 성능을 달성할 수도 있고, A 국이 직교 공간 채널 상에서 데이터를 송신하기에 충분한 채널 정보를 갖는 경우 사용될 수도 있다. 스티어링되지 않은 모드는 채널 정보를 요구하지 않지만, 성능은 스티어링된 모드만큼 양호하지 않을 수도 있다. 사용가능한 채널 정보, A 국 및 B 국의 능력, 시스템 요건들 등에 따라 적절한 송신 모드가 사용을 위해 선택될 수도 있다.

스티어링 모드에 있어서, 데이터는 A 국에서의 N_T 송신 안테나 및 B 국에서의 N_R 수신 안테나에 의해 형성된 MIMO 채널의 N_S 아이겐모드 상에서 송신된다. MIMO 채널은, MIMO 채널의 N_S 아이겐모드를 획득하기 위해 "대각선화"될 수도 있는 N_R × N_T 채널 응답 매트릭스

에 의해 특성화될 수도 있다. 대각선화는

의 특이값 분해 또는

인

의 상관 매트릭스의 아이겐값 분해를 수행함으로써 달성될 수도 있으며, 여기서

는

의 콘쥬게이트 트랜스포즈이다.

의 특이값 분해는 다음과 같이 표현될 수 있으며:

식 (1)

여기서,

는

의 레프트 아이겐벡터의 N_R × N_R 단위 매트릭스이고;

는

의 특이값의 N_R × N_T 대각 매트릭스이고;

는

의 라이트 아이겐벡터의 N_T × N_T 단위 매트릭스이다.

은 특성

에 의해 특성화되며,

는 아이덴티티 매트릭스이다. 단위 매트릭스의 열은 서로 직교한다.

의 라이트 아이겐벡터는 A 국에 의한 공간 프로세싱에 사용되어 데이터를

의 N_S 아이겐모드로 송신할 수도 있다.

의 레프트 아이겐벡터는 B 국에 의한 수신기 공간 프로세싱에 사용되어 N_S 아이겐모드로 송신된 데이터를 복구할 수도 있다. 대각 매트릭스

는 대각을 따라 음아닌 실수 값을 포함하고 다른 곳엔 0 을 포함한다. 이러한 대각 엔트리를

의 특이값이라 하고, N_S 아이겐모드에 대한 채널 이득을 나타낸다.

의 대각 성분들은 최대값부터 최소값으로 정렬될 수도 있고,

및

의 열들은 전술한 바와 같이 그에 대응하여 정렬될 수도 있다. 특이값 분해는 1980 년 Gilbert Strang 의 "Linear Algebra and Its Applicant" 2 판, Academic Press 에 설명되어 있다.

A 국은 스티어링된 모드에 대해 다음과 같은 공간 프로세싱을 수행하며:

식 (2)

여기서

는 N_S 아이겐모드로 전송된 N_S 데이터 심볼까지의 벡터이고;

는 N_T 송신 안테나로부터 전송된 N_T 송신 심볼의 벡터이다.

본 명세서에서 사용되는 "데이터 심볼" 은 데이터에 대한 변조 심볼이고, "파일럿 심볼" 은 파일럿 (A 국 및 B 국 모두에서 선험적으로 알고 있는 데이터) 에 대한 변조 심볼이고, "송신 심볼" 은 송신 안테나로부터 전송된 심볼이고, "수신 심볼" 은 수신 안테나로부터 획득된 심볼이다.

B 국에서 수신된 심볼은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (3)

여기서,

는 N_R 수신 안테나에 대한 N_R 수신 심볼의 벡터이고;

는 스티어링된 모드에 대해

에 의해 관측되는 효과적 MIMO 채널응답 매트릭스이고;

은 잡음 벡터이다.

단순화를 위해, 잡음은 제로 평균 벡터 및

의 공분산 매트릭스를 갖는 추가적인 화이트 가우스 잡음 (AWGN) 으로 가정되고, 여기서

는 잡음의 분산이다. B 국은 다양한 수신기 프로세싱 기술을 사용하여

에서 데이터 심볼을 복구할 수도 있다.

B 국은 다음과 같이 스티어링된 모드에 대해 풀-CSI 공간 프로세싱을 수행할 수도 있으며:

식 (4)

여기서,

는 N_S "검출된" 데이터 심볼까지의 벡터이고, 이것은

에서 N_S 데이터 심볼까지의 추정치이고;

*

는 수신기 공간 프로세싱 후의 잡음이다.

또는, B 국은 다음과 같이 최소 제곱 평균 에러 (MMSE) 공간 프로세싱을 수행할 수도 있으며:

식 (5)

*여기서,

는 MMSE 공간 필터 매트릭스이고;

;

는 대각 매트릭스이고;

은 스티어링된 모드에 대해 MMSE 필터링된 잡음이다.

공간 필터 매트릭스

는 공간 필터로부터의 심볼 추정치와

에서의 데이터 심볼간의 제곱 평균 에러를 최소화한다. 공간 필터로부터의 심볼 추정치는 데이터 심볼의 정규화되지 않은 추정치이다. 스케일링 매트릭스

로의 곱은 데이터 심볼의 정규화된 추정치를 제공한다.

공간 확산을 갖는 스티어링되지 않은 모드에 있어서, A 국은 다음과 같은 공간 프로세싱을 수행하며:

식 (6)

여기서,

는 공간 확산에 대한 N_T × N_T 스티어링된 매트릭스이고;

는 스티어링되지 않은 모드에 대한 N_T 송신 심볼을 갖는 벡터이다.

공간 프로세싱으로,

에서의 각각의 데이터 심볼은

의 각 열로 공간 확산된다. 통상적으로 매트릭스

는 시간 및/또는 주파수에 따라 변화하지만, A 국 및 B 국 모두에 알려져 있다.

에서의 각 송신 심볼은

에서의 N_S 데이터 심볼의 각각의 콤포넌트를 포함한다.

스티어링되지 않은 모드에 대한 B 국에서의 수신 심볼은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (7)

여기서,

은 N_R 수신 안테나에 대한 N_R 수신 심볼의 벡터이고;

는 공간 확산으로 스티어링되지 않은 모드에 대해

에 의해 관측되는 효과적인 MIMO 채널 응답 매트릭스이다.

B 국은 채널 상관 역매트릭스 (CCMI; channel correlation matrix inversion) 공간 프로세싱을 수행할 수도 있고, 또한 이것은 다음과 같은 제로-포커싱이라 하며:

식 (8)

여기서,

은 CCMI 공간 필터 매트릭스이고;

은 스티어링되지 않은 모드에 대한 CCMI 필터링 잡음이다.

또는, B 국은 다음과 같이 MMSE 공간 프로세싱을 수행할 수도 있으며:

여기서,

식 (9)

는 MMSE 공간 필터 매트릭스이고;

여기서,

는 MMSE 공간 필터 매트릭스이고;

;

; 및

은 스티어링되지 않은 모드에 대한 MMSE 필터링된 잡음이다.

식 (5) 및 (8) 에서 나타낸 바와 같이, B 국은 스티어링된 모드 및 스티어링되지 않은 모드 모두에 대해 MMSE 공간 프로세싱을 수행할 수도 있다. 그러나, 스티어링된 모드 및 스티어링되지 않은 모드에 대해 각각 상이한 매트릭스

및

가 사용된다.

스티어링되지 않은 모드에 대해 공간 확산이 사용되지 않으면, 송신 벡터는

로 표현될 수도 있다. B 국은 CCMI 또는 MMSE 수신기 공간 프로세싱을 사용하여

에서 데이터 심볼을 복구할 수도 있다. 그러나, 공간 필터 매트릭스는

대신

에 기초하여 유도될 것이다.

A 국은 스티어링된 모드에 대해

로 공간 프로세싱을 수행한다. B 국은 스티어링 모드에 대해

(또는

및

) 로, 스티어링되지 않은 모드에 대해서는

및

로 공간 매칭 필터링을 수행한다.

의 추정치는 다른 기지국에 의해 전송된 "스티어링되지 않은 MIMO" 파일럿에 기초하여 하나의 기지국에 의해 획득될 수도 있다. 스티어링된 MIMO 파일럿은 N 송신 안테나로부터 전송된 N 파일럿 송신으로 구성된 파일럿이며, 각 송신 안테나로부터의 파일럿 송신은, 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 A 국에 의해 전송되는 경우 수신 엔티티에 의해 N=N_T 로 식별될 수 있고, 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 B 국에 의해 전송되는 경우 N=N_R 로 식별될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 각 송신 안테나로부터의 파일럿 송신에 대해 상이한 직교 시퀀스를 사용함으로써 및/또는 상이한 주파수 서브밴드 상에서 각각의 송신 안테나에 대한 파일럿 송신을 전송함으로써 달성될 수도 있다. 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (10)

여기서, p(i) 는 심볼 주기 i 에서 송신되는 파일럿 심볼이고;

는 심볼 주기 i 동안 N 송신 안테나에 대한 N 칩의 벡터이고;

는 심볼 주기 i 동안 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿에 대한 송신 벡터이다.

예를 들어, N=4 이면, 4 개의 심볼 주기에 대해 4 개의 왈시 벡터 w(0)=[1 1 1 1]^T, w(1)=[1 -1 1 -1]^T, w(2)=[1 1 -1 -1]^T 및 w(3)=[1 -1 -1 1]^T 가 사용될 수도 있으며, 여기서 "^T" 는 트랜스포즈를 나타낸다. 완전한 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 N (연속적인 또는 비연속적인) 심볼 주기에서 전송될 수도 있고, 또는 직교 시퀀스의 각 칩에 대한 하나의 심볼 주기에서 송신될 수도 있다. 완전한 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿 수신시에, 수신 엔티티는 수신 파일럿에 대해 상보적 프로세싱을 수행하여

를 추정할 수 있다. 명확화를 위해, 다음 설명에서는 채널 추정에 에러가 없는 것으로 가정한다.

TDD 시스템에 있어서, 다운링크 및 업링크 채널 응답은 서로 역인 것으로 가정될 수도 있다. 즉,

가 안테나 어레이 X 로부터 안테나 어레이 Y 까지의 채널 응답 매트릭스를 나타내면, 역 채널은,

에 의해 제공되는 어레이 Y 로부터 어레이 X 까지의 커플링을 의미한다. 그러나, A 국에서의 송신 및 수신의 응답 체인은 B 국에서의 송신 및 수신의 응답 체인과는 상이하다. 2 기지국에서 송신 및 수신 응답 체인의 차이를 설명할 수 있는 정정 매트릭스를 유도하기 위해 교정이 수행될 수도 있다. 이러한 2 기지국에서의 정정 매트릭스의 적용은 하나의 링크에 대한 교정된 채널 응답을 다른 링크에 대한 교정 채널 응답의 트랜스포즈로서 표현할 수 있게 한다. 단순화를 위해, 다음의 설명에서는, 송신 및 수신에 대한 평탄한 주파수 응답 체인을 가정하여,

은 A 국으로부터 B 국으로의 링크에 대한 채널 응답 매트릭스이고,

은 B 국으로부터 A 국으로의 링크에 대한 채널 응답 매트릭스이다.

및

의 특이값 분해는 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

및

식 (11)

여기서,

는

의 복소 콘쥬게이트이다. 식 (11) 에 나타난 바와 같이,

및

는

의 레프트 및 라이트 아이겐벡터의 매트릭스이고,

및

는

의 레프트 및 라이트 매트릭스이다. A 국 및 B 국은 스티어링된 모드에 대한 데이터를 송신하도록 공간 프로세싱에 대해 각각 매트릭스

및

를 사용할 수도 있다.

역 채널 때문에, 하나의 기지국은

또는

를 획득하기 위해 특이값 분해를 수행할 수도 있다. 그 후, 이 기지국은 MIMO 채널의 아이겐모드로 전송되는 파일럿인 "스티어링된 MIMO" 파일럿을 송신할 수도 있다. 그 후, 다른 기지국은 스티어링된 MIMO 파일럿에 기초하여 아이겐벡터의 매트릭스를 추정할 수도 있다.

A 국은 다음과 같이 스티어링된 MIMO 파일럿을 송신할 수도 있으며:

식 (12)

여기서,

는

의 m 번째 아이겐벡터/열이고;

은

의 m 번째 아이겐모드에서 송신되는 파일럿 심볼이고;

은 m 번째 아이겐모드에 대해 스티어링된 MIMO 파일럿에 대한 송신 벡터이다.

B 국에서 수신된 스티어링 MIMO 파일럿은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (13)

여기서,

는 m 번째 아이겐모드에 대해 스티어링된 MIMO 파일럿에 대한 수신 벡터이고;

는

의 m 번째 대각 성분이고;

은

의 m 번째 아이겐벡터/열이다.

식 (13) 은, B 국이 A 국에 의해 전송된 스티어링된 MIMO 파일럿에 기초하여 1 회에 하나의 열, 즉

의 추정치를 획득할 수도 있음을 나타낸다. A 국은 하나 이상의 (연속적인 또는 비연속적인) 심볼 주기에서 모든 N_S 아이겐모드 상에서 완전한 스티어링된 MIMO 파일럿을 전송할 수도 있다. 또한, B 국은

의 열을 사용하는 유사한 방식으로, 스티어링된 MIMO 파일럿을 A 국으로 송신할 수도 있다.

파일럿 및 데이터는 MIMO 시스템에서 다양한 방식으로 송신될 수도 있다. 스티어링된 모드에 있어서, A 국은 채널 정보 (또는 "아이겐스티어링" 정보) 를 사용하여 MIMO 시스템의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신한다. 채널 정보는

의 형태, 또는

또는

(B 국으로부터 전송된 스티어링된 MIMO 파일럿으로부터 획득될 수도 있음) 의 형태일 수도 있다. 또한, B 국은 채널 정보 (예를 들어, 스티어링된 모드에 대한

,

또는

, 및 스티어링되지 않은 모드에 대한

) 를 사용하여, A 국으로부터의 데이터 송신을 복구한다. 2 모드 모두에 있어서, B 국은 공간 채널에 대한 수신 SNR 을 추정하고, 수신 SNR 에 의해 지원되는 레이트(들)를 결정하고, 수신 SNR 또는 지원되는 레이트(들)를 A 국에 전송할 수도 있다. 그 후, A 국은 수신된 피드백 및 가능한 다른 정보에 기초하여 B 국으로의 데이터 송신을 위한 적절한 송신 모드 및 적절한 레이트(들)를 선택할 수도 있다. 명확화를 위해, B 국에 의해 선택된 레이트를 초기 레이트라 하고, A 국에 의해 선택된 레이트를 최종 레이트라 한다. 또한 명확화를 위해, 다음의 설명에서는 B 국이 (SNR 정보 대신) 레이트 정보를 A 국으로 역전송하는 것으로 가정한다.

도 1A 는 MIMO 시스템에 대한 예시적인 파일럿 및 데이터 송신 방식 (100) 을 도시한다. 우선, A 국은 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 송신한다 (블록 112). B 국은 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 수신 및 프로세싱하고, 채널 응답 매트릭스

의 추정치를 획득한다 (블록 114). 또한, B 국은 수신 파일럿에 기초하여 MIMO 채널의 (직교 또는 비직교) 공간 채널에 대한 수신 SNR 을 추정한다 (블록 116). 또한, B 국은 수신 SNR 에 기초하여, (스티어링 모드에 대한) 각각의 아이겐모드에 대한 초기 레이트 또는 (스티어링되지 않은 모드에 대한) MIMO 채널에 대한 단일 초기 레이트를 결정한다 (블록 116). 초기 레이트(들)는 A 국으로부터 B 국으로의 데이터 송신에 대해 적용할 수 있다.

B 국은

로부터 유도된 아이겐벡터를 사용하여 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿 또는 스티어링된 MIMO 파일럿을 송신한다 (블록 118). A 국은 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 수신 및 프로세싱하여, A 국으로부터 B 국으로의 링크에 대한 채널 추정치를 획득한다. 또한 B 국은 초기 레이트(들)를 A 국으로 전송한다 (블록 122). A 국은 초기 레이트(들)를 수신하고 전술한 바와 같이 B 국으로의 데이터 송신에 사용하기 위해 송신 모드 및 최종 레이트(들)를 결정한다 (블록 124). 그 후, A 국은 선택된 송신 모드 및 최종 레이트(들)를 사용하여 데이터를 B 국으로 송신한다 (블록 126). B 국은 A 국으로부터의 데이터 송신을 수신 및 프로세싱한다 (블록 128).

도 1B 는 MIMO 시스템에 대한 다른 예시적인 파일럿 및 데이터 송신 방식 (102) 을 도시한다. 우선, B 국은 스티어링된 MIMO 파일럿을 송신한다 (블록 112). A 국은 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 수신 및 프로세싱하고, 채널 응답 매트릭스

의 추정치를 획득한다 (블록 114). 그 후, A 국은

로부터 유도된 아이겐 벡터를 사용하여 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿 또는 스티어링된 MIMO 파일럿을 송신한다. B 국은 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 수신 및 프로세싱하여, A 국으로부터 B 국으로의 링크에 대한 채널 추정치를 획득한다 (블록 120). 블록 116, 122, 124 및 128 에 대한 나머지 프로세싱은 도 1A 에서 전술한 바와 같다.

도 1A 및 1B 에 도시된 바와 같이, 파일럿은 다양한 방식으로 송신될 수도 있어서, A 국 및 B 국 모두 A 국으로부터 B 국으로의 링크에 대한 채널 추정치를 획득할 수 있다. 2 국 모두는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 송신할 수도 있다. 또한, 일 국은 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 송신할 수도 있고, 다른 국은 스티어링된 MIMO 파일럿을 송신할 수도 있다. 이 경우, A 국 또는 B 국은 도 1A 및 1B 에 도시된 바와 같이 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 송신할 수도 있다.

도 2 는 MIMO 시스템에 대해 사용될 수도 있는 예시적인 프레임 구조 (200) 를 도시한다. 데이터 송신은 프레임 단위로 발생하고, 각각의 프레임은 특정 지속기간 (예를 들어, 2 msec) 을 스패닝 (spanning) 한다. 각 프레임은 (1) 데이터 및 파일럿이 다운링크 상에서 전송될 수도 있는 다운링크 위상, 및 (2) 데이터 및 파일럿이 업링크 상에서 전송될 수도 있는 업링크 위상으로 분할될 수도 있다. 각 프레임에 대해서, MIMO 파일럿은 다운링크 상에서 전송될 수도, 전송되지 않을 수도 있고, MIMO 파일럿은 업링크 상에서 전송될 수도, 전송되지 않을 수도 있다.

B 국은 A 국으로부터 수신된 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿에 기초하여 공간 채널에 대한 수신 SNR 을 추정할 수도 있다. 수신 SNR 은 A 국 및 B 국 모두에 의해 수행되는 공간 프로세싱에 의존한다.

풀-CSI 수신기 공간 프로세싱을 갖는 스티어링 모드에 있어서, 각 아이겐모드의 SNR 은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

, i = 1, ...,N_S 식 (14)

여기서,

는 프레임 n 에서 m 번째 아이겐모드에 사용되는 송신 전력이고;

는 프레임 n 에 대한

의 m 번째 대각 성분이고;

은 프레임 n 에서 m 번째 아이겐모드의 SNR 이다.

N_S 아이겐 모드는 상이한 SNR 을 달성할 수도 있다. 그 결과, 이러한 아이겐모드 상에서 전송되는 데이터 스트림에 대해 상이한 레이트가 사용될 수도 있다.

MMSE 수신기 공간 프로세싱을 갖는 스티어링된 및 스티어링되지 않은 모드에 있어서, 각 공간 채널의 SNR 은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

, i = 1, ..., N_S 식 (15)

여기서,

은 프레임 n 에 대한

또는

의 m 번째 대각 성분이고;

은 프레임 n 에서 m 번째 공간 채널의 SNR 이다.

CCMI 수신기 공간 프로세싱을 갖는 스티어링되지 않은 모드에 있어서, 각 공간 채널의 SNR 은 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

, i = 1, ..., N_S 식 (16)

*여기서,

은 프레임 n 에 대한

및

의 m 번째 대각 성분이고;

는 프레임 n 에서 m 번째 공간 채널의 SNR 이다.

상기 식들에서,

의 양은 수신기 공간 프로세싱 이전의 (선형 단위에서의) SNR 이다.

,

및

의 양들은 수신기 공간 프로세싱 이후의 (데시벨 (dB) 단위에서의) SNR 이고, 또한 수신 SNR 이라 한다. 다음의 설명에서, "SNR" 은 달리 칭하지 않으면 수신 SNR 을 지칭한다.

공간 확산을 갖는 스티어링되지 않은 모드에 있어서, N_S 공간 채널은 매트릭스

를 갖는 공간 확산에 기인하여 유사한 SNR 을 달성한다. 그 결과, 이러한 공간 채널 상에서 전송되는 모든 데이터 스트림에 대해 동일한 레이트가 사용될 수도 있다. 공간 확산으로, 각 데이터 심볼은 모든 N_S 공간 채널 상에서 송신되고, 모든 공간 채널에 대해 평균 SNR 이 관측되며, 이것은 다음과 같이 표현될 수도 있다:

, 및 식 (17)

. 식 (18)

SNR 의 평균화는 선형 단위로 행해질 수도 있고, 식 (17) 및 식 (18) 에 나타난 바와 같이 dB 로 행해질 수도 있다.

스티어링된 모드에 있어서, B 국은, 식 (14) 에 나타낸 바와 같이 연산된

또는 식 (15) 에 나타낸 바와 같이 연산된

와 동일할 수도 있는

에 기초하여 각 아이겐모드에 대한 초기 레이트를 결정할 수도 있다. MIMO 시스템은 일련의 레이트를 지원할 수도 있고, 이러한 각각의 레이트는 특정한 데이터 레이트, 특정한 코딩 방식, 특정한 변조 방식, 및 특정한 원하는 레벨의 성능 (예를 들어, 1 % 의 패킷 에러 레이트) 을 달성하기 위해 요구되는 특정한 최소 SNR 과 관련될 수도 있다. 각각의 넌-제로 레이트에 대해 요구되는 SNR 은 컴퓨터 시뮬레이션, 실험적 측정 등에 의해 획득될 수도 있다. 지원되는 레이트 및 요구 SNR 의 세트는 룩업 테이블에 저장될 수도 있다. 각 아이겐모드에 대한

는 룩업 테이블에 제공될 수도 있고, 룩업 테이블은 그 SNR 에 의해 지원되는

을 반환할 수도 있다. 레이트

은 최대 데이터 레이트, 및

이하인, 즉

인 요구 SNR 과 관련된다.

스티어링되지 않은 모드에 있어서, B 국은, 식 (17) 에 나타낸 바와 같이 연산된

또는 식 (18) 에 나타낸 바와 같이 연산된

과 동일할 수도 있는

에 기초하여, MIMO 채널에 대한 초기 레이트를 결정할 수도 있다.

은 룩업 테이블에 제공될 수도 있고, 룩업 테이블은 SNR 에 대한 스티어링되지 않은 모드에 대한 MIMO 채널에 의해 지원되는 레이트

을 반환한다. 스티어링된 및 스티어링되지 않은 모드에 대해 동일한 또는 상이한 룩업 테이블이 사용될 수도 있다.

B 국은 A 국으로부터 B 국으로의 데이터 송신에 사용하기 위해, 송신 모드 및 레이트(들)에 대해 초기 결정을 행할 수도 있다. A 국은 B 국으로부터 수신된 피드백 및 다른 관련 정보에 기초하여 데이터 송신에 사용하기 위해, 송신 모드 및 레이트(들)에 대해 최종 결정을 행할 수도 있다.

A 국은 현재 프레임에서 사용가능한 채널 정보의 에이지 및 MIMO 채널에 관련된 가능한 다른 정보에 기초하여 어떤 송신 모드를 데이터 송신에 사용할지를 선택한다. MIMO 채널의 특성은, 예를 들어, 페이딩, 다중경로 및 간섭과 같은 다수의 인자에 기인하여 시간에 따라 변화할 수도 있다. 시변 시스템에 있어서, 채널 정보의 정확도/신뢰도는 시간에 따라 악화된다. 데이터 송신에 대한 부정확한/신뢰할수없는 채널 정보를 사용함으로써, 불량한 성능이 획득될 수도 있다. 채널 정보는 MIMO 파일럿으로부터 유도되기 때문에, 채널 정보의 에이지는, 채널 정보를 유도하는데 사용된 MIMO 파일럿의 에이지에 기초하여 결정될 수도 있다. MIMO 파일럿의 에이지는 전술한 바와 같이 결정될 수도 있다.

MIMO 파일럿은 모든 프레임에서, 또는 매 일부 프레임에서 주기적으로, 또는 간헐적으로 송신될 수도 있다. A 국은 B 국으로부터 수신된 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿에 기초하여

의 추정치를 유도할 수도 있고,

를 분해하여 MIMO 채널의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신하는데 사용되는 아이겐벡터의 매트릭스

를 획득할 수도 있다. 또한, A 국은 B 국으로부터 수신된 스티어링된 MIMO 파일럿으로부터 아이겐벡터를 직접 획득할 수도 있다. 그러나, 이 스티어링된 MIMO 파일럿은, A 국에 의해 전송된, 스티어링되지 않은 MIMO 로부터 B 국에 의해 획득된

의 추정치로부터 유도되는

에서의 아이겐벡터를 사용하여 B 국에 의해 송신된다. 따라서, B 국에 의해 전송된 스티어링된 MIMO 파일럿으로부터 A 국에 의해 획득된

에서의 아이겐벡터는, 그 결과, A 국에 의해 전송된 스티어링되지 않은 MIMO 로부터 유도된다. 따라서, B 국으로부터 수신된 스티어링된 MIMO 파일럿으로부터 유도된

에서의 아이겐벡터의 품질은 A 국에 의해 전송된 대응 스티어링된 MIMO 파일럿의 품질에 의존하며 (또한 그만큼 양호하며), 이로부터

및

가 유도된다.

A 국은, MIMO 파일럿이 언제 B 국으로 송신되고 B 국으로부터 수신되는지에 대해 트래킹을 유지할 수도 있다. 예를 들어, A 국은 (1) 각각의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 송신되는 시간, (2) 각각의 스티어링된 MIMO 파일럿이 송신되는 시간, (3) 각각의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 수신되는 시간, 및 (4) 각각의 스티어링된 MIMO 파일럿이 수신되는 시간의 기록을 보유할 수도 있다. 이 기록은 다양한 포맷으로 유지될 수도 있다. 예를 들어, 기록은, 각각의 프레임 n 동안, 4 개의 MIMO 파일럿 이벤트에 대해 4 개의 엔트리를 포함할 수도 있다. MIMO 파일럿이 소정의 프레임 n 에 송신 또는 수신되지 않으면, 이전 프레임 n-1 동안 그 MIMO 파일럿에 대한 시간 엔트리가 복사되고 프레임 n 에 대해 저장될 수도 있다. 이러한 기록 포맷으로, 임의의 소정 프레임 n 에서, A 국은 (1)

으로 표시되는, 최신의 (즉, 가장 최근의) 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 송신된 시간, (2)

로 표시되는, 최신의 스티어링된 MIMO 파일럿이 송신되는 시간, (3)

로 표시되는, 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 수신되는 시간, 및 (4)

로 표시되는, 최신의 스티어링된 MIMO 파일럿이 수신되는 시간을 쉽게 결정할 수도 있다. A 국은 이러한 정보를 사용하여, 현재 사용가능한 채널 정보의 에이지 및 품질을 결정할 수도 있다.

표 2 는 이하 설명에서 사용되는 변수의 리스트를 나타낸다.

심볼	설명
	프레임 n 에서 결정되는 바와 같이, A 국이 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 B 국으로 송신하는 최신의 시간.
	프레임 n 에서 결정되는 바와 같이, A 국이 스티어링된 MIMO 파일럿을 B 국으로 송신하는 최신의 시간.
	프레임 n 에서 결정되는 바와 같이, A 국이 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 수신하는 시간.
	프레임 n 에서 결정되는 바와 같이, A 국이 최신의 스티어링된 MIMO 파일럿을 B 국으로부터 수신하는 시간.
	채널 정보를 획득하기 위한 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿에 대한 프로세싱 지연.
	채널 정보를 획득하기 위한 스티어링된 MIMO 파일럿에 대한 프로세싱 지연.
	SNR/레이트 정보를 획득하기 위한 MIMO 파일럿에 대한 프로세싱 지연.
	채널 정보의 사용을 허용하는 최대 에이지.
	SNR/레이트 정보의 사용을 허용하는 최대 에이지.
	B 국으로부터 A 국에 의해 획득되는 SNR 세트 (예를 들어, B 국으로부터 수신된 초기 레이트(들)로부터 유도됨)
	이 A 국에 의해 획득된 시간.

A 국은 다음과 같이 현재의 프레임 n 에서 사용가능한 채널 정보의 에이지를 결정할 수도 있다. 현재의 채널 정보가 B 국으로부터 수신된 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 유도되면, 이 정보의 에이지는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿의 에이지와 동일하다. 그러나, 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 프로세싱하는데

의 지연이 초래되어 채널 정보를 획득하고, 또는 이와 동등하게, 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿의 수신 후

초동안 채널 정보가 사용가능하다. 따라서, 현재 채널 정보를 유도하는데 사용된 최신의 스티어링되지 않은 파일럿은 적어도

초 더 일찍 수신되고, 다음과 같이 식별될 수도 있다:

식 (19)

현재의 프레임 n 에 대한 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 적어도

초 더 일찍 수신되면, 이러한 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 현재 채널 정보를 유도하는데 사용된다. 그러나, 현재 프레임 n 에 대한 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이

미만으로 일찍 수신되면, 이 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿은 현재의 채널 정보를 유도하는데 사용되지 않는다. 식 (19) 는, 프레임 i 에 대한 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 현재의 채널 정보를 유도하는데 사용된 최신 프레임 i 를 결정한다. 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 유도된 현재 채널 정보의 에이지는 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (20)

여기서, i 는 식 (19) 에 의해 결정된 프레임 인덱스이고;

스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 수신되지 않았다면,

= -∞ 이다.

현재 채널 정보가 B 국으로부터 수신된 스티어링된 MIMO 파일럿으로부터 유도되면, 이 정보의 에이지는, 스티어링된 MIMO 파일럿이 유도되는, 대응하는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿의 에이지와 동일하다. B 국으로부터 수신된 스티어링된 MIMO 파일럿을 프로세싱하기 위해 A 국에 의해

의 지연이 초래되고, A 국에 의해 전송된 대응하는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 프로세싱하기 위해 B 국에 의해

의 지연이 초래된다. 따라서, 현재 채널 정보를 유도하는데 사용될 수 있는 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿은 적어도

초 더 일찍 수신되고, 다음과 같이 식별될 수도 있다:

식(21)

식 (21) 은, 프레임 j 에 대한 최신의 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 현재 채널 정보를 유도하는데 사용되는 최신의 프레임 j 를 결정한다. 스티어링된 MIMO 파일럿으로부터 유도되는 현재 채널 정보는 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (22)

여기서, j 는 식 (21) 에 의해 결정된 프레임 인덱스이고;

스티어링된 MIMO 파일럿이 수신되지 않았다면,

= -∞ 이다.

현재 채널 정보의 에이지,

는 다음과 같이 표현될 수도 있다:

. 식 (23)

그 후, 송신 모드가 현재 채널 정보의 에이지에 기초하여 다음과 같이 선택된다:

식 (24)

또한, 송신 모드는 다른 관련 정보에 기초하여 선택될 수도 있다. 예를 들어, MIMO 채널의 시변 특성이 고려될 수도 있다. MIMO 채널이 비교적 정적이면 (예를 들어, 고정된 A 국 및 B 국), 채널 정보는 비교적 긴 시간 주기 동안 정확하고 유효하다. 반대로, MIMO 채널이 급변하면 (예를 들어, 이동하는 A 국 및/또는 B 국), 채널 정보는 더 단기의 시간 주기 동안 정확할 수도 있다. MIMO 채널의 시변 특성은 채널 정보의 에이지 연산 및/또는 에이지 임계값

에서 정확하게 설명될 수도 있다. 예를 들어,

및

는 채널 타입의 함수일 수도 있고 (예를 들어, 고속 또는 저속 페이딩), 상이한 에이지 임계값이 상이한 채널 타입에 대해 사용될 수도 있다.

A 국은, 초기 레이트(들)를 유도하는데 사용된 내재하는 MIMO 파일럿의 에이지에 기초하여 B 국으로의 데이터 송신에 대한 최종 레이트(들)를 선택할 수도 있다. A 국으로부터 B 국으로의 링크에 의해 지원되는 실제 레이트(들)은 B 국에서의 수신 SNR 에 의존하며, A 국으로부터 수신된 스티어링된 MIMO 파일럿 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿에 기초하여 추정될 수도 있다. 수신 SNR 은 초기 레이트(들)로 변환될 수도 있고, 그 후 A 국으로 역전송될 수도 있다. A 국은 B 국으로부터 획득된 초기 레이트(들)에 기초하여 B 국에서의 수신 SNR 을 추정할 수도 있다. 예를 들어, A 국은, 초기 레이트에 대한 요구 SNR 을 제공하는 역 룩업 테이블에 각각의 초기 레이트를 제공할 수도 있다. 현재 프레임 n 에서 A 국에 사용가능한 SNR 의 세트 (또는 "현재 SNR 정보") 는

로 표현되고, 시간

에 획득된다.

는, (1) B 국이 수신 SNR 을 추정하도록, 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿을 프로세싱하고, 초기 레이트(들)를 유도하고, 초기 레이트(들)를 A 국에 역전송하기 위해, 그리고 (2) A 국이 현재 SNR 정보를 획득하도록 초기 레이트(들)를 프로세싱하기 위해 초래된다. 따라서, 현재 SNR 정보를 획득하는데 사용될 수 있는 최신의 MIMO 파일럿은 A 국에 의해 적어도

초 더 일찍 전송되고, 다음과 같이 표현될 수도 있다:

식 (25)

식 (25) 는, 프레임 k 에 대한 최신의 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿이 현재 SNR 정보를 유도하는데 사용한 최신 프레임 k 를 결정한다. 현재 SNR 정보의 에이지는 다음과 같이 표현될 수도 있으며:

식 (26)

여기서, k 는 식 (25) 에 의해 결정된 프레임 인덱스이다.

최종 레이트는 현재 SNR 정보, SNR 정보의 에이지 및 가능한 다른 정보에 기초하여 선택될 수도 있다. 예를 들어, 현재 SNR 정보의 에이지가 SNR 에이지 임계값을 초과하면 (즉,

), SNR 정보는 의미없거나 폐기될 것으로 보일 수도 있다. 이 경우, B 국으로의 데이터 송신에 대해 가장 로버스트한 송신 모드 및 최소 레이트 (예를 들어, 스티어링되지 않은 모드에서의 최소 레이트) 가 사용될 수도 있다. 현재 SNR 정보의 에이지가 SNR 에이지 임계값보다 작으면, A 국에 의해 획득된 SNR 은 SNR 정보의 에이지에 기초하여 조절될 수도 있고, 조절된 SNR 은 최종 레이트(들)를 선택하는데 사용될 수도 있다. SNR 조절은 다양한 방식으로 수행될 수도 있다.

사용을 위해 스티어링된 모드가 선택되면, A 국은 각 아이겐모드 m 에 대해 초기 레이트를 수신하고, 그 아이겐모드에 대한 초기 레이트에 기초하여 각 아이겐모드에 대한 요구 SNR 을 결정하고, SNR 정보의 에이지에 기초하여 각 아이겐모드에 대한 요구 SNR 을 조절할 수도 있다. 예를 들어, SNR 백오프,

는 다음과 같이, 에이지의 선형 함수에 기초하여 연산될 수도 있으며:

식 (27)

여기서,

은 SNR 에 대한 조절 레이트이다 (예를 들어,

= 50 dB/초). 각 아이겐모드에 대한 조절된 SNR 은 다음과 같이 연산될 수도 있으며:

식 (28)

여기서,

은 (초기 레이트로부터 획득된) 아이겐모드 m 에 대한 요구 SNR 이고;

는 스티어링된 모드에 대한 백오프이고 (예를 들어,

= 0 dB);

는 스티어링된 모드에 대한 아이겐모드 m 에 대한 조절된 SNR 이다.

A 국은, 아이겐모드에 대한 최종 레이트를 제공하는 룩업 테이블에 각 아이겐모드에 대한 조절된 SNR 을 제공할 수도 있다. A 국은, B 국이 각 아이겐모드에 대한 초기 레이트를 획득하기 위해 사용한 동일한 룩업 테이블을 사용할 수도 있고, 상이한 룩업 테이블을 사용할 수도 있다.

스티어링되지 않은 모드가 사용을 위해 선택되면, A 국은 각 아이겐모드에 대한 초기 레이트를 수신할 수도 있고, 스티어링되지 않은 모드에서 데이터 송신에 대한 단일 최종 레이트를 결정할 수도 있다. 조절된 SNR 은 각 아이겐모드에 대해 다음과 같이 연산될 수도 있으며:

식 (29)

여기서,

는 스티어링되지 않은 모드에 대한 백오프이고 (예를 들어,

= 3 dB);

는 스티어링되지 않은 모드에 대한 아이겐모드 m 에 대한 조절된 SNR 이다.

는 예를 들어, 모든 N_S 공간 채널 (불량한 경우에도) 을 통해 분포되는 총 송신 전력, 각 데이터 패킷에서 SNR 의 변동에 기인한 성능의 손실 등과 같은 다양한 인자를 설명하는데 사용될 수도 있다.

,

및

는 컴퓨터 시뮬레이션, 실험적 측정 등에 의해 결정될 수도 있다.

현재 프레임 n 에서 데이터 송신에 사용되는 공간 채널의 수는, SNR 임계값 SNR_th 보다 큰 조절된 SNR 을 갖는 "양호한" 아이겐모드의 수를 카운팅함으로써 결정될 수도 있다. 각 아이겐모드 m 에 있어서, 이면, 아이겐모드 m 은 N_sch(n) 에 대해 카운팅된다. 따라서, 스티어링되지 않은 모드에 사용되는 공간 채널의 수는 아이겐모드의 수 이하, 즉

이다. 스티어링되지 않은 모드에 대한 평균 SNR, SNR_avg(n) 은 다음과 같이 연산될 수도 있다:

식 (30)

B 국은, 모든 N_S 아이겐모드가 데이터 송신에 사용된다는 가정 및 모든 아이겐모드에 대해 동일한 송신 전력이 사용된다는 가정에 기초하여 각 아이겐모드에 대한 초기 레이트를 선택한다. 스티어링되지 않은 모드에 대해 N_S 공간 채널 미만이 사용되면, 각각의 선택된 공간 채널에 대해 더 높은 송신 전력이 사용될 수도 있다. 식 (30) 의 우측 제 1 항은, 사용을 위해 N_S 공간 채널 미만이 선택되면 각 공간 채널에 대해 더 높은 송신 전력이 사용됨을 설명한다. 식 (30) 의 우측 제 2 항은 프레임 n 에서 사용을 위해 선택된 N_sch(n) 에 대한 평균 SNR (dB) 이다.

A 국은, 스티어링되지 않은 모드에 대한 최종 레이트를 제공하는 룩업 테이블에 평균 SNR 을 제공할 수도 있다. A 국은, B 국이 스티어링된 모드에 대한 초기 레이트를 획득하기 위해 사용한 것과 동일한 룩업 테이블을 사용할 수도 있고, 상이한 룩업 테이블을 사용할 수도 있다.

또한, A 국은 B 국으로부터 스티어링되지 않은 모드에 대한 단일 초기 레이트를 수신할 수도 있다. 이 경우, A 국은 초기 레이트에 기초하여 스티어링되지 않은 모드에 대한 요구 SNR 을 결정하고, SNR 정보의 에이지에 기초하여 요구 SNR 을 조절하고, 조절 SNR 에 기초하여 스티어링된 모드에 대한 최종 레이트를 결정할 수도 있다.

스티어링된 모드 및 스티어링되지 않은 모드 모두에 대해, 최종 레이트(들)는 MIMO 채널의 시변 특성과 같은 다른 관련 정보에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, SNR 백오프

및/또는 에이지 임계값

는 채널 타입의 함수일 수도 있다 (예를 들어, 고속 또는 저속 페이딩). 단순화를 위해, SNR 백오프는 식 (27) 에서 나타낸 바와 같이 에이지의 선형 함수에 기초하여 연산된다. 일반적으로, SNR 백오프는 에이지 및/또는 다른 파라미터의 임의의 선형 또는 비선형 함수일 수도 있다.

도 3 은 무선 시스템에서 데이터 송신을 위한 송신 모드를 선택하는 프로세스 (300) 의 흐름도를 나타낸다. 우선, 무선 채널을 통해 데이터를 송신하는데 사용되는 채널 정ㅂ보가 획득된다 (블록 312). MIMO 시스템에 있어서, 채널 정보는 MIMO 채널의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신하는데 사용된 아이겐벡터를 포함할 수도 있고, 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 획득될 수도 있다. 채널 정보의 에이지가 결정된다 (블록 314). 이것은, 채널 정보가 유도되는 (예를 들어, 스티어링되지 않은 MIMO) 파일럿의 에이지를 결정함으로써 달성될 수도 있다. 그 후, 송신 모드가 채널 정보의 에이지 및 가능한 다른 정보 (예를 들어, MIMO 채널의 시변 특성, 수신 엔티티의 능력 등) 에 기초하여, 다수의 지원되는 송신 모드 중에서 선택된다 (블록 316). 그 후, 데이터는 선택된 송신 모드에 따라 무선 채널을 통해 프로세싱 및 송신된다.

명확화를 위해, 전술한 설명은, 2 개의 송신 모드, 즉 스티어링된 모드 및 스티어링되지 않은 모드를 지원하는 예시적인 MIMO 시스템에 관한 것이다. 일반적으로, 시스템은 임의의 송신 모드 및 임의의 수의 송신 모드를 지원할 수도 있다. 예를 들어, 시스템은, 공간 확산을 갖는 직교 공간 채널 상에서 데이터가 송신되는 송신 모드, 공간 확산없이 직교 공간 채널 상에서 데이터가 송신되는 송신 모드 (스티어링된 모드), 공간확산을 갖는 공간 채널 상에서 데이터가 송신되는 모드 (스티어링되지 않은 모드), 공간 확산없이 공간 채널 상에서 데이터가 송신되는 송신 모드, 공간 확산없이 단일한 최상의 공간 채널 상에서 데이터가 송신되는 송신 모드, 단일 송신 안테나로부터 데이터가 송신되는 송신 모드 등, 또는 이들의 임의의 조합인 송신 모드를 지원할 수도 있다.

도 4 는 무선 시스템에서 레이트 선택을 수행하는 프로세스 (400) 의 흐름도이다. 우선, 데이터 송신에 사용되는 무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보가 획득된다 (블록 412). 채널 상태 정보는 수신 SNR, 초기 레이트 등의 형태일 수도 있고, 수신 엔티티에 의해 결정되어 송신 엔티티로 전송될 수도 있다. 채널 상태 정보의 에이지가 결정된다 (블록 414). 이것은, 채널 상태 정보가 유도되는 파일럿 (예를 들어, 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 MIMO) 의 에이지를 결정함으로써 달성될 수도 있다. 그 후, 채널 상태 정보, 채널 상태 정보의 에이지 및 가능한 다른 정보에 기초하여, 하나 이상의 최종 레이트가 선택된다 (블록 416). 예를 들어, 최종 레이트(들)는, 사용을 위해 선택된 송신 모드 (예를 들어, 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 모드), 채널 상태 정보의 에이지에 의존하는 백오프 인자 (예를 들어,

), 선택된 송신 모드에 의존하는 백오프 인자 (예를 들어,

또는

), 무선 채널의 시변 특성 등에 기초하여 결정될 수도 있다. 그 후, 데이터는 선택된 최종 레이트(들)에 따라 무선 채널을 통해 프로세싱 및 송신된다 (블록 418).

본 명세서에서 설명한 기술에서는, 송신국 A 에서 사용가능한 가장 최신의 정보 및 그 정보의 에이지에 기초하여 데이터 송신을 위한 송신 모드 및 최종 레이트(들)를 선택한다. 송신 모드 선택에 사용되는 채널 정보 및 레이트 선택에 사용되는 채널 상태 정보는 동일한 또는 상이한 MIMO 파일럿으로부터 유도될 수도 있다. 상이한 송신 모드 및 레이트는 정보의 에이지 및 가능한 다른 인자들에 기인한 동일한 정보에 기초하여 상이한 프레임에 대해 선택될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 송신 모드 및 레이트 선택 기술은 다중-캐리어 MIMO 시스템에 대해 사용될 수도 있다. 다중 캐리어는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 또는 일부 다른 구조에 의해 제공될 수도 있다. OFDM 은 전체 시스템 대역폭을 다수의 (N_F) 직교 서브밴드로 효과적으로 분할하며, 서브밴드는 톤, 서브캐리어, bin, 및 주파수 채널이라고도 한다. OFDM 에 있어서, 각 서브밴드는 데이터와 변조될 수도 있는 각각의 서브캐리어와 관련된다. OFDM 을 이용하는 MIMO 시스템에 있어서, 공간 프로세싱은 데이터 송신을 위해 사용되는 각각의 서브밴드 상에서 수행될 수도 있다.

스티어링된 모드에 있어서, 채널 응답 매트릭스

는 심볼 주기 i 에서 각각의 서브밴드 k 에 대해 획득되고 분해되어, 그 서브밴드의 N_S 아이겐모드를 획득한다. 각각의 대각 매트릭스

(k = 1, ...,N_F) 의 특이값은, 제 1 열이 최대 특이값을 포함하고, 제 2 열이 2 번째로 큰 특이값을 포함하는 방식으로, 즉, σ₁(k,i)≥σ₂(k,i)≥...≥σ_Ns(k,i) (여기서, σ_m(k,i) 는 정렬후

의 m 번째 열의 특이값) 로 정렬될 수도 있다. 각 매트릭스

에 대한 특이값이 정렬된 경우, 그 서브밴드에 대한 관련 매트릭스

및

의 아이겐벡터 (또는 열) 또한 그에 따라 정렬된다. "광대역" 아이겐모드는 정렬후 모든 N_F 서브밴드의 동일 순서 아이겐모드의 세트로서 정의될 수도 있다. 따라서, m 번째 광대역 아이겐모드는 모든 서브밴드의 m 번째 아이겐모드를 포함한다. 각 광대역 아이겐모드는 N_F 서브밴드에 대한 N_F 아이겐벡터의 각각의 세트와 관련된다. 그 후, 단일-캐리어 MIMO 시스템에 대해 전술한 바와 유사하게, NS 광대역 아이겐모드에 대해 송신 모드 및 레이트 선택이 수행될 수도 있다.

도 5 는 송신국 A (510) 및 수신국 B (550) 의 블록도이다. A 국 (510) 에서, 송신 (TX) 데이터 프로세서 (520) 는 데이터 소스 (512) 로부터 트래픽 데이터를 수신하고, 프로세싱하고 (예를 들어, 포맷화, 코딩, 인터리빙 및 변조) 데이터 심볼을 제공한다. 스티어링된 모드에 있어서, 하나의 데이터 스트림은 각 아이겐모드 상에서 전송될 수도 있고, 각 데이터 스트림은 그 스트림/아이겐모드에 대해 선택된 최종 레이트에 기초하여 인코딩 및 변조될 수도 있다. 스티어링되지 않은 모드에 있어서, 다수의 데이터 스트림은 다수의 공간 채널 상에서 전송될 수도 있고, 하나의 최종 레이트는 모든 스트림에 대해 사용될 수도 있다. TX 공간 프로세서 (530) 는 선택된 송신 모드에 대한 데이터 심볼 및 파일럿 심볼 상에서 공간 프로세싱을 수행하고, 송신 심볼의 N_T 스트림을 N_T 송신기 유닛 (TMTR; 532a 내지 532t) 에 제공한다. 각 송신기 유닛 (532) 은 각각의 송신 심볼 스트림을 수신 및 컨디셔닝하여, 대응하는 변조 신호를 생성한다. 송신기 유닛 (532a 내지 532t) 으로부터의 N_T 변조 신호는 각각 N_T 안테나 (534a 내지 534t) 로부터 송신된다.

B 국 (550) 에서는, N_R 안테나 (552a 내지 552r) 가 A 국에 의해 송신된 변조 신호를 수신하고, 각각의 안테나는 수신 신호를 각각의 수신기 유닛 (RCVR; 554) 에 제공한다. 각각의 수신기 유닛 (554) 은 송신기 유닛 (532) 에 의해 수행된 것과 상보적으로 프로세싱을 수행하고 수신 심볼을 제공한다. 수신 (RX) 공간 프로세서 (560) 는 공간 필터 매트릭스

에 기초하여 모든 N_R 수신기 유닛 (554) 로부터의 수신 심볼 상에서 공간 매칭 필터링을 수행하고, 검출된 데이터 심볼을 제공한다. 매트릭스

은 선택된 송신 모드 및 사용을 위해 선택된 수신기 프로세싱 기술 (예를 들어, 풀-CSI, MMSE 또는 CCMI) 에 기초하여 유도된다. RX 데이터 프로세서 (570) 는 검출된 데이터 심볼을 프로세싱하고, B 국에 디코딩 데이터를 제공한다.

채널 추정기 (538 및 578) 는 각각 A 국 및 B 국에 대해 채널 추정을 수행한다. 제어기 (540 및 580) 는 각각 A 국 및 B 국에서 다양한 프로세싱 유닛의 동작을 제어한다. 메모리 유닛 (542 및 582) 는 각각 제어기 (540 및 580) 에 의해 사용되는 데이터 및 프로그램 코드를 저장한다.

송신 모드 및 레이트 선택에 있어서, 채널 추정기 (578) 는 A 국으로부터 B 국으로의 MIMO 채널에 대한 채널 응답 및 MIMO 채널의 공간 채널에 대한 수신 SNR 을 추정할 수도 있다. 제어기 (580) 는 수신 SNR 에 기초하여 초기 레이트(들)를 결정하고 피드백 CSI 를 제공할 수도 있으며, 피드백 CSI 는 초기 레이트(들)를 포함할 수도 있다. 피드백 CSI 는 TX 데이터 프로세서 (590) 에 의해 프로세싱되고, 파일럿 심볼로 추가적으로 멀티플렉싱되고, TX 공간 프로세서 (592) 에 의해, 스티어링된 또는 스티어링되지 않은 모드에 대해 공간 프로세싱되어, N_R 송신 심볼 스트림을 생성한다. 그 후, N_R 송신기 유닛 (554a 내지 554r) 은 N_R 송신 심볼 스트림을 컨디셔닝하여 N_R 변조 신호를 생성하며, N_R 변조 신호는 N_R 안테나 (552a 내지 552r) 를 통해 전송된다.

A 국에서는, B 국으로부터의 변조 신호가 N_T 안테나 (534) 에 의해 수신되고 N_T 안테나 유닛 (532) 에 의해 프로세싱되어, B 국에 대한 수신 심볼을 획득한다. 수신 심볼은 RX 공간 프로세서 (544) 및 RX 데이터 프로세서 (546) 에 의해 추가적으로 프로세싱되어 B 국으로부터 피드백 CSI 를 획득한다. 제어기 (540) 는 피드백 CSI 를 수신하고, B 국으로의 데이터 송신에 사용하기 위한 송신 모드 및 최종 레이트(들)를 선택하고, 데이터 소스 (512) 및 TX 데이터 프로세서 (520) 에 레이트 제어를 제공하고, TX 공간 프로세서 (530) 에 선택된 송신 모드 및 채널 정보 (예를 들어, 아이겐벡터) 를 제공한다.

본 명세서에서 설명한 송신 모드 및 레이트 선택 기술은 다양한 수단으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 기술들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 그 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 송신 모드 및 레이트 선택을 수행하기 위해 사용되는 프로세싱 유닛은 하나 이상의 주문형 집적회로 (ASIC), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPD), 프로그래머블 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPDA), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로프로세서, 본 명세서에서 설명한 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다.

소프트웨어 구현에 있어서, 송신 모드 및 레이트 선택 기술은 본 명세서에서 설명한 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 공정들, 함수들 등) 로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛 (예를 들어, 도 5의 메모리 유닛 (542 및/또는 582)) 에 저장될 수도 있고, 프로세서 (예를 들어, 제어기 (540 및/또는 580)) 에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에서 구현될 수도 있고, 프로세서 외부에서 구현될 수도 있으며, 외부에서 구현되는 경우, 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서에 통신적으로 결합될 수 있다.

본 실시형태의 이전의 설명은, 당업자가 본 발명을 실시하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 본 실시형태들에 대한 다양한 변형예는 당업자에게 자명하고, 본 명세서에서 정의된 고유의 원리는 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않으면서, 예를 들어, 인스턴트 메시징 서비스 또는 임의의 일반적인 무선 데이터 통신 애플리케이션 등에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 실시형태에 한정되도록 의도된 것이 아니며, 본 명세서에서 개시한 원리 및 신규 특성에 부합하는 최광의에 부합하도록 의도된 것이다.

도 1A 및 1B 는 2 개의 예시적인 파일럿 및 데이터 송신 방식을 도시한다.

도 2 는 MIMO 시스템에서 사용될 수도 있는 프레임 구조를 도시한다.

도 3 은 데이터 송신용 송신 모드를 선택하는 프로세스를 도시한다.

도 4 는 데이터 송신용 레이트(들)를 선택하는 프로세스를 도시한다.

도 5 는 A 국 및 B 국의 블록도이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 데이터 송신을 위해 송신 모드 및 레이트를 선택하는 방법으로서,

무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 획득하는 단계;

스티어링 된 다중입력 다중출력 (MIMO) 파일럿 또는 스티어링 되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 MIMO 채널의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신하기 위해 사용되는 채널 정보를 획득하는 단계;

상기 채널 정보의 에이지 (age) 및 상기 채널 상태 정보의 에이지를 결정하는 단계;

상기 채널 정보의 에이지에 기초하여 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하는 단계; 및

상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 데이터 송신을 위해 하나 이상의 레이트를 선택하는 단계를 포함하며,

상기 선택된 송신 모드 및 데이터 송신을 위해 선택된 상기 하나 이상의 레이트에 따라 상기 데이터는 상기 무선 채널을 통해 송신되고,

상기 복수의 송신 모드는 제 1 송신 모드 및 제 2 송신 모드를 포함하고,

상기 채널 정보는 상기 제 1 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서 사용되고,

상기 채널 정보는 상기 제 2 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서는 사용되지 않는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

MIMO 채널의 복수의 직교 공간 채널 상에서 데이터를 송신하는데 사용되는 아이겐벡터를 획득하는 단계를 더 포함하며,

상기 채널 정보는 상기 아이겐벡터를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 정보 및 상기 채널 상태 정보를 유도하는데 사용되는 파일럿의 에이지를 결정하는 단계를 더 포함하며,

상기 채널 정보 및 상기 채널 상태 정보의 에이지는 상기 파일럿의 에이지에 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하는 단계는,

상기 채널 정보의 에이지를 임계값에 비교하는 단계; 및

상기 채널 정보의 에이지가 상기 임계값 이하면 상기 제 1 송신 모드를 선택하는 단계를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하는 단계는,

상기 채널 정보의 에이지가 상기 임계값을 초과하면 상기 제 2 송신 모드를 선택하는 단계를 더 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 임계값을 상기 무선 채널의 시변 특성의 함수에 기초하여 결정하는 단계를 더 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 상태 정보를 유도하는데 사용되는 파일럿의 에이지를 결정하는 단계를 더 포함하며,

상기 채널 상태 정보의 에이지는 상기 파일럿의 에이지에 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 백오프 인자를 결정하는 단계를 더 포함하며,

상기 하나 이상의 레이트는 상기 백오프 인자에 기초하여 더 선택되는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 백오프 인자는 상기 무선 채널의 시변 특성의 함수에 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

데이터 송신에 사용하기 위해 선택된 송신 모드에 기초하여 백오프 인자를 결정하는 단계를 더 포함하고,

상기 시스템에 의해 복수의 송신 모드가 지원되며,

상기 하나 이상의 레이트는 상기 백오프 인자에 기초하여 더 선택되는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템에 의해 복수의 레이트가 지원되며, 상기 하나 이상의 레이트의 각각은 상기 시스템에 의해 지원되는 상기 복수의 레이트 중에서 선택되고,

상기 채널 상태 정보는 MIMO 채널의 복수의 공간 채널에 대한 복수의 초기 레이트 및 각각의 공간 채널에 대한 하나의 초기 레이트를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 데이터 송신을 위해 하나 이상의 레이트를 선택하는 단계는,

상기 공간 채널에 대한 상기 초기 레이트에 기초하여, 상기 복수의 공간 채널 각각에 대해 요구되는 신호대 잡음 간섭비 (SNR; signal-to-noise-and-interference ratio) 를 결정하는 단계;

상기 복수의 초기 레이트의 에이지에 기초하여 SNR 백오프를 결정하는 단계;

상기 공간 채널에 대해 요구되는 SNR 및 상기 SNR 백오프에 기초하여 상기 복수의 공간 채널 각각에 대한 조절 SNR 을 결정하는 단계, 및

상기 공간 채널에 대한 조절 SNR 에 기초하여 상기 복수의 공간 채널 각각에 대한 최종 레이트를 결정하는 단계를 포함하며,

상기 데이터는 상기 복수의 공간 채널에 대해 결정된 복수의 최종 레이트를 사용하여 상기 MIMO 채널의 상기 복수의 공간 채널 상에서 송신되고,

상기 데이터 송신을 위해 선택된 하나 이상의 레이트는 상기 복수의 최종 레이트를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 데이터 송신을 위해 하나 이상의 레이트를 선택하는 단계는,

상기 공간 채널에 대한 초기 레이트에 기초하여, 상기 복수의 공간 채널 각각에 대해 요구되는 신호대 잡음 간섭비 (SNR; signal-to-noise-and-interference ratio) 를 결정하는 단계,

상기 복수의 초기 레이트의 에이지에 기초하여 SNR 백오프를 결정하는 단계,

상기 공간 채널에 대해 요구되는 SNR 및 상기 SNR 백오프에 기초하여 상기 복수의 공간 채널 각각에 대한 조절 SNR 을 결정하는 단계,

상기 복수의 공간 채널에 대해 결정된 복수의 조절 SNR 에 대해 평균 SNR 을 결정하는 단계, 및

상기 평균 SNR 에 기초하여 상기 복수의 공간 채널에 대한 최종 레이트를 결정하는 단계를 포함하며,

상기 데이터는 상기 복수의 공간 채널에 대해 결정된 상기 최종 레이트를 사용하여 상기 복수의 공간 채널 상에서 송신되고,

상기 데이터 송신을 위해 선택된 하나 이상의 레이트는 상기 최종 레이트를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 복수의 공간 채널 각각에 대한 상기 조절 SNR 은, 상기 복수의 공간 채널에 대해 하나의 최종 레이트가 사용되는 경우 적용할 수 있는 제 2 SNR 백오프에 더 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 방법.
무선 통신 시스템에서 데이터 송신을 위해 송신 모드 및 레이트를 선택하는 장치로서,

무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 획득하고, 스티어링 된 다중입력 다중출력 (MIMO) 파일럿 또는 스티어링 되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 MIMO 채널의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신하기 위해 사용되는 채널 정보를 획득하고, 상기 채널 정보의 에이지 및 상기 채널 상태 정보의 에이지를 결정하고, 상기 채널 정보에 기초하여 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하고, 상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 데이터 송신을 위해 하나 이상의 레이트를 선택하도록 구성된 제어기; 및

상기 선택된 송신 모드 및 데이터 송신을 위해 선택된 상기 하나 이상의 레이트에 따라 데이터를 공간 프로세싱하는 공간 프로세서를 구비하고,

상기 복수의 송신 모드는 제 1 송신 모드 및 제 2 송신 모드를 포함하고,

상기 채널 정보는 상기 제 1 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서 사용되고,

상기 채널 정보는 상기 제 2 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서는 사용되지 않는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 채널 정보 및 상기 채널 상태 정보를 유도하는데 사용하기 위해 파일럿의 에이지를 결정하고, 상기 파일럿의 에이지에 기초하여 상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 정보의 에이지를 결정하는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 채널 정보의 에이지를 임계값과 비교하여, 상기 채널 정보가 상기 임계값 이하면 스티어링된 모드를 선택하고,

상기 공간 프로세서는 상기 스티어링된 모드에서 공간 프로세싱을 위해 상기 채널 정보를 사용하는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 제어기는, 상기 채널 정보의 에이지가 상기 임계값을 초과하면 스티어링되지 않은 모드를 선택하고,

상기 공간 프로세서는 상기 스티어링되지 않은 모드에서의 공간 프로세싱을 위해서는 상기 채널 정보를 사용하지 않는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
무선 통신 시스템에서 데이터 송신을 위해 송신 모드 및 레이트를 선택하는 장치로서,

무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 획득하는 수단;

스티어링 된 다중입력 다중출력 (MIMO) 파일럿 또는 스티어링 되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 MIMO 채널의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신하기 위해 사용되는 채널 정보를 획득하는 수단;

상기 채널 정보의 에이지 (age) 및 상기 채널 상태 정보의 에이지를 결정하 는 수단;

상기 채널 정보의 에이지에 기초하여 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하는 수단; 및

상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 데이터 송신을 위해 하나 이상의 레이트를 선택하는 수단을 포함하며,

상기 선택된 송신 모드 및 데이터 송신을 위해 선택된 상기 하나 이상의 레이트에 따라 상기 데이터는 상기 무선 채널을 통해 송신되고,

상기 복수의 송신 모드는 제 1 송신 모드 및 제 2 송신 모드를 포함하고,

상기 채널 정보는 상기 제 1 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서 사용되고,

상기 채널 정보는 상기 제 2 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서는 사용되지 않는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 채널 정보 및 상기 채널 상태 정보를 유도하는데 사용되는 파일럿의 에이지를 결정하는 수단을 더 구비하며,

상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 정보의 에이지는 상기 파일럿의 에이지에 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하는 수단은,

상기 채널 정보의 에이지를 임계값에 비교하는 수단, 및

상기 채널 정보의 에이지가 상기 임계값 이하면 스티어링된 모드를 선택하는 수단을 구비하며,

상기 채널 정보는 상기 스티어링된 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에 사용되는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 복수의 송신 모드들 중 하나의 송신 모드를 선택하는 수단은,

상기 채널 정보의 에이지가 상기 임계값을 초과하면 스티어링되지 않은 모드를 선택하는 수단을 더 구비하며,

상기 채널 정보는 상기 스티어링되지 않은 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서는 사용되지 않는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
무선 통신 시스템에서 데이터 송신을 위해 송신 모드 및 레이트를 선택하는 장치로서,

무선 채널에 대한 수신 신호 품질을 나타내는 채널 상태 정보를 획득하고, 스티어링 된 다중입력 다중출력 (MIMO) 파일럿 또는 스티어링 되지 않은 MIMO 파일럿으로부터 MIMO 채널의 아이겐모드 상에서 데이터를 송신하기 위해 사용되는 채널 정보를 획득하고, 상기 채널 정보의 에이지 (age) 및 상기 채널 상태 정보의 에이 지를 결정하고,상기 채널 정보의 에이지에 기초하여 복수의 송신 모드로부터 송신 모드를 선택하고, 상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 무선 채널을 통한 데이터 송신에 대한 하나 이상의 레이트를 선택하는 제어기; 및

상기 제어기에 의해 선택된 상기 하나 이상의 레이트 및 상기 선택된 송신 모드에 따라 데이터를 프로세싱하는 데이터 프로세서를 구비하며,

복수의 레이트가 시스템에 의해 지원되고,

상기 하나 이상의 레이트 각각은 상기 시스템에 의해 지원되는 복수의 레이트로부터 선택되고,

상기 복수의 송신 모드는 제 1 송신 모드 및 제 2 송신 모드를 포함하고,

상기 채널 정보는 상기 제 1 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서 사용되고,

상기 채널 정보는 상기 제 2 송신 모드에서 데이터를 송신하기 위한 공간 프로세싱에서는 사용되지 않는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 채널 상태 정보 및 상기 채널 정보를 유도하는데 사용되는 파일럿의 에이지를 결정하고, 상기 파일럿의 에이지에 기초하여 상기 채널 정보 및 상기 채널 상태 정보의 에이지를 결정하는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 백오프 인자를 결정하고, 상기 백오프 인자에 더 기초하여 하나 이상의 레이트를 선택하는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제어기는, 상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 백오프 인자를 결정하도록 더 구성되며,

상기 하나 이상의 레이트는 상기 백오프 인자에 기초하여 더 선택되는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 백오프 인자는 상기 무선 채널의 시변 특성의 함수에 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 시스템에 의해 복수의 레이트가 지원되며, 상기 하나 이상의 레이트의 각각은 상기 시스템에 의해 지원되는 상기 복수의 레이트 중 선택되고,

상기 채널 상태 정보는 MIMO 채널의 복수의 공간 채널에 대한 복수의 초기 레이트 및 각각의 공간 채널에 대한 하나의 초기 레이트를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 채널 상태 정보의 에이지에 기초하여 백오프 인자를 결정하는 수단을 더 구비하고,

상기 하나 이상의 레이트는 상기 백오프 인자에 기초하여 더 선택되는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 백오프 인자는 상기 무선 채널의 시변 특성의 함수에 기초하여 결정되는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 시스템에 의해 복수의 레이트가 지원되며, 상기 하나 이상의 레이트의 각각은 상기 시스템에 의해 지원되는 상기 복수의 레이트 중 선택되고,

상기 채널 상태 정보는 MIMO 채널의 복수의 공간 채널에 대한 복수의 초기 레이트 및 각각의 공간 채널에 대한 하나의 초기 레이트를 포함하는, 송신 모드 및 레이트 선택 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 방법을 컴퓨터가 수행하도록 하는 코 드를 포함하는, 컴퓨터 판독-가능 매체.