KR20100092860A - 2안테나 시스템에서 상향링크 프리코딩 수행 방법 - Google Patents

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Abstract

2안테나 시스템에서 단말이 상향링크 신호에 효율적으로 프리코딩을 수행하여 전송하는 기법 및 이와 같이 전송된 신호를 기지국이 효율적으로 수신하는 기법이 개시된다. 이하의 설명에서는 효율적인 상향링크 신호 송수신을 위해 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북을 이용한 단말/기지국간 신호 송수신 기술을 제공한다.
Codebook, 2 Tx, LTE-A

Description

2안테나 시스템에서 상향링크 프리코딩 수행 방법 {Uplink Precoding Method In 2 Tx System}
이하의 설명은 이동통신 시스템에서 프리코딩을 통해 신호를 송수신하는 기술에 대한 것으로서, 구체적으로 2안테나 시스템에서 단말이 상향링크 신호에 효율적으로 프리코딩을 수행하여 전송하는 기법 및 이와 같이 전송된 신호를 기지국이 효율적으로 수신하는 기법에 대한 것이다.
다중안테나 시스템 또는 MIMO 시스템에 있어서 프리코딩은 송수신측에 빔포밍 이득(Beamforming Gain) 및 다이버시티 이득(diversity gain)을 제공하여, 높은 첨두/평균 시스템 처리율을 제공할 수 있다. 다만, 프리코딩 기법은 안테나 설정, 채널 환경, 시스템 구조 등을 고려하여 적절히 설계되어야 한다.
일반적으로, 복잡도와 제어 시그널링 오버헤드를 최소화하기 위해 프리코딩을 수행하는 MIMO 시스템은 코드북 기반 프리코딩 기법을 이용한다. 코드북은 전송 랭크(Rank) 및 안테나 개수에 따라 송수신단 사이에 미리 결정된 소정 개수의 프리코딩 벡터/행렬을 포함한다. 송신단은 수신단으로부터 수신한 채널 상태 정보에 따라 코드북 내 특정 프리코딩 벡터/행렬을 선택하여 전송 신호에 프리코딩을 수행하 여 전송하게 된다. 경우에 따라 송신단은 수신단으로부터 채널 상태 정보를 수신하지 않고 미리 정해진 규칙에 따라 프리코딩 행렬을 선택하여 프리코딩을 수행한 후 신호를 전송할 수도 있다.
도 1은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
코드북 기반 프리코딩 방식에 따를 경우 상술한 바와 같이 송수신단은 전송 랭크, 안테나 개수 등에 따라 미리 정해진 소정 개수의 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북 정보를 공유하게 된다. 수신측은 수신 신호를 통해 채널 상태를 측정하여 상술한 코드북 정보를 기반으로 선호하는 프리코딩 행렬 정보를 송신측에 피드백할 수 있다. 도 1에서는 수신단이 송신단에 선호하는 프리코딩 행렬 정보를 코드워드별로 전송하는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
수신단으로부터 피드백 정보를 수신한 송신단은 수신된 정보에 기반하여 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프리코딩 행렬을 선택한 송신단은 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 선택된 프리코딩 행렬을 곱하는 방식으로 프리코딩을 수행하며, 프리코딩이 수행된 전송 신호를 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있다. 송신단에서 프리코딩되어 전송된 신호를 수신한 수신단은 송신단에서 이루어진 프리코딩의 역처리를 수행하여 수신 신호를 복원할 수 있다. 일반적으로 프리코딩 행렬은 U*UH = I와 같은 유니터리 행렬(U) 조건을 만족하는바, 상술한 프리코딩의 역처리는 송신단의 프리코딩에 이용된 프리코딩 행렬(P)의 Hermitian(PH)을 수신 신호에 곱하는 방식으로 이루어질 수 있다.
3GPP LTE(3RD Generation Partnership Project Long Term Evolution) release 8 시스템에서는 단말로부터 기지국으로의 상향링크 신호 전송에 MIMO 기법을 적용하는 경우 PAPR(Peak-to-Average Ratio)/CM(Cubic Metric) 특성 열화 문제 등으로 인하여, 기지국으로부터 단말로의 하향링크 신호 전송에 대해서만 MIMO 전송 기법을 규정하고 있다. 다만, 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크 신호에 대해서도 전송률 증대, 다이버시티 이득 획득 등을 위해 MIMO 기법을 적용하는 방향으로 논의되고 있으며, 3GPP LTE 시스템의 후속 표준에서는 상향링크 신호 전송에도 MIMO 기법을 적용하는 구체적인 방안에 대해 논의되고 있다.
이하에서는 상향링크 프리코딩을 위한 코드북, 구체적으로 2개 안테나를 이용하는 단말이 효율적으로 신호를 프리코딩하여 전송할 수 있는 코드북에 대해 제안하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에서는 2개 안테나를 이용하는 단말이 기지국에 신호를 전송하는 방법에 있어서, 전송 랭크(Rank) 정보를 획득하는 단계; 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북으로부터 상기 전송 랭크에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬 을 선택하여, 상기 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 프리코딩을 수행하여 프리코딩된 신호를 출력하는 단계; 및 상기 프리코딩된 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 신호 전송 방법을 제안한다.
본 발명의 다른 일 양태에서는 기지국이 2개 안테나를 이용하는 단말로부터 전송된 신호를 수신하는 방법에 있어서, 상기 단말로부터 수신 신호를 수신하는 단계; 상기 단말이 상기 수신 신호 전송에 이용한 전송 랭크(Rank) 및 프리코딩 행렬 식별 정보를 획득하는 단계; 및 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북으로부터 상기 전송 랭크 및 상기 프리코딩 행렬 식별 정보에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 수신 신호에 프리코딩의 역처리를 수행하는 단계를 포함하는 신호 수신 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태에서는 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북을 저장하는 메모리(Memory); 상기 메모리에 저장된 상기 2 안테나용 코드북으로부터 전송 랭크(Rank)에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 프리코딩을 수행하여 프리코딩된 신호를 출력하는 프리코더(Precoder); 및 상기 프리코더에 의해 프리코딩된 신호를 상향링크를 통해 상기 기지국에 전송하는데 이용되는 2개의 안테나를 포함하는 단말을 제안한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태에서는 단말로부터 수신 신호를 수신하는데 이용되는 안테나; 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북을 저장하는 메모리(Memory); 및 상기 메모리에 저장된 상기 2 안테나용 코드북으로부터 상기 단말이 이용한 전송 랭크 및 프리코딩 행렬 식별정보에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 안테나를 통해 수신된 수신 신호에 프리코딩의 역처리를 수행하는 프리코더를 포함하는 기지국을 제안한다.
상술한 본 발명에 있어서, 상기 2 안테나용 코드북은, 상기 랭크 1에 대해
Figure 112009504470351-PAT00001
와 같은 6개의 프리코딩 행렬 또는 상기 6개의 프리코딩 행렬 각각에 상수가 곱해진 프리코딩 행렬을 포함하도록 설정할 수 있다.
또한, 상기 2개의 안테나 선택 행렬은 상기 단말의 최대 허용 전송 전력의 1/2을 이용하여 상기 프리코딩된 신호를 상기 기지국에 전송하도록 구성될 수 있으며, 구체적으로 본 발명의 일 실시형태에서는 상기 2 안테나용 코드북이 상기 랭크 1에 대해
Figure 112009504470351-PAT00002
와 같은 6개의 프리코딩 행렬을 포함하도록 설정할 수 있다.
이때, 상기 2개의 안테나 선택 행렬은 상기 단말의 2개 안테나 중 하나의 안테나만이 사용되는 경우에 선택되어 상기 프리코딩에 이용되도록 설정될 수 있다.
한편, 상기 2 안테나용 코드북은 상기 랭크 2에 대해
Figure 112009504470351-PAT00003
와 같은 1개의 프리코딩 행렬을 포함하도록 설정될 수 있다.
단말/기지국의 메모리는 상술한 바와 같은 코드북은 저장하도록 설정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 시그널링 오버헤드를 최소화하면서도 상향링크 신호 전송에 있어서 MIMO 기법을 적용함에 따라 발생하는 PAPR/CM 특성 열화를 방지할 수 있으며, 사용자가 단말의 특정 안테나를 가리는 방식으로 단말을 쥐는 경우에 안테나 전력을 효율적으로 사용하도록 설정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이 러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
한편, 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
상술한 바와 같이 이하에서는 상향링크 프리코딩을 위한 코드북, 구체적으로 2개 안테나를 이용하는 단말이 효율적으로 신호를 프리코딩하여 전송할 수 있는 코드북에 대해 제안하고자 한다. 이를 위해 먼저 3GPP LTE 시스템에서 MIMO 방식으로 하향링크 신호를 전송하는 방식에 대해 살펴본 후, 이와 대비되는 상향링크 신호전송 상황에 맞는 코드북을 제안하기로 한다.
도 2는 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
3GPP LTE 시스템에서 기지국은 하향링크로 하나 이상의 코드워드(Code Word)를 전송할 수 있다. 하나 이상의 코드워드는 각각 스크램블링 모듈(301) 및 변조 맵퍼(302)를 통해 복소 심볼로서 처리될 수 있다, 그 후, 복소 심볼은 레이어 맵퍼(303)에 의해 복수의 레이어(Layer)에 맵핑되며, 각 레이어는 프리코딩 모듈(304)에 의해 채널 상태에 따라 선택된 소정 프리코딩 행렬과 곱해져 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나별 전송 신호는 각각 자원 요소 맵퍼(305)에 의해 전송에 이용될 시간-주파수 자원 요소에 맵핑되며, 이후 OFDM 신호 생성기(306)를 거쳐 각 안테나를 통해 전송될 수 있다.
하항링크 신호 전송에 OFDM 신호 전송이 적용되는 반면, 상향링크 신호 전송의 경우 PAPR/CM 특성을 개선하기 위해 SC-FDMA 방식이 이용되고 있다.
도 3은 일반적인 SC-FDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.
OFDM 방식 및 SC-FDMA 방식 모두 도 3에 도시된 바와 같이 직렬 신호를 병렬로 변환하고, 이 병렬 신호를 서브캐리어에 맵핑하고, IDFT 또는 IFFT 처리 후, 다시 직렬 신호를 변환하여, CP 부착 후 RF 모듈을 통해 신호를 전송하는 측면에서 동일하다. 다만, SC-FDMA 방식의 경우 병렬 신호를 직렬 신호로 변환한 후 DFT 확산을 통해 이후 IDFT 또는 IFFT 처리의 영향을 감소시키며 단일 신호 특성을 일정 수준이상 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 상향링크 상황을 고려하여 이하에서는 본 발명에 따른 상향링크 코드북에 대해 설명한다.
먼저, 상향링크 2 Tx 시스템의 랭크 1에 대해 살펴본다. 2Tx-랭크 1의 경우 전송 신호의 프리코딩 과정은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009504470351-PAT00004
상기 수학식 1에서 행렬 x는 전송 심볼을 행렬 y는 프리코딩된 전송 심볼을 나타낸다.
일반적으로 광대역 프리코딩(Wideband Precoding)을 사용한다고 가정하면, 랭크 1 프리코딩에서는 각 레이어의 신호에 특정 상수 값이 곱해지기 때문에, 2Tx 에서 각 안테나를 통해 전송되는 신호의 PAPR이나 CM 값은 1 Tx 에서의 전송되는 신호의 PAPR과 CM값이 동일하다. 그러므로 광대역 프리코딩을 사용을 할 때에는, 2Tx-랭크 1 프리코딩 행렬의 값에 의해 PAPR과 CM이 영향을 받지는 않는다.
프리코딩은, 각 채널을 통해 전송되는 신호가 상호 보강(constructive)되도록 채널을 변경하는 방법이다. 이때 따라, 신호의 송신 성능이 향상된다. 그러므로 수학식 1에서 P의 첫 번째 요소(element)인 'a'를 1로 설정하고, 두 번째 요소인 'b'를 임의의 값으로 설정할 수 있다. 또한 각 안테나를 통해 전송되는 신호의 전력을 동일하게 함으로써, 각 안테나에 구비된 전력 앰프(Power Amplifier)를 모두 최대한 사용할 수 있다. 이를 위해, 위의 두 번째 요소는 절대값이 1인 복소수 값일 수 있다. 즉, 수학식 1에서 프리코딩 행렬 P는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009504470351-PAT00005
한편, 프리코딩을 위해 사용되는 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬의 개수에는 한계가 있다. 왜냐하면, 송신단 및 수신단 모두 코드북을 가지고 있어야 하며, 때에 따라서는 어떤 프리코딩 행렬에 대한 정보를 교환하기 때문이다. 그러므로 제한된 개수의 프리코딩 행렬만을 사용하는 것이 바람직하며, 본 실시형태에서는 상기 수학식 2의 θ값을 +0˚, +90˚, +180˚, -90˚로 제한하여 상향링크 2Tx-랭크 1 코드북이 다음과 같은 4개의 DFT 행렬을 포함하도록 설정하는 것을 제안한다.
Figure 112009504470351-PAT00006
또한, 본 실시형태에서는 상향링크 2 Tx 시스템의 랭크 1에 대해 사용자가 단말의 특정 안테나를 가지는 형태로 단말을 잡는 경우가 발생할 수 있음을 고려하여, 2개 안테나 중 특정 안테나로만 신호가 전송하도록 하는 다음과 같은 2개의 안테나 선택 행렬을 추가적으로 포함하도록 설정되는 것을 제안한다.
Figure 112009504470351-PAT00007
이에 따라 본 실시형태에 따른 2Tx-랭크 1 코드북은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009504470351-PAT00008
한편, 상향링크 2 Tx 시스템의 랭크 2(즉, full rank)에 대해 살펴보면 다음과 같다.
2Tx-랭크 2의 경우에, 수학식 2는 수학식 6과 같이 다시 쓰일 수 있다.
Figure 112009504470351-PAT00009
수학식 6과 같이 안테나를 통해 전송되는 신호 yk는 여러 개의 입력 신호 xi의 조합으로 구성되며, 이로 인하여 CM값이 올라갈 수 있다.
여기서 p12 와 p21 또는 p11과 p22를 0으로 설정한다면, 각 안테나 별로는 한 개의 신호만이 송신되도록 할 수 있다. 따라서, 신호 xi의 CM 값이 양호한 경우라면, 프리코딩된 신호의 CM 값도 양호하게 된다. 현재 3GPP LTE-A에서는 코드워드를 레이어에 맵핑한 후 각 레이어에 맵핑된 신호에 DFT 확산을 수행하며, DFT 확산된 신호에 프리코딩을 수행하여 각 안테나를 통해 전송하기 때문에, 프리코딩 단계에서 각 안테나별로 하나의 레이어 신호만을 전송하도록 한다면, DFT 처리 후 바로 IDFT 또는 IFFT 처리가 이루어지는 효과가 발생하여 PAPR 또는 CM 특성을 양호하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 2 Tx-랭크 2 코드북으로서 다음과 같은 하나의 단위 행렬을 포함하는 구조를 제안한다.
Figure 112009504470351-PAT00010
상기 수학식 7과 같은 프리코딩 행렬을 이용하면, 상향링크에서 PAPR/CM 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있으며, 시그널링 오버헤드를 최소화할 수 있다.
정리하면, 본 실시형태에 따른 상향링크 2 Tx 코드북 구조는 다음과 같다.
Figure 112009504470351-PAT00011
즉, 본 실시형태에 따른 2 Tx 코드북은 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬과 2개의 안테나 선택행렬을 포함하고, 랭크 2에 하나의 단위 행렬을 포함하는 것을 제안한다. 이와 같은 코드북을 이용하여 단말은 전송 랭크에 따라 특정 프리코딩 행렬을 선택하여, 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 프리코딩을 수행하며, 이 신호를 기지국에 전송할 수 있다.
한편, 코드북 내 프리코딩 행렬들은 균등한 전송 전력을 가지도록 다음과 같이 정규화될 수 있다.
Figure 112009504470351-PAT00012
상기 표 2에 도시된 코드북은 어떠한 프리코딩 행렬을 이용하더라도 동일한 전송 전력을 이용하도록 설정한 것이다. 구체적으로 상기 표 2는 랭크 1에 대해 DFT 행렬을 이용하는 경우와 안테나 선택 행렬을 이용하는 경우 모두에 대해 동일하게 전체 가용 전력을 이용하도록 설정하고 있다.
다만, 사용자가 단말의 특정 안테나를 가리는 형태로 단말을 쥐는 경우 안테나 선택 행렬을 통해 이용 가능한 안테나만을 이용하여 신호를 전송하는 경우에 대해 좀더 구체적으로 살펴본다. 이와 같이 하나의 안테나만을 이용하는 경우에 전체 가용 전력을 하나의 안테나를 통한 신호에 집중하는 경우를 대비하여 각 안테나의 전력 증폭기가 처리 가능한 전력 범위를 2배로 설정하는 것은 낭비가 될 수 있다. 즉, 사용자가 단말의 특징 안테나를 가리는 형태로 단말을 쥐어 특정 안테나만을 사용해야 하는 경우에도, 2개 안테나를 이용하는 경우에 사용 가능한 최대 전력 범위로 설정하여 전력 낭비를 막고, 단말의 단가를 낮게 하는 것이 더 유리할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 안테나 선택 행렬을 이용하는 경우, 전체 가용 전력의 절반을 사용하여 각 안테나 증폭기 요건을 동일하게 설정하는 것을 제안한다. 이와 같은 실시형태에 따른 2Tx 코드북은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009504470351-PAT00013
본 실시형태에 따른 단말은 상술한 바와 같은 코드북을 이용하여 전송 신호에 프리코딩을 수행하여 기지국에 전송할 수 있으며, 단말과 동일한 코드북을 포함하는 기지국에서는 전송 랭크 및 단말에서 이용한 프리코딩 행렬에 대한 식별 정보를 이용하여, 단말에서 프리코딩을 수행할 때 이용한 행렬과 동일한 행렬의 Hermitian 행렬을 이용하여 프리코딩의 역과정을 수행함으로써 수신 신호를 복원할 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 코드북을 이용하는 단말 및 기지국에 대해 설명한다.
도 4는 기지국과 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
기지국(10)은 프로세서(11), 메모리(12) 및 상향링크 신호의 수신 및 하향링크 신호의 전송을 수행하는 송수신 모듈로서 RF 모듈(13)을 포함할 수 있다. 프로세서(11)는 하향링크 신호 전송을 위해 메모리(12)에 저장된 정보, 예를 들어 하향링크 신호 전송을 위한 코드북 내 특정 프리코딩 행렬을 이용하여 하향링크 신호 전송을 제어하며, 또한 상향링크 신호 수신을 위해 메모리(12)에 저장된 정보, 예를 들어 상향링크 신호에 프리코딩의 역과정으로서 단말(20)이 이용한 프리코딩 행렬과 동일한 프리코딩 행렬의 허미션(Hermitian) 행렬을 곱하는 등의 신호 수신 과정을 제어할 수 있다. 본 실시형태에 따른 기지국(10)의 메모리(12)는 상기 표 2 또는 표3에 도시된 바와 같은 코드북을 상향링크 2Tx 코드북으로서 저장하고 있는 것을 제안한다. 또한, 상기 프로세서(11)의 프리코딩 관련 기능을 수행하는 기능 모듈을 프리코더(미도시)로서 별도로 구성할 수도 있다.
단말(20) 역시 프로세서(21), 메모리(22) 및 상향링크 신호의 전송 및 하향링크 신호의 수신을 위한 송수신 모듈로서의 RF 모듈(23)을 포함할 수 있다. 프로세서(21)는 상향링크 신호 전송을 위해 메모리(22)에 저장된 정보, 예를 들어 상향링크 신호 전송을 위한 상술한 실시형태에서 설명한 바와 같은 코드북 내 특정 프리코딩 행렬을 이용하여 상향링크 신호 전송을 제어하며, 또한 하향링크 신호 수신을 위해 메모리(22)에 저장된 정보, 예를 들어 하향링크 신호에 프리코딩의 역과정으로서 단말(10)이 이용한 프리코딩 행렬과 동일한 프리코딩 행렬의 허미션(Hermitian) 행렬을 곱하는 등의 신호 수신 과정을 제어할 수 있다.
본 실시형태에 따른 단말(20)의 메모리(22) 역시 상기 표 2 또는 표3에 도시된 바와 같은 코드북을 상향링크 2Tx 코드북으로서 저장하고 있는 것을 제안한다. 또한, 상기 프로세서(21)의 프리코딩 관련 기능을 수행하는 기능 모듈을 프리코더(미도시)로서 별도로 구성할 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.
상술한 설명은 3GPP LTE 시스템의 후속 모델, 예를 들어 3GPP LTE-A 시스템의 경우를 중점적으로 설명하였으나, 차세대 이동통신 기술로서 IEEE 계열 또는 다른 표준에 따른 시스템에도 동일한 원리에 의해 적용될 수 있다.
도 1은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일반적인 SC-FDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기지국과 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (19)

  1. 2개 안테나를 이용하는 단말이 기지국에 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    전송 랭크(Rank) 정보를 획득하는 단계;
    랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북으로부터 상기 전송 랭크에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 프리코딩을 수행하여 프리코딩된 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 프리코딩된 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 신호 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 안테나용 코드북은,
    상기 랭크 1에 대해
    Figure 112009504470351-PAT00014
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬 또는 상기 6개의 프리코딩 행렬 각각에 상수가 곱해진 프리코딩 행렬을 포함하는, 신호 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 안테나 선택 행렬은 상기 단말의 최대 허용 전송 전력의 1/2을 이용하여 상기 프리코딩된 신호를 상기 기지국에 전송하도록 구성되는, 신호 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 안테나용 코드북은,
    상기 랭크 1에 대해
    Figure 112009504470351-PAT00015
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬을 포함하는, 신호 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2개의 안테나 선택 행렬은 상기 단말의 2개 안테나 중 하나의 안테나만이 사용되는 경우에 선택되어 상기 프리코딩에 이용되는, 신호 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 안테나용 코드북은,
    상기 랭크 2에 대해
    Figure 112009504470351-PAT00016
    와 같은 1개의 프리코딩 행렬을 포함하는, 신호 전송 방법.
  7. 기지국이 2개 안테나를 이용하는 단말로부터 전송된 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 단말로부터 수신 신호를 수신하는 단계;
    상기 단말이 상기 수신 신호 전송에 이용한 전송 랭크(Rank) 및 프리코딩 행렬 식별 정보를 획득하는 단계; 및
    랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북으로부터 상기 전송 랭크 및 상기 프리코딩 행렬 식별 정보에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 수신 신호에 프리코딩의 역처리를 수행하는 단계를 포함하는, 신호 수신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2 안테나용 코드북은,
    상기 랭크 1에 대해
    Figure 112009504470351-PAT00017
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬 또는 상기 6개의 프리코딩 행렬 각각에 상수가 곱해진 프리코딩 행렬을 포함하는, 신호 수신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 2 안테나용 코드북은,
    상기 랭크 1에 대해
    Figure 112009504470351-PAT00018
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬을 포함하는, 신호 수신 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 2 안테나용 코드북은,
    상기 랭크 2에 대해
    Figure 112009504470351-PAT00019
    와 같은 1개의 프리코딩 행렬을 포함하는, 신호 수신 방법.
  11. 랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북을 저장하는 메모리(Memory);
    상기 메모리에 저장된 상기 2 안테나용 코드북으로부터 전송 랭크(Rank)에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 프리코딩을 수행하여 프리코딩된 신호를 출력하는 프리코더(Precoder); 및
    상기 프리코더에 의해 프리코딩된 신호를 상향링크를 통해 상기 기지국에 전송하는데 이용되는 2개의 안테나를 포함하는, 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 2 안테나용 코드북의 상기 랭크 1에 대한 프리코딩 행렬로서
    Figure 112009504470351-PAT00020
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬 또는 상기 6개의 프리코딩 행렬 각각에 상수가 곱해진 프리코딩 행렬을 저장하는, 단말.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 2개의 안테나 선택 행렬은 상기 단말의 최대 허용 전송 전력의 1/2을 이용하여 상기 프리코딩된 신호를 상기 기지국에 전송하도록 구성되는, 단말.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 2 안테나용 코드북의 상기 랭크 1에 대한 프리코딩 행렬로서
    Figure 112009504470351-PAT00021
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬을 저장하는, 단말.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 2 안테나용 코드북의 상기 랭크 2에 대한 프리코딩 행렬로서
    Figure 112009504470351-PAT00022
    와 같은 1개의 프리코딩 행렬을 저장하는, 단말.
  16. 단말로부터 수신 신호를 수신하는데 이용되는 안테나;
    랭크 1에 대해 4개의 DFT 행렬 및 2개의 안테나 선택 행렬을, 랭크 2에 대해 하나의 단위 행렬(Identity Matrix)를 프리코딩 행렬로서 포함하는 2 안테나용 코드북을 저장하는 메모리(Memory); 및
    상기 메모리에 저장된 상기 2 안테나용 코드북으로부터 상기 단말이 이용한 전송 랭크 및 프리코딩 행렬 식별 정보에 대응하는 하나의 프리코딩 행렬을 선택하여, 상기 안테나를 통해 수신된 수신 신호에 프리코딩의 역처리를 수행하는 프리코더를 포함하는, 기지국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 2 안테나용 코드북의 상기 랭크 2에 대한 프리코딩 행렬로서
    Figure 112009504470351-PAT00023
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬 또는 상기 6개의 프리코딩 행렬 각각에 상수가 곱해진 프리코딩 행렬을 저장하는, 기지국.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 2 안테나용 코드북의 상기 랭크 2에 대한 프리코딩 행렬로서
    Figure 112009504470351-PAT00024
    와 같은 6개의 프리코딩 행렬을 저장하는, 기지국.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 2 안테나용 코드북의 상기 랭크 2에 대한 프리코딩 행렬로서
    Figure 112009504470351-PAT00025
    와 같은 1개의 프리코딩 행렬을 저장하는, 기지국.
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