KR20090131678A

KR20090131678A - 순환 지연 다이버시티(ｃｄｄ) 기반 프리코딩을 위한 전치된 구조

Info

Publication number: KR20090131678A
Application number: KR1020097024601A
Authority: KR
Inventors: 병훈 김; 태상 유; 지아오지아 창
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-12-29
Also published as: JP2013146076A; IL201414A0; CA2682808C; RU2009143539A; CN101663840B; BRPI0810543A2; CA2682808A1; US20080287075A1; WO2008134551A1; US8594219B2; EP2151069A1; TW200910802A; TWI375423B; JP2010527537A; AU2008245591A1; KR101116337B1; BRPI0810543B1; MX2009011483A; EP2151069B1; JP5666633B2

Abstract

무선 전송에 수환 지연 다이버시티(CDD) 및프리코딩을 적용하는 것을 원활하게 하는 시스템들 및 방법들이 설명된다. 특히, 수신기의 다수의 아테나들로 전송될 데이터 벡터들이 가상 안테나 도메인으로 변환될 수 있다. CDD는 CDD가 적용되더라도 프리코딩의 이익이 유지되도록 하기 위해 프리코딩 이후에 이 도메인에 적용될 수 있다. 이와 관련하여, 결과 신호들은 수신 장치에 의해 도달되지 않는 널 공간에 전송 에너지가 집중되지 않으면서 전송될 수 있다.

Description

순환 지연 다이버시티(ＣＤＤ) 기반 프리코딩을 위한 전치된 구조{TRANSPOSED STRUCTURE FOR CYCLIC DELAY DIVERSITY (CDD) BASED PRECODING}

본 출원은 출원번호가 60/914,031이고, 명칭이 "A METHOD AND APPARATUS FOR TRANSPOSED STRUCTURE FOR CYCLIC DELAY DIVERSITY (CDD) BASED PRECODING"이고, 2007년 4월 25일에 출원된 미국 가출원의 이익을 주장한다. 전술한 출원의 전체는 여기에 참조로서 통합된다.

다음 설명은 일반적으로 무선 통신에 관련되며, 더 구체적으로, 무선 네트워크에서 전송 프리코딩과 관련된다.

무선 통신 시스템은 예를 들어, 음성 데이터 등과 같은 다양한 타입의 통신 콘텐츠를 제공하기 위해 널리 사용된다. 일반적인 무선 통신 시스템들은 무선 자원들(예를 들어, 대역폭, 전송 전력,...)을 공유함으로써 다수의 사용자들에게 통신을 지원할 수 있는 다중-액세스 시스템일 수 있다. 이러한 다중-액세스 시스템들의 예는, 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템, 시분할 다중 액세스(TDMA) 시스템, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 시스템, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템 등을 포함할 수 있다. 추가로, 시스템들은 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP), 3GPP2, 3GPP 롱-텀 에볼루션(LTE) 등과 같은 규격들에 부합할 수 있다.

일반적으로, 무선 다중-액세스 통신 시스템들은 다수의 모바일 장치들에 대해 통신을 동시에 지원할 수 있다. 각각의 모바일 장치는 순방향 및 역방향 링크들에서의 전송을 통해 하나 이상의 기지국들과 통신할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국들로부터 모바일 장치들로의 통신 링크를 지칭하고, 역방향 링크(또는 업링크)는 모바일 장치들로부터 기지국들로의 통신 링크를 지칭한다. 또한, 모바일 장치들 및 기지국들 사이의 통신은 단일-입력 단일 출력(SISO) 시스템, 다중-입력 단일-출력(MISO) 시스템, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템 등을 통해 설정될 수 있다. 또한, 피어-투-피어 무선 네트워크 구성들에서 이동장치들과 다른 모바일 장치들과 (및/또는 기지국들이 다른 기지국들과) 통신할 수 있다.

MIMO 시스템은 일반적으로 데이터 전송을 위해 다수의 (N_T개) 전송 안테나들 및 다수의 (N_R개) 수신 안테나들을 사용한다. 안테나들은 일 예에서, 무선 네트워크상의 장치들 사이에서 양-방향 통신을 허용하는 기지국들 및 모바일 장치들 모두와 관련될 수 있다. 기지국들은 신호들을 전송할 때 빔형성(beamforming)을 제공하기 위해 하나 이상의 신호들의 프리코딩(precoding)을 수행할 수 있다. 또한, 기지국들(또는 모바일 장치들)은 주파수 도메인에 공간 다이버시티를 도입(introduce)하기 위해 물리 안테나들에서 순환 지연 다이버시티(cyclic delay diversity; CDD)를 사용할 수 있다. 따라서, 다수의 안테나들이 수신 단에서 성공적인 디코딩을 증가시키는 다이버시티 및 리던던시(redundancy)를 이용하여 프리코딩된 신호들을 전송하기 위해 안테나-특정 지연을 이용하여 동작할 수 있다. 그러 나, CDD가 물리 안테나 도메인에 적용되기 때문에, 전송 안테나들의 수가 수신 안테나들의 수보다 큰 경우에는, 데이터 스트림들 또는 전송 계층들, 전송 에너지의 부분들이 널 스페이스에 흘러(pour)서, 수신기에 의해 액세스가능하지 않으며, 프리코딩의 많은 이점들을 부정하게 된다.

하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.

하나 이상의 실시예들 및 대응하는 설명에 따르면, 다양한 양상들이 전송 신호들을 프리코딩 하기 전에 수행될 순환 지연 다이버시트(CDD)를 전치하는 것과 관련하여 설명된다. 일 예에서, 신호들은 CDD를 적용하기 위해 가상 안테나 도메인으로 변환될 수 있다. 이어서, CDD-적용된 가상 안테나 신호들은 프리코딩을 위해 물리 안테나 계층으로 역으로 변환된다. 이는 신호 방향 및 다른 디자인 특성들과 같은 프리코딩의 이점들이, 전송 안테나들의 수가 수신 안테나들의 수 또는 데이터 스트림들의 수보다 큰 경우에 에너지가 널 공간에 흐르지 않고 실현되도록 한다.

관련된 양상에 따르면, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티(cyclic delay diversity; CDD) 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법이 제공된다. 방법은 수신기의 안테나들과 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환(transform)하는 단계와 공간 다이버시티 행렬을 생산하기 위해 상기 복수의 데이터 벡터들에 CDD 행렬을 적용하는 단계를 포함한다. 단계는 추가적으로, 전송 안테나들의 수에 대응하는 복수의 지향성(directional) 빔들을 구성하기 위해 상기 공간 다이버시티 행렬에 프리코딩 행렬을 적용하는 단계를 포함한다.

또 다른 양상은 무선 통신 장치와 관련된다. 무선 통신 장치는 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하고 복수의 빔형성된 신호들을 생성하기 위해 이들에게 순환 지연 다이버시티 (CDD) 및 프리코딩 행렬들을 적용하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 무선 통신 장치는 또한 상기 적어도 하나의 프로세서에 연결되는 메모리를 포함한다.

또 다른 양상은, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 (CDD) 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치와 관련된다. 무선 통신 장치는 전송 랭크와 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 공간으로 변환하기 위한 수단을 포함한다. 무선 통신 장치는 상기 가상 안테나 공간에 CDD를 적용하기 위한 수단 및 복수의 빔형성된 신호들을 생성하기 위해 상기 가상 안테나 공간에 적용된 CDD를 프리코딩하기 위한 수단을 포함한다.

또 다른 양상은 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 수신기의 안테나들과 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하도록 하기 위한 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건과 관련된다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 또한 상기 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 공간 다이버시티 행렬을 생산하기 위해 상기 복수의 데이터 벡터들에 순환 지연 다이버시티 (CDD) 해열을 적용하도록 하기 위한 코드를 포함한다. 또한, 컴퓨터-판독가능한 매체는 상기 적어도 하나의 컴퓨터로 전송 안테나들의 수와 대응하는 복수의 지향성 데이터 빔들을 구성하기 위해 상기 공간 다이버시티 행렬에 프리코딩 행렬을 적용하도록 하기 위한 코드를 포함한다.

상술한 목적 및 관련된 목적을 달성하기 위해서, 하나 이상의 실시예들이 아래에서 설명되고, 특히 청구항에서 특정되는 특징들을 포함한다. 하기 설명 및 관련 도면은 이러한 실시예들의 예시적인 양상들을 보다 상세히 설명한다. 이러한 양상들은 단지 일 예일 뿐이며, 다양한 변형이 가능함을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 또한, 제시된 실시예들은 이러한 실시예들 및 이러한 실시예들의 균등물 모두를 포함하는 것으로 해석된다.

도 1은 여기에 설명된 다양한 양상들에 따른 무선 통신 시스템의 도면이다.

도 2는 무선 통신 환경 내에서 사용되는 예시적인 통신 장치의 도면이다.

도 3은 순환 지연 다이버시티(CDD) 및 프리코딩을 무선 통신에 적용하는 것에 영향을 주는 예시적인 무선 통신 시스템의 도면이다.

도 4는 무선 통신에 CDD 및 프리코딩을 적용하기 위한 예시적인 동작의 도면이다.

도 5는 무선 전송에 CDD 및 프리코딩을 적용하는 것을 원활하게 하는 예시적인 방법의 도면이다.

도 6은 무선 통신에 적용하기에 적합한 CDD 및 프리코딩 행렬들을 선택하는 것을 원활하게 하는 예시적인 방법의 도면이다.

도 7은 무선 전송에 CDD 및 프리코딩을 적용하는 것을 원활하게 하는 예시적인 시스템의 도면이다.

도 8은 여기에 설명된 다양한 시스템들 및 방법들과 연관되어 사용될 수 있는 예시적인 무선 네트워크 환경의 도면이다.

도 9는 무선 전송에서 CDD 및 프리코딩을 적용하는 예시적인 시스템의 도면이다.

다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이어그램 형태로 제시된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정, 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이 션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고, 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화될 수 있고, 또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통한 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.

또한, 다양한 실시예들이 모바일 장치와 관련하여 설명된다. 이동장치는 시스템, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 이동, 원격국, 원격 단말, 액세스 단말, 사용자 단말, 사용자 단말, 단말, 무선 통신 장치, 사용자 에이전트 사용자 장치, 또는 사용자 장비(UE)로 지칭될 수 있다. 모바일 장치는 셀룰러 전화기, 코드리스 전화기, 세션 개시 프로토콜(SIP) 전화기, 무선 로컬 루프 (WLL) 스테이션, 개인 디지털 장비(PDA), 무선 연결 능력을 가지는 핸드헬드 장치, 컴퓨팅 장치, 또는 무선 모뎀에 연결된 다른 프로세싱 장치를 지칭할 수 있다. 또한, 다양한 실시예들은 기지국과 관련하여 설명된다. 기지국은 모바일 장치(들)과 통신하기 위해 사용될 수 있으며, 액세스 포인트, 노드B, 개선된 노드B(이노드 B 또는 eNB), 기지국 트랜시버 스테이션(BTS) 또는 임의의 다른 용어로서 지칭 될 수 있다.

또한, 여기서 제시된 다양한 양상들 또는 특징들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터 판독가능한 장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다. 용어 "기계-판독가능한 매체"는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 보유, 및/또는 전달할 수 있는 무선 채널 및 다양한 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

여기에 설명된 기술들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA), 단일 반송파 주파수 도메인 멀티플렉싱(SC-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들에 대해 사용될 수 있다. "시스템" 및 "네트워크"라는 용어는 종종 상호교환가능하게 사용된다. CDMA 시스템은 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access), CDMA2000 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. UTRA는 광대역-CDMA(W-CDMA) 및 CDMA의 다른 변형들을 포함한다. CDMA2000은 IS-2000, IS-95 및 IS-856 표준들을 커버한다. TDMA 시스템은 GSM(Global System for Mobile Communications)과 같은 무선 기술을 구현한다. OFDMA 시스템은 진화된 UTRA(E-UTRA), UMB(Ultra Mobile Broadband), IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMax), IEEE 802.20, 플래시-OFDM과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. UTRA 및 E-UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이다. 3GPP LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 UMTS의 다가오는(upcoming) 릴리즈이며, 이는 다운링크에서 OFDMA를 그리고 업링크에서 SC-FDMA를 사용한다. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE 및 GSM은 "3세대 파트너십 프로젝트(3GPP)"라고 명명된 기관으로부터의 문서에 설명된다. CDMA2000은 "3세대 파트너십 프로젝트 2(3GPP2)"라고 명명된 기관으로부터의 문서에 설명된다.

이제, 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 여기에 나타난 다양한 실시예들에 따라 도시된다. 시스템(100)은 다수의 안테나 그룹들을 포함할 수 있는 기지국(102)을 포함한다. 예를 들어, 하나의 안테나 그룹은 안테나들(104 및 106)을 포함하고, 다른 그룹은 안테나들(108 및 110)을 포함하며, 그리고 추가 그룹은 안테나들(112 및 114)을 포함할 수 있다. 두 개의 안테나들이 각각의 안테나 그룹에 대해 도시되었다; 그러나, 더 많거나 적은 안테나들이 각각의 그룹에 대해 사용될 수 있다. 기지국(102)은 송신기 체인 및 수신기 체인을 추가적으로 포함할 수 있으며, 이들 각각은 차례로, 당업자에게 이해되는 바와 같이, 전송 및 수신과 연관되는 복수의 컴포넌트들(예를 들어, 프로세서들, 변조기들, 멀티플렉서들, 복조기들, 디멀티플렉서들, 안테나들 등)을 포함할 수 있다.

기지국(102)은 모바일 장치(116) 및 모바일 장치(122)와 같은 하나 이상의 모바일 장치들과 통신할 수 있다; 그러나, 기지국(102)은 실질적으로 모바일 장치들(116 및 122)와 유사한 임의의 수의 모바일 장치들과 통신할 수 있음을 이해할 것이다. 모바일 장치들(116 및 122)은, 예를 들어, 셀룰러 전화기, 스마트 폰, 랩탑, 핸드 헬드 통신 장치들, 핸드 헬드 컴퓨팅 장치들, 위성 라디오, 글로벌 측위 시스템(GPS), PDA들 및/또는 무선 통신 시스템(100)을 통해 통신하기 위한 임의의 다른 적합한 장치일 수 있다. 도시된 바와 같이, 모바일 장치(116)는 안테나들(112 및 114)과 통신하며, 안테나들(112 및 114)은 순방향 링크(118)를 통해 모바일 장치(116)로 정보를 전송하고 역방향 링크(120)를 통해 모바일 장치(116)로부터 정보를 수신한다. 또한, 모바일 장치(122)는 안테나들(104 및 106)과 통신하며, 안테나들(104 및 106)은 순방향 링크(123)를 통해 모바일 장치(122)로 정보를 전송하고 역방향 링크(126)를 통해 모바일 장치(122)로부터 정보를 수신한다. 주파수 분할 듀플렉스 (FDD) 시스템에서, 예를 들어, 순방향 링크(118)는 역방향 링크(120)에 의해 사용되는 것과 상이한 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 순방향 링크(124)는 역방향 링크(126)에 의해 사용되는 것과 상이한 주파수 대역을 사용할 수 있다. 또한, 시분할 듀플렉스 (TDD) 시스템에서, 순방향 링크(118) 및 역방향 링크(120)는 공통 주파수 대역을 사용할 수 있고, 순방향 링크(124) 및 역방향 링크(126)는 공통 주파수 대역을 사용할 수 있다.

안테나들의 각각의 그룹 및/또는 그들이 통신하도록 지정된 영역은 기지국(102)의 섹터로서 지칭될 수 있다. 예를 들어, 안테나 그룹들은 기지국(102)에 의해 커버되는 영역들의 섹터에서 모바일 장치들과 통신하도록 지정될 수 있다. 순방향 링크들(118 및 124)을 통한 통신에서, 기지국(102)의 전송 안테나들은 모바일 장치들(116 및 122)에 대한 순방향 링크들(118 및 124)의 신호-대-잡음 비를 개 선하기 위해 빔형성(beamforming)을 사용할 수 있다. 이는 예를 들어, 의도되는 방향들로 신호들을 조종(steer)하기 위해 프리코더(precoder)를 사용함으로써 제공될 수 있다. 또한, 기지국(102)이 연관된 커버리지에 무작위로 흩어져있는 모바일 장치들(116 및 122)로 전송하기 위해 빔형성을 사용하고, 이웃한 셀들의 모바일 장치들은 자신의 모바일 장치들로 단일 안테나를 통해 전송하는 기지국과 비교하여 간섭을 덜 유발할 수 있다. 또한, 모바일 장치들(116 및 122)은 일 예로서, 피어-투-피어 기술 또는 애드 훅(ad hoc) 기술을 이용하여 서로 직접 통신할 수 있다.

일 예에 따르면, 시스템(100)은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템일 수 있다. 또한, 시스템(100)은 FDD, TDD 등과 같은 통신 채널들(예를 들어, 순방향 링크, 역방향 링크,...)을 나누기 위한 실질적으로 임의의 타입의 듀플렉싱 기술들을 사용할 수 있다. 또한, 시스템(100)은 전송에 공간 다이버시티 및 리던던시(redundancy)를 도입하기 위해 다수의 안테나들을 통한 전송을 위해 순환 지연 다이버시티(cyclic delay diversity; CDD)를 적용할 수 있다. 예를 들어, CDD 안테나-특정 지연을 사용하는 것은 각각의 안테나에 대한 전송에 적용될 수 있다. 일 예에서, 초기 안테나는 CDD가 없이 전송하고, 이어지는 안테나들은 각각 전송의 성공적인 수신을 돕기 위해 상이한 지연들을 이용하여 전송할 수 있다.

일 예에서, 시스템(100)은 CDD를 적용하기 전에 신호들을 물리 안테나 계층 도메인으로부터 가상 안테나 도메인으로 변환할 수 있다. 이와 관련하여, 프리코딩은 채널 의존적 프리코더에 의해 선택되는 신호 조종(steering) 방향 및 다른 의도되는 특성들과 같은, 프리코딩을 이용하는 것의 이점을 유지하기 위해 그 뒤에 오는 CDD에 수행될 수 있다. 예를 들어, 다수의 계층들을 포함하는 데이터 계층은 데이터 계층을 가상 안테나 계층으로 변환하는 계층들의 수와 대응하는 유니터리(unitary) 행렬에 의해 곱해질 수 있다. 그 결과는 공간 다이버시티를 도입하기 위해 CDD 행렬에 의해 곱해질 수 있으며, 계층들의 수에 대응하는 선택된 빔 방향들로 전송을 조종하기 위해 프리코딩 행렬에 의해 곱해질 수 있다.

도 2로 돌아가면, 도시된 것은 무선 통신 환경 내에서 사용되기 위한 통신 장치(200)이다. 통신 장치(200)는 기지국 또는 그 일부, 모바일 장치 또는 그 일부, 또는 실질적으로 무선 통신 환경에서 전송된 데이터를 수신하는 임의의 통신 장치일 수 있다. 특히, 통신 장치(200)는 요청하는 장치로 무선 통신 서비스들을 제공하는 액세스 포인트일 수 있다. 통신 장치(200)는 물리 안테나 계층 데이터 또는 신호들을 하나 이상의 가상 안테나 신호들로 변환할 수 있는 가상 안테나 변환기(202), 가상 안테나 신호들에 CDD 동작을 적용할 수 있는 CDD 적용기(204), 빔형성을 위해 CDD-적용된 신호들에 프리코딩을 적용할 수 있는 프리코더(206)를 포함할 수 있다.

일 예에서, 통신 장치(200)는 도시된 바와 같이 다수의 안테나들을 갖는 수신기로 데이터를 전송하기 위한 다수의 안테나들을 가질 수 있다. 따라서, 수신기는 수신 안테나들의 수와 연관된 전송 랭크를 가질 수 있으며, 전송될 데이터들은 전송 랭크와 관련된 계층들로 분리될 수 있다. 예를 들어, 수신기가 두 개의 안테나를 가지는 경우, 전송 랭크는 둘 일 수 있으며, 따라서, 데이터를 전송하기 위한 계층들의 수도 또한 둘이 될 수 있다. 가상 안테나 변환기(202)는 비-대각(non- diagonal) 유니터리 R x R 행렬을 생성할 수 있고, R은 전송 랭크이다. 전송될 데이터 벡터는 또한 R 개의 계층들을 포함할 수 있다. 가상 안테나 변환기(202)는 데이터 벡터를 가상 안테나 도메인으로 변환하기 위해 유니터리 행렬에 의해 데이터 벡터를 곱할 수 있다.

가상 안테나 도메인을 사용하는 것은 CDD가 프리코딩 이전에 적용되도록 한다. 따라서, CDD 적용기(204)는 가상 안테나 변환기(202)에 의해 생산되는 행렬에 대각 CDD 행렬을 곱할 수 있으며, 대각 CDD 행렬은 또한 R x R 행렬이다. 이 동작은 성공적인 수신의 가능성을 개선하는 중복되고(redundant) 다양한(diverse) 데이터의 전송을 원활하게 하기 위해 가상 안테나들에 공간 다이버시티를 도입할 수 있다. 계속해서, 프리코더(206)는 CDD-적용된 행렬을 프리코더 행렬로 곱할 수 있으며, 프리코더 행렬은 N_T x R 행렬이고, N_T는 통신 장치(200)의 물리 전송 안테나들의 수이다. 이와 관련하여, 안테나들은 CDD를 여전히 사용하면서 프리코더의 이점을 유지하는 R 개의 선택된 빔 방향들로 유리하게 조종될 수 있다.

일 예에 따르면, 다음의 공식은 통신 장치(200)의 사용가능한 전송 안테나들을 통해 전송하기 위해 출력 데이터 벡터를 계산하는데 사용될 수 있다.

여기서, d(k) 전송 랭크에 대응하는 R 개의 계층들을 포함하는 데이터 벡터이고,

은 R 개의 가상 안테나들을 통해 데이터 벡터를 확산하기 위해 가상 안테나 변환기(202)에 의해 사용되는 유니터리 행렬이며,

은 전술한 바와 같이 CDD 적용기(204)에 의해 사용되는 CDD 대각 행렬이며,

은 프리코더(206)가 R 개의 수신 안테나들로 통신 장치(200)의 N_T개의 전송 안테나들을 통해 신호들을 조종하기 위해 사용할 수 있는 프리코딩 행렬이다. 이와 관련하여, CDD 동작은 R 개의 가상 안테나들을 통해 적용된다; 따라서, 전송 전력은 이 구조를 사용하는 프리코딩 행렬

의 R 개의 열(column) 벡터들에 의해 차지(span)되는 신호 공간에 집중된다.

이제 도 3을 참조하면, 도시된 것은 프리코딩을 위해 하나 이상의 가상 안테나들 상의 데이터에 CDD를 적용하는 것을 원활하게 할 수 있는 무선 통신 시스템(300)이다. 시스템(300)은 액세스 단말(304) (및/또는 임의의 수의 이질적인(disparate) 장치들(미도시))과 통신하는 액세스 포인트(302)를 포함할 수 있다. 액세스 포인트(302)는 순방향 링크 채널을 통해 액세스 단말(304)로 정보를 전송할 수 있다; 또한 액세스 포인트(302)는 역방향 링크 채널을 통해 액세스 단말(304)로부터 정보를 수신할 수 있다. 또한 시스템(300)은 주파수 공간을 통해 공간 다이버시티 및 요구되는 빔형성에 대한 프리코딩을 제공하기 위해 CDD를 사용하는 MIMO 시스템일 수 있다. 또한, 시스템(300)은 (예를 들어, 3GPP, 3GPP2, 3GPP LTE, 등과 같은) OFDMA 무선 네트워크에서 동작할 수 있다. 또한, 액세스 포인트(302)에서 아래에 도시되고 설명되는 컴포넌트들 및 기능들은 일 예로서, 액세스 단 말(304)에서 나타날 수 있으며, 그 역도 가능하다.

액세스 포인트(302)는 계층된 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환할 수 있는 가상 안테나 변환기(306)를 포함하며, 일 예에서, 가상 안테나 도메인은 계층들(예를 들어, 전송 랭크)의 수와 실질적으로 동일한 디멘션을 가지는 정사각(square) 행렬일 수 있다. 액세스 포인트(302)는 또한 가상 안테나 데이터 행렬에 공간 다이버시티를 적용할 수 있는 CDD 적용기(308), 사용가능한 안테나들을 통해 CDD-적용된 데이터에 대한 전송 방향들을 최적으로 조종할 수 있는 프리코더(310), 및 안테나들을 통해 지향성 데이터를 전송할 수 있는 송신기(312)를 포함할 수 있다. 따라서, 액세스 포인트(302)는 데이터 벡터들에 CDD 및 프리코딩을 적용하기 위해 앞에서 제공된 공식을 사용할 수 있으며, 프리코딩되고 CDD-적용된 데이터를 송신기(312)를 이용하여 액세스 단말(304)로 전송할 수 있다. 송신기(312)는 프리코더(310)에 의해 특정된 조종을 이용하여 사용가능한 안테나들을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트(302)가 일 예에서, 주어진 세트 또는 단일 행렬에 대해 사용가능한 프리코더 행렬들을 제한할 수 있음을 이해할 것이다.

액세스 단말(304)은 하나 이상의 안테나들을 통해 액세스 포인트(302)로부터 데이터를 수신할 수 있는 수신기(314)를 포함할 수 있다. 설명된 바와 같이, 안테나들의 수는 전송 랭크, 따라서 데이터 벡터들의 수에 대응할 수 있다; 또한, 전송 랭크는 가상 안테나 변환기(306)에 의해 생성되는 가상 안테나 도메인의 크기에 대응한다. 수신기는 실질적으로, 연속하는(successive) 간섭 제거(SIC) 수신기, 선 형 최소 평균-자승 오차(linear minimum mean-square error; LMMSE) 수신기, 및/또는 이와 같은 것을 포함하는 실질적으로 임의의 타입일 수 있다. 일 예에 따르면, 액세스 포인트(302)는 수신기의 타입에 따라 CDD 및 프리코딩을 적용할 수 있다. 예를 들어, 앞서 도시된 공식,

은 SIC 수신기와 사용될 수 있는데, 이는 이러한 수신기들이 낮은 신호들과 높은 다이버시티 이득을 가질 수 있기 때문이다; 따라서, 비-CDD 동작들과 관련된 스루풋은 실질적으로 손실 없이 약간 저하될 수 있다. 그러나, 수신기(314)가 LMMSE 수신기인 경우, 상이한 동작이 비-CDD 동작들에 관련한 스루풋 손실을 완화하기 위해 요구될 수 있으며, 스루풋 손실은 가상 안테나 도메인을 통해 데이터를 적용하는 것에서 왜곡되는 빔 방향(direction)들에 의해 적어도 부분적으로 유발될 수 있다. 또한, 프리코더(310)에 의해 정의된 프리코딩 행렬은 일정한 모듈러스(modulus) 특성으로 설계되면, 각각의 프리코딩 행렬의 각각의 엘리먼트는 동일한 크기를 가지며, 앞선 공식은 일정한 모듈러스 특성에 영향을 줄수 있으며, 이는 잠재적으로 비효율적인 전력 증폭 활용을 유발할 수 있다.

일 예에 따르면, 전술한 공식이 스루풋 또는 비효율성 문제들을 유발하는 경우, CDD 적용기(308) 또는 액세스 포인트(302)의 다른 부분은 프리코딩 이전에 에르미트(Hermitian) 역 변환 행렬을 적용할 수 있다. 예를 들어, 에르미트 행렬은 가상 안테나 변환기(306)에 의해 계층화된 데이터 벡터들을 통해 적용된 유니터리 행렬의 역 변환일 수 있다. 이와 관련하여, 다음의 공식이 다양한 계산들을 수행 하기 위해 사용될 수 있다.

여기서, d(k)는 전송 랭크에 대응하는 R 개의 계층들을 포함하는 데이터 벡터이고,

은 R 개의 가상 안테나들을 통해 데이터 벡터를 확산하기 위해 가상 안테나 변환기(306)에 의해 사용되는 유니터리 행렬이고,

은 전술한 CDD 적용기(308)에 의해 사용되는 CDD 대각 행렬이고,

는

과 연관된 손실을 완화하기 위해 적용되는 유니터리 행렬

의 에르미트 역 변환 행렬이고, 그리고

는 R 개의 수신 안테나들로 통신 장치(200)의 N_T개의 전송 안테나들의 신호들을 조종하기 위해 프리코더(310)에 의해 사용되는 프리코딩 행렬이다. 이 공식은, 일 예에서, 수신기(314)가 LMMSE 수신기인 경우 사용될 수 있다. 액세스 포인트(302)가 수신기(314)의 타입에 기반하여 공식을 선택할 수 있음을 이해할 것이다; 이 정보는 액세스 단말(304) 또는 다른 네트워크 장치로부터 수신되거나, 추론되거나, 가정되거나, 하드-코딩되거나, 파라미터로서 판독될 수 있다. 또한,

은 예를 들어, 전송 랭크, 네트워크 특성, 요구되는 CDD 및/또는 등과 같은 많은 인자들 중 하나에 부분적으로 기반한 고정 행렬일 수 있다. 설명된 두 개의 공식들이

을 프리코더 디자인의 일부로서 번역하는 경우 실질적으로 균등 함을 이해할 것이다. 예를 들어,

은 선택적으로 이전의 공식

을 도출하는 새로운 프리코더(310)에 의해 수행될 수 있으며, 여기서,

이다. 또한, 공식

은,

일 수 있으며, 여기서 프리코더(310) 구조는

및

이며, 이는 후자의 공식

을 유도한다.

이제, 도 4를 참조하면, 여기에 설명된 하나 이상의 장치들 또는 컴포넌트들에 따라 수행될 수 있는 예시적인 동작(400)이 도시된다. 동작(400)은 데이터 벡터들을 하나 이상의 전송 신호들로 변환하기 위해 수행되는 복수의 연산들을 포함한다. 특히 R 개의 스트림들(402)은 수신 안테나들의 수와 관련된 계층된 데이터 벡터들일 수 있다; 스트림들(402) 또는 데이터 벡터들의 수는 추가적으로, 예를 들어, 전송 랭크와 관련될 수 있다. 스트림들(402)은 스트림들(402)을 가상 안테나 도메인으로 변환하고 거기에 CDD를 적용하기 위해 CDD 행렬(404)과 곱해진 행렬일 수 있다; 그 결과 행렬은 사용가능한 전송 안테나들을 통해 전송하기 위해 N_T 개의 신호들의 벡터를 생성하기 위해 전술한 바와 같이 프리코딩 행렬(406)에 의해 곱해 질 수 있다. 또한, 신호들의 결과 벡터는 일 예에서, 대응하는 OFDM 심벌들을 생성하기 위해 적용되는, 역 고속 푸리어 트랜스폼(IFFT)(408), 및 수신기에서 성공적인 디코딩의 가능성을 증가시키기 위해 시작단에서 심벌 엔드(end)를 반복하기 위해 부가되는 순환 프리픽스(Cyclic Prefix;CP)(410)를 가질 수 있다.

일 예에서, CDD 행렬(404)은 이전에 설명된 바와 같이, 수신기 타입 및/또는 일정한 모듈러스 특성에 따라 행렬 곱(product)

또는

을 포함하는 행렬과 유사할 수 있다. CDD 행렬(404)을 포함하도록 곱해진 행렬들이 R x R 행렬들이며, 여기서,

은 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하기 위해 사용되는 유니터리 행렬이고,

은 왜곡(distortion)을 완화하기 위해 요구되는 경우 사용되는 유니터리 행렬의 에르미트 역 변환 행렬일 수 있으며, 그리고,

, 대각 CDD 애플리케이션 행렬은 다음 행렬과 유사할 수 있다,

여기서, 대각선의 값들은 주어진 가상 안테나의 CDD에 관련된다. 이 예에서, 또 한,

는 대각 CDD 행렬의 위상 증분 파라미터일 수 있다; 유니터리 행렬

및

를 바람직하게 디자인함으로써, 빔 방향들 및 (존재하는 경우) 프리코딩 행렬(406)의 일정한 모듈러스 특성이 유지될 수 있다.

일 예에서, R 개의 수신 안테나 (또는 R 개의 전송 랭크)들에 대하여,

의 정규화된 지연은 1/R일 수 있다. 이 예에서, 랭크 1 전송은 CDD 동작에 의해 영향 받지 않을 수 있다:

이들을 이용하여, 또는 주의깊게 선택된

및

를 이용하여,

은 선택적인 가상 안테나 치환(permutation)(S-VAP) 디자인일 수 있으며, 이는 공간 빔들을 사용함에 있어서 활성 계층 R 사이에서 실질적으로 완벽한 대칭을 제공할 수 있다. 이는 수신된 채널 데이터의 품질에 관련되는 채널 품질 표시자(CQI)의 변화들의 공간 다이버시티 및 효율적인 활용을 제공한다. 이와 관련하여, 가상 안테나 도메인의 CDD는 S-VAP를 이용하여 간접적으로 구현될 수 있다.

다른 디자인에서, 예를 들어,

=1/2와 같은 고정된 위상 증분

이 사용될 수 있다. 예를 들어, 4 개의 전송 안테나들이 R개의 수신 안테나들로 전송하고자 하는 경우, 데이터들의 R 개의 계층들은 코드워드들의 수에 매핑될 수 있다. 일 예시에서, 랭크 1 전송은 하나의 코드워드에 매핑되고, 랭크 2는 두 개의 코드워드에 매핑될 수 있다. 2 개의 코드워드들 만이 사용될 경우에, 랭크 3 이상은 계층들을 다수의 코드워드들로 분리(split)할 수 있다, 예를 들어, 제 1 코드워드는 데이터의 하나의 계층에 대응하고, 다른 코드워드는 남아있는 두 개의 계층에 대응하며, 랭크 4는 4개의 계층들 중 2개에 각각 대응하는 두 개의 코드워드들을 가질 수 있다. 따라서, 다음은

=1/2인 경우 CDD 행렬(404) 곱의 행렬들에 대한 디자인일 수 있다:

이 디자인은 랭크 4 및 랭크 2 전송에서 각각의 코드워드들에 대한 4 및 2의 차수의 공간 다이버시티를 제공할 수 있다; 랭크 3에서, 하나의 계층에 대응하는, 제 1 코드워드의 공간 다이버시티 차수는 2일 수 있으며, 다른 코드워드의 차수는 2보다 높을 수 있다. 이 디자인은 SIC 수신기에 대해 CQI의 비-부정적인(non-negative) 변화를 이용하여 그리고/또는 잠재적으로 LMMSE 수신기에 대한 CQI 변화없이 랭크 1, 2 및 4전송들에 특히 잘 작용할 수 있다.

도 5-6을 참조하면, 가상 안테나 도메인에서 CDD-적용된 데이터를 통해 프리코딩을 수행하는 것과 관련되는 방법들이 도시된다. 설명의 단순화를 위하여, 방법들은 일련의 동작들로서 도시되고 설명되었으나, 방법들이 동작의 순서들로서 제 한되지 않으며, 일부 동작들은, 하나 이상의 실시예들에 따라, 여기에 설명되고 도시된 것과 상이한 순서 및/또는 동시에 발생할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 당업자는 방법이 상태 다이어그램과 같이, 일련의 상호관련된 상태들 또는 이벤트들로서 선택적으로 표현될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 도시된 모든 동작들이 하나 이상의 실시예들에 따라 방법을 구현하기 위해 필요한 것은 아니다.

도 5로 돌아가서, 도시된 것은 가상 안테나 도메인으로 변환된 데이터에 CDD 및 프리코딩을 적용하는 것을 원활하게 하는 방법(500)이다. 502에서, 데이터 벡터들은 가상 안테나 도메인으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 설명된 바와 같이, 데이터 벡터들은 수신 안테나들 및/또는 전송 랭크의 수를 나타내는 계층들의 수에 관련될 수 있다. 벡터들은 추가적인 동작을 허용하기 위해 다수의 가상 안테나들로 변환될 수 있다. 이는 예를 들어, 하나 이상의 유니터리 행렬들 및/또는 이들의 역 전치(transpose)들을 이용함으로써 달성될 수 있다. 504에서, CDD 행렬은 가상 안테나 도메인에 적용될 수 있다. CDD 행렬은 데이터 벡터들 사이에서 공간 다이버시티를 도입하여 벡터들이 성공적인 수신의 가능성을 증가시키기 위해 각각의 반복에서 지연을 가지고 반복적으로 전송될 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다.

506에서, 프리코딩은 CDD-적용된 행렬에 적용될 수 있다. 프리코딩 행렬은, 예를 들어, 설명된 바와 같이, 다수의 전송 안테나들을 통해 CDD-적용된 행렬에 데이터를 빔형성하는 것을 허용할 수 있다. 전송 안테나들의 수가 수신 안테나들의 수와 상이할 수 있음을 이해할 것이다. 508에서, 프리코딩된 데이터는 다수의 안 테나들을 통해 전송된다. 프리코딩이 이어지는 CDD 애플리케이션에서 실행되면, 수신 안테나들과 관련되는 신호 스페이스는 수신 안테나들의 수가 전송 안테나들의 수보다 작은 경우에 널 스페이스에 낭비되는 에너지가 흐르는 것을 방지하면서 유지될 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 가상 안테나 데이터에 적용하기 위한 행렬들을 선택하는 것을 원활하게 하는 방법(600)이 도시된다. 602에서, 정보는 수신기와 관련하여 수신된다. 예를 들어, 정보는 (SIC, LMMSE 및/또는 등과 같은) 수신기 타입 및 수신 안테나들의 수 및/또는 전송 랭크를 포함할 수 있다. 604에서, CDD 행렬, 또는 그들의 행렬(예를 들어, 유니터리 및/또는 지연 행렬)은 수신기 타입 및/또는 전송 랭크에 기반하여 선택될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, CDD 행렬은 예를 들어, 수신기가 LMMSE인 경우 유니터리 행렬의 에르미트 행렬을 포함할 수 있다. 또한, CDD 행렬은 일 예에서 전송 랭크에 따라 대각 값들을 가지는 지연 행렬을 포함할 수 있다. 606에서, 선택된 CDD 및 프리코딩 행렬들은 데이터 벡터들에 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 데이터 벡터들은, 다수의 안테나들에 의해 수신될 데이터에 관련될 수 있다. CDD 행렬의 일부는 CDD 지연 행렬을 적용하기 위해 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하는 유니터리 행렬(및/또는 그들의 에리미트 행렬들)을 포함할 수 있다. 프리코딩 행렬은 608에서, 데이터에 관련된 전송들을 조종하기 위해 적용될 수 있으며, CDD-적용된 프리코딩된 데이터가 전송될 수 있다.

여기에 설명된 하나 이상의 양상들에 따라, 설명된 바와 같이, 추론들이 CDD 및/또는 프리코딩 행렬들을 선택하는 것과 관련하여 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 여기에 사용된 바와 같이, "추론" 또는 "추론하다"라는 용어는 일반적으로, 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태들을 이벤트들 및/또는 데이터를 통해 캡쳐된 관찰들의 세트로부터 판단하거나 추론하는 프로세스를 지칭한다. 추론은 특정한 문맥 또는 동작을 식별하는데 사용될 수 있거나, 예를 들어, 상태들에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적일 수 있다-즉, 데이터 및 이벤트들에 대한 고려에 기반하여 관심있는 상태들에 대한 확률 분포의 연산일 수 있다. 추론은 이벤트들 및/또는 데이터의 세트로부터 높은 레벨 이벤트를 구성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 추론은, 이벤트들이 인접한 시간적인 인접성을 가지고 있는지 여부에 관계없이, 그리고 이벤트들 및 데이터가 하나 또는 몇몇 이벤트 및 데이터 소스들로부터 오는지 여부에 관계없이, 관찰된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터의 세트로부터 새로운 이벤트들 또는 동작들의 구성을 야기한다.

도 7은 가상 안테나 도메인을 사용하여 전송들에 CDD 및 프리코딩을 적용하는 것을 원활하게 하는 시스템(700)의 도면이다. 시스템(700)은 복수의 수신 안테나들(706)을 통해 하나 이상의 모바일 장치들(704)로부터 신호(들)를 수신하는 수신기(710)를 가지는 기지국(702)(예를 들어, 액세스 포인트) 및 전송 안테나(708)를 통해 하나 이상의 모바일 장치들(704)로 전송하는 송신기(724)를 포함한다. 수신기(710)는 수신 안테나들로부터 정보를 수신할 수 있으며, 이는 수신된 정보를 복조하는 복조기(712)와 동작가능하게 연관될 수 있다. 복조된 심벌들은 신호(예를 들어, 파일럿) 강도 및/또는 간섭 강도를 추정하는 것과 관련된 정보, 모바일 장치(들)(704)(또는 이질적인 기지국(미도시))로 전송하거나, 이로부터 수신될 데이터, 및/또는 여기에 설명된 다양한 동작들 및 기능들을 수행하는 것과 관련되는 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리(716)에 연결되는 프로세서(714)에 의해 분석된다.

프로세서(714)는 수신기(710)에 의해 수신되는 정보를 분석하도록 지정되거나, 그리고/또는 송신기(724)에 의한 전송에 대한 정보를 생성하도록 지정된 프로세서, 기지국(702)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기(710)에 의해 수신되는 정보를 분석하고, 송신기에 의한 전송을 위한 정보를 생성하고, 기지국(702)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서일 수 있다.

기지국(702)은 프로세서(714)와 동작가능하게 연결되고, 전송될 데이터, 수신된 데이터, 사용가능한 채널과 관련된 정보, 분석된 신호와 연관된 데이터 및/또는 간섭 강도, 할당된 채널, 전력, 레이트 등과 관련되는 정보, 및 채널을 통해 통신하고 채널을 추정하기 위한 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리(716)를 추가적으로 포함할 수 있다. 메모리(716)는 (예를 들어, 성능 기반, 용량 기반, 등으로) 채널을 사용하고 그리고/또는 추정하는 것과 연관된 프로토콜들 및/또는 알고리즘들을 추가로 저장할 수 있다.

여기에 설명된 메모리(716)가 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있으며, 휘발성 및 비휘발성 메모리를 모두 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 설명을 위해, 비휘발성 메모리는, 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램가능한 ROM(PROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 소거가능한 PROM(EEPROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 휘발성 메모리는, 외부 캐시 메모리로서 동작하는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 설명을 위해 RAM은 동기화 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기화 DRAM(SDRAM), 2배속 SDRAM(DDR SDRAM), 향상된 SDRAM(ESDRAM), 싱크링크 DRAM(SLDRAM), 및 디렉트 램버스 RAM(DDRAM)과 같은 많은 형태인 것이 가능하나, 이에 제한되지 않는다. 본 시스템들 및 방법들의 메모리(708)는 이러한 그리고 임의의 다른 적합한 타입의 메모리를 포함하기 위한 의도이나, 이에 제한되지 않는다.

프로세서(714)는 추가적으로 데이터에 하나 이상의 행렬들을 적용함으로써 전송을 위한 데이터와 관련하여 CDD에 영향을 줄 수 있는 CDD 적용기(718)에 연결된다. 예를 들어, CDD 적용기(718)는 가상 안테나 도메인에서 데이터를 적용하기 위해 모바일 장치(들)(704)의 수신 안테나들의 수 또는 그들의 전송 랭크와 관련된 복수의 데이터 벡터들에 유니터리 행렬을 적용할 수 있다. CDD 적용기(718)는 추가적으로 가상 안테나를 통해 공간 다이버시티를 도입하기 위해 CDD 지연 행렬을 적용할 수 있다. 또한, 프로세서는 전송 안테나들(708)을 통한 전송에 대한 데이터를 빔형성하기위해 CDD-적용된 데이터에 프리코딩 행렬을 적용할 수 있는 프리코더(720)에 연결될 수 있다. 또한, 프로세서(714)와 분리된 것으로 도시되었으나, CDD 적용기(718), 프리코더(720), 복조기(712) 및/또는 변조기(722)는 프로세서(714)의 일부이거나 다수의 프로세서들(미도시)일 수 있다.

도 8은 예시적인 무선 통신 시스템을 도시한다. 무선 통신 시스템(800)은 간략성을 위해 하나의 기지국(810) 및 하나의 모바일 장치(850)를 도시한다. 그러 나, 시스템(800)이 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 모바일 장치를 포함할 수 있으며, 추가적인 기지국들 및/또는 모바일 장치들이 아래에 설명된 기지국(810) 및 모바일 장치(850)와 실질적으로 유사하거나 상이할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 기지국(810) 및/또는 모바일 장치(850)는 이들 사이의 무선 통신을 원활하게 하기 위해 여기에 설명된 시스템들(도1-3 및 7), 동작들(도 4) 및/또는 방법들(도 5-6)을 사용할 수 있음을 이해할 것이다.

기지국(810)에서, 다수의 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터는 데이터 소스(812)로부터 전송(TX) 데이터 프로세서(814)로 제공된다. 일 예에 따르면, 각각의 데이터 스트림은 각각의 안테나를 통해 전송될 수 있다. TX 데이터 프로세서(814)는 코딩된 데이터를 제공하기 위해 그 데이터 스트림에 대해 선택된 특정한 코딩 방식에 기반하여 트래픽 데이터 스트림을 포맷하고, 코딩하고, 그리고 인터리빙한다.

각각의 데이터 스트림에 대해 코딩된 데이터는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 기술들을 이용하여 파일럿 데이터와 함께 멀티플렉싱된다. 추가적으로 또는 선택적으로, 파일럿 심벌들은 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM)되거나, 시분할 멀티플렉싱(TDM)되거나, 또는 코드 분할 멀티플렉싱(CDM)될 수 있다. 파일럿 데이터는 일반적으로 알려진 방식으로 처리된 알려진 데이터 패턴이고, 채널 응답을 추정하기 위해 모바일 장치(850)에서 사용될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대해 멀티플렉싱된 파일럿 및 코딩된 데이터는 변조된 심벌들을 제공하기 위해 그 데이터 심벌에 대해 선택된 특정한 변조 방식(예를 들어, BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase-shift keying), M-PSK(M-phase-shift keying), M-QAM(M-quadrature amplitude modulation) 등)에 기반하여 변조(예를 들어, 심벌 매핑)될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트, 코딩 및 변조는 프로세서(830)에 의해 수행되거나 제공되는 명령들에 의해 결정될 수 있다.

데이터 스트림들에 대한 변조 심벌들은 TX MIMO 프로세서(820)로 제공될 수 있으며, 이는 변조 심벌들을 (예를 들어, OFDM에 대해) 추가적으로 처리할 수 있다. TX MIMO 프로세서(820)는 그리고나서, N_T개의 송신기(TMTR)(822a 내지 822t)로 N_T개의 변조 심벌을 제공한다. 다양한 실시예들에서, TX MIMO 프로세서(820)는 데이터 스트림들의 심벌들 및 그 심벌들이 전송되는 안테나들에 빔형성 가중치들을 적용한다.

각각의 송신기(822)는 하나 이상의 아날로그 신호들을 제공하기 위해 각각의 심벌 스트림을 수신하고 처리하며, MIMO 채널을 통한 전송에 적합한 변조 신호를 제공하기 위해 그 아날로그 신호들을 추가적으로 컨디셔닝(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 업컨버팅)한다. 또한, 송신기들(822a 내지 822t)로부터의 N_T개의 변조된 신호들은 각각 N_T개의 안테나들(824a 내지 824t)로부터 전송된다.

모바일 장치(850)에서, 전송된 변조된 신호들은 N_R개의 안테나들(852a 내지 852r)에 의해 수신되고, 각각의 안테나(852)로부터 수신된 신호는 각각의 수신기(RCVR)(854a 내지 854r)로 제공된다. 각각의 수신기(854)는 각각의 신호를 컨디 셔닝(예를 들어, 필터링, 증폭 및 다운컨버팅)하고, 샘플들을 제공하기 위해 컨디셔닝된 신호를 디지털화하고, 대응하는 "수신된" 심벌 스트림을 제공하기 위해 그 샘플들을 추가적으로 처리한다.

RX 데이터 프로세서(860)는 N_T개의 "검출된" 심벌 스트림들을 제공하기 위해 특정한 수신기 프로세싱 기술에 기반하여 N_R개의 수신기들(854)로부터 N_R개의 수신된 심벌 스트림들을 수신하고 처리한다. RX 데이터 프로세서(860)는 그 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 복원하기 위해 각각의 검출된 심벌 스트림을 복조하고, 디인터리빙하고, 디코딩할 수 있다. RX 데이터 프로세서(860)에 의한 프로세싱은 기지국(810)에서 TX MIMO 프로세서(820) 및 TX 데이터 프로세서(814)에 의해 수행되는 것과 상보적(complementary)이다.

프로세서(870)는 주기적으로, 전술한 바와 같이 사용되는 프리코딩 행렬을 결정한다. 또한, 프로세서(870)는 행렬 인덱스 부분 및 랭크 값 부분을 포함하는 역방향 링크 메시지를 포뮬레이트(formulate)할 수 있다.

약방향 링크 메시지는 통신 링크 및/또는 수신된 데이터 스트림과 관련되는 다양한 타입의 정보를 포함할 수 있다. 역방향 링크 메시지는 TX 데이터 프로세서(838)에 의해 처리될 수 있으며, 이는 또한 데이터 소스(836)로부터 다수의 데이터 스트림들에 대한 트래픽 데이터를 수신하고, 변조기(880)에 의해 변조되며, 송신기들(854a 내지 854r)에 의해 컨디셔닝 되고, 기지국(810)으로 다시 전송된다.

기지국(810)에서, 모바일 장치(850)로부터 변조된 신호들은 안테나들(824)에 의해 수신되고, 수신기들(822)에 의해 컨디셔닝되며, 복조기(840)에 의해 복조되고, 모바일 장치(850)에 의해 전송된 역방향 링크 메시지를 추출하기 위해 RX 데이터 프로세서(842)에 의해 처리된다. 또한, 프로세서(830)는 추출된 메시지를 빔형성 가중치를 결정하기 위해 사용할 프리코딩 행렬을 결정하기 위해 처리할 수 있다.

프로세서들(830 및 870)은 각각 기지국(810) 및 모바일 장치(850)의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리, 등)할 수 있다. 각각의 프로세서들(830 및 870)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(832 및 872)와 연관될 수 있다. 프로세서들(830 및 870)은 각각 업링크 및 다운링크에 대한 주파수 및 임펄스 응답 추정들을 도출하기 위한 연산들을 수행할 수 있다.

여기에 설명된 실시예들이, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로 코드 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 하드웨어 구현의 경우, 프로세싱 유닛들은, 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC)들, 디지털 신호 프로세서(DSP)들, 디지털 신호 처리 장치(DSPD)들, 프로그램가능한 논리 장치(PLD)들, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이들(FPGA)들, 프로세서들, 컨트롤러들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로 프로세서들, 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수 있다.

실시예들이 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드, 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들로 구현되는 경우, 이들은 저장 컴포넌트와 같은 기계 판독가능한 매체에 저장될 수 있다. 코드 세그먼트는 프로시져, 함수, 서브프로그 램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스, 또는 명령들, 데이터 구조들, 또는 프로그램 스테이트먼트의 임의의 조합을 나타낼 수 있다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 인수, 파라미터, 또는 메모리 컨텐츠들을 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 연결될 수 있다. 정보, 인수, 파라미터, 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 전송 등을 포함하는 임의의 적절한 수단을 사용하여 전달, 포워딩, 또는 전송될 수 있다.

소프트웨어 구현의 경우, 여기 제시된 기술들은 여기 제시된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 프로시져, 함수, 등)을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛들에 저장되어 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부에 또는 프로세서 외부에서 구현될 수 있으며, 외부에 구현되는 경우 메모리는 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서에 통신적으로 연결될 수 있다.

도 9를 참조하면, 도시된 것은 무선 전송에 CDD 및 프리코딩을 적용하는 것을 원활하게 하는 시스템(900)이다. 예를 들어, 시스템(900)은 기지국, 모바일 장치, 기타 내에 적어도 부분적으로 상주할 수 있다. 시스템(900)이 기능 블록들을 포함하는 것으로 도시되었으며, 이는 프로세서, 소프트웨어, 또는 이들의 조합(예를 들어, 펌웨어)에 의해 구현될 수 있는 기능들을 나타내는 기능블록일 수 있음을 이해할 것이다. 시스템(900)은 함께 동작할 수 있는 전기적 컴포넌트들의 논리적 그루핑(902)을 포함한다. 예를 들어, 논리적 그루핑(902)은 전송 랭크와 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 공간으로 변환하기 위한 전기적 컴포넌트(904)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 벡터들은 전송 뱅크에 기반하여 다수의 수신 안테나들로 전송될 데이터를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 데이터 벡터들은 설명된 바와 같이 유니터리 행렬을 이용하여 가상 안테나 공간으로 변환될 수 있다; 또한, 유니터리 행렬의 에르미트 행렬이 유니터리 행렬로 인한 스루풋 손실을 완화하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 논리적 그루핑(902)은 가상 안테나 공간에 CDD를 적용하기 위한 전기적 컴포넌트(906)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 이는 변환된 데이터 벡터들에 CDD 지연 행렬을 적용하는 것을 포함할 수 있다. CDD 지연 행렬은 전송 링크 및/또는 수신기의 타입, 예를 들어, 다른 요구되는 특성들에 기반하여 선택될 수 있다. 또한, 논리적 그루핑(902)은 복수의 빔형성된 신호들을 생성하기 위해 CDD 적용된 가상 안테나 공간을 프리코딩하기 위한 전기적 컴포넌트(908)를 포함할 수 있다. 따리서, 언급한 바와 같이, 프리코더는 전송을 조종하거나 다른 설계된 특성들과 같은 프리코딩의 유리한 양상들을 유지하기 위해 CDD 이후에 적용될 수 있다. 또한, 시스템(900)은 전기적 컴포넌트들(904, 906 및 908)과 연관된 기능들을 실행하기 위한 명령들을 보유하는 메모리(910)를 포함할 수 있다. 메모리(910)의 외부에 존재하는 것으로 도시되었으나, 하나 이상의 전기적 컴포넌트들(904, 906 및 908)이 메모리(910) 외부에 존재할 수 있음을 이해할 것이다.

전술한 것들은 하나 이상의 실시예들의 예들이다 물론, 전술한 실시예들을 설명하고자 하는 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 모든 가능한 조합들을 설명하 는 것은 불가능하다, 그러나 당업자는 다양한 실시예들의 많은 추가적인 조합들 및 변형들이 가능함을 인지할 수 있다. 따라서, 설명된 실시예들은 첨부된 청구범위의 범위에 포함되는 이러한 모든 변형, 수정 및 변경들을 포함하고자 하는 의도를 지닌다. 또한, "포함한다(include)"라는 표현은 상세한 설명 및 청구범위에서 사용되었으며, 이러한 용어는 청구범위에서 교환 가능한 용어로서 사용되는 경우에는 "포함하는(comprising)"이 번역되는 바와 같이 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포함하도록 의도된다.

Claims

무선 전송들에 순환 지연 다이버시티(cyclic delay diversity; CDD) 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법으로서,

수신기의 안테나들과 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상(virtual) 안테나 도메인으로 변환(transform)하는 단계;

공간 다이버시티 행렬을 생성하기 위해 상기 복수의 데이터 벡터들에 CDD 행렬을 적용하는 단계; 및

전송 안테나들의 수에 대응하는 복수의 지향성(directional) 데이터 빔들을 구성(construct)하기 위해 상기 공간 다이버시티 행렬에 프리코딩 행렬을 적용하는 단계를 포함하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하는 단계는, 유니터리(unitary) 행렬을 상기 데이터 벡터들에 적용함으로써 달성(accomplish)되고, 여기서, 상기 유니터리 행렬의 디멘션들은 상기 데이터 벡터들의 수와 관련되는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 2 항에 있어서,

적어도 부분적으로 상기 수신기의 타입에 기반하여 상기 데이터 벡터들에 상기 유니터리 행렬의 에르미트(Hermitian) 역 전치(transpose) 행렬을 적용하는 단계를 더 포함하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 수신기의 타입, 상기 수신기의 안테나들의 수, 또는 상기 복수의 데이터 벡터들에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 CDD 행렬을 선택하는 단계를 더 포함하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 공간 다이버시티 행렬을 적용함으로써 실현(effectuate)되는 공간 다이버시티의 크기를 구성하기 위해 상기 CDD 행렬에 적용되는 위상 증분(phase increment)을 선택하는 단계를 더 포함하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전송 안테나들의 수는 상기 수신기의 안테나의 수 또는 상기 복수의 데이터 벡터들에 따라 가변하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버 시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

데이터 빔들과 관련되는 하나 이상의 OFDM 심벌들을 생성하기 위해 상기 지향성 데이터 빔들에 역 고속 푸리에 트랜스폼(IFFT)을 적용하는 단계; 및

상기 하나 이상의 OFDM 심벌들에 순환 프리픽스(cyclic prefix; CP)를 추가하는 단계를 더 포함하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 관련된 지향성 데이터 빔에 따라 상기 복수의 전송 안테나들을 통해 상기 OFDM 심벌들을 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 전송에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 용이하게 하는 방법.
복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하고 복수의 빔형성된 신호들을 생성하기 위해 상기 가상 안테나 도메인 상에 순환 지연 다이버시티 (CDD) 및 프리코딩 행렬들을 적용하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서; 및

상기 적어도 하나의 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 복수의 전송 안테나들을 통해 상기 빔형성된 신호들을 전송하도록 추가로 구성되는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 복수의 데이터 벡터들은 적어도 부분적으로 상기 복수의 데이터 벡터들에 유니터리 행렬을 적용함으로써 상기 가상 안테나 도메인으로 변환되는, 무선 통신 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 CDD 행렬은 거기에 공간 다이버시티를 도입하기 위해 상기 유니터리 행렬을 통해 적용되는, 무선 통신 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 프리코딩은 상기 빔형성된 신호들을 생성하기 위해 상기 CDD 행렬을 적용하는 것으로부터 생성(produce)된 행렬에 적용되는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수의 빔형성된 신호들을 수신하는 수신기의 타입에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 CDD 행렬을 선택하도록 추가로 구 성되는, 무선 통신 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 수신기는 선형 최소 평균-자승 오차(linear minimum mean-square error; LMMSE) 수신기이고, 상기 CDD 행렬은 상기 데이터 벡터들을 상기 가상 안테나 도메인으로 변환하는데 사용되는 유니터리 행렬의 에르미트 행렬을 포함하는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 빔형성된 신호들을 전송하는데 사용되는 안테나들의 수는 상기 빔형성된 신호들을 수신하는 안테나들의 수 또는 상기 복수의 데이터 벡터들의 수를 초과하는, 무선 통신 장치.
무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 (CDD) 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치로서,

전송 랭크(rank)와 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 공간으로 변환하기 위한 수단;

상기 가상 안테나 공간에 CDD를 적용하기 위한 수단; 및

복수의 빔형성된 신호들을 생성하기 위해 상기 가상 안테나 공간에 적용된 CDD를 프리코딩하기 위한 수단을 포함하는, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 17 항에 있어서,

복수의 전송 안테나들을 통해 상기 빔형성된 신호들을 전송하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 안테나들의 수는 상기 전송 랭크 보다 큰, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 17 항에 있어서,

CDD 지연 행렬만큼 상기 데이터 벡터들을 곱하는 CDD를 적용하기 위한 수단, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 빔형성된 신호들을 수신하는 수신기의 타입에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 CDD 지연 행렬을 선택하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 CDD 지연 행렬은, 상기 빔형성된 신호들의 전송시 에 전송 에너지가 널 스페이스에 집중되는 것을 방지하기 위해 상기 전송 랭크에 적어도 부분적으로 기반하여 추가적으로 선택되는, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 가상 안테나 공간을 생성하기 위해 유니터리 행렬을 사용하는 상기 데이터 벡터들을 변환하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 유니터리 행렬 사용에 의해 유발되는 성능 손실(loss)을 완화하기 위해 상기 유니터리 행렬에 에르미트 행렬을 적용하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 전송들에 순환 지연 다이버시티 및 프리코딩을 적용하는 것을 돕는 무선 통신 장치.
적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 수신기의 안테나들과 관련된 복수의 데이터 벡터들을 가상 안테나 도메인으로 변환하도록 하기 위한 코드;

상기 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 공간 다이버시티 행렬을 생성하기 위해 상기 복수의 데이터 벡터들에 순환 지연 다이버시티 (CDD) 행렬을 적용하도록 하기 위한 코드; 및

상기 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 전송 안테나들의 수에 대응하는 복수의 지향성 데이터 빔들을 구성하기 위해 상기 공간 다이버시티 행렬에 프리코딩 행렬을 적용하도록 하기 위한 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 물건.