KR20110014227A - 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

최대 공약수의 송신 웨이트로 인해서 통신 특성의 열화를 방지하고, 피드백 MIMO의 통신 특성을 향상시키는 무선 통신 장치가 제공된다. 복수의 안테나를 갖는 무선 통신 장치는, 다른 무선 통신 장치로부터 소정의 주파수 대역에서 채널의 신호를 수신하고, 채널의 채널 상태 정보를 얻는 수신부, 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 영역의 각각에 포함되는 채널의 수 및 상기 채널의 채널 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 영역으로부터 특정 영역을 선택하고, 상기 특정 영역에 포함된 채널의 채널 상태 정보에 기초하여 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보를 계산하는 채널 상태 정보 계산부, 계산된 대표 채널 상태 정보에 기초하여 송신 웨이트를 선택하는 송신 웨이트 선택부 및 상기 송신 웨이트의 식별 정보를 상기 다른 무선 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함한다.

Description

무선 통신 장치 및 무선 통신 방법{RADIO COMMUNICATION DEVICE AND RADIO COMMUNICATION METHOD}
본 출원은 일본 특허 출원 번호 2008-169569(2008년 6월 27일 출원)의 우선권 및 이익을 주장하며, 그 전체 내용이 여기에 참고를 위해 포함되어 있다.
본 발명은 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
최근, 무선 통신 시스템은 신호의 송수신을 위한 복수의 장치를 이용하여 통신 용량을 증가시키고 통신 품질을 개선시킨다. 이러한 복수의 안테나를 이용하는 송수신 방식은 MIMO(Multi-Input Multi-Output)로 불린다. 특히, 수신 단말이 CSI(Channel State Information : 전파로 정보)에 관한 정보를 송신 단말로 피드백하는 구조는 폐루프 MIMO 또는 피드백 MIMO라고 불리며, 이것은 MIMO의 통신 특성을 더 개선시킨 것이다.
수신 단말은, 소정의 간격으로 송신 단말로부터 송신된 전용의 참조 신호(xi)와 수신 단말의 수신 신호(yj,i) 사이의 관계에 기초하여, 수학식 1에 나타낸 것같이 k번째 서브캐리어(채널)에 대해서 CSIk를 측정할 수 있다. 수학식 1에서, TxAnt 및 RxAnt는 송신 단말의 안테나의 수와 수신 단말의 안테나의 수를 각각 나타내며, CSIk는 RxAnt x TxAnt의 차원을 갖는 복소 행렬을 나타낸다. 많은 경우에, 참조 신호가 실제로 각각의 송신 안테나에 대해서 상이한 서브 캐리어에 삽입되어, 수신 단말이 수신 신호를 분리할 수 있다. 그러나, 간단한 설명을 위해, 모든 서브캐리어의 수신 신호와 참조 신호가 각각의 안테나에 의해 별개로 얻어진다.
[수학식 1]
Figure pct00001
피드백 MIMO에 있어서, 수신 단말로부터 송신 단말로 피드백되는 CSI의 정보가 보다 상세화됨으로써, MIMO의 통신 특성이 보다 개선된다. 그러나, 수신 단말로부터 피드백된 CSI의 정보가 보다 상세화됨으로써 통신 데이터의 양이 보다 증가하여, 시스템의 무선 통신 용량을 줄이는 결과를 가져 온다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 송신 단말과 수신 단말은 송신 웨이트의 정보를 공통으로 갖고, 수신 단말은 CSI에 대응하는 송신 웨이트의 인덱스 정보(식별 정보) 만을 송신 단말로 피드백하여(즉, 수신 단말은 이용되는 송신 웨이트의 인덱스 번호를 송신 단말에 통지한다), 피드백 정보를 현저하게 감소시킨다. 또한, 단일 송신 웨이트를 복수의 서브캐리어에 집합적으로 적용함으로써, 피드백되는 송신 웨이트의 인덱스 자체를 감소시킬 수 있어서, 피드백 정보에서 더 많은 감소를 가능하게 한다.
예를 들면, 3.9 세대 이동 통신 시스템(이후, "3.9G"라고 칭한다)인 UMB(Ultra Mobile Broadband, 예를 들면, 특허 문헌 1) 및 E-UTRA(LTE)(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access, Long Term Evolution, 예를 들면 특허 문헌 2)에 있어서, 송신 웨이트의 정보는 송신 단말과 수신 단말에 의해 PM(Precoding Matrix)으로서 공유된다. 복수의 PM이 안테나 수 등에 대응하여 정의된다. 수신 단말은 CSI에 따라서 적절한 PM을 선택하여, PM의 식별번호인 PMI(Precoding Matrix Index)를 송신 단말에 피드백하여 제공한다. 수신 단말로부터 PMI를 수신하면, 송신 단말은 PMI에 의해 특정되는 PM을 이용하여 복수의 안테나의 송신 웨이트를 제어한다.
UMB에서, 예를 들면, 도 5에 나타낸 것같이 통신에 이용되는 주파수 대역이 8개의 서브대역으로 분할되며, 각각의 서브대역은 8개의 타일로 분할되고, 각각은 16개의 서브캐리어로 분할된다. 복수의 서브캐리어에 공통으로 적용가능한 PM을 선택하도록, 수신 단말은 수학식2를 이용하여 서브밴드 단위 및 타일 단위에서 CSI의 평균값(CSIAVE)을 계산한다. 여기서, NCSI는 서브밴드에서의 서브캐리어의 수를 나타내고, 서브밴드 단위에서 128(8x16)이고, 타일 단위에서 16이다. CSI의 평균값을 구할 때, 수신 단말은 CSI의 평균값에 대한 PM의 최적치를 선택하고, 송신 단말에 PM에 대응하는 PMI를 피드백하여 제공한다.
[수학식 2]
Figure pct00002
도 6은 PMI의 선택에 필요한 CSI의 평균화가 서브밴드 단위 및 타일 단위에서 실행되고, 또한 PMI의 선택에 의해 송신 웨이트의 제어가 행해지지 않을 때 피드백 MIMO의 주파수 이용 효율 [bps/Hz]의 변화를 나타낸다. 도 6에 나타낸 것같이, 송신 신호의 동일한 SNR(Signal to Noise Ratio) 하에서, 송신 웨이트의 제어에 의해 통신 특성이 개선된다. 더 작은 단위에서(즉, 서브밴드 단위가 아니고, 타일 단위에서) PMI가 선택될 때 통신 특성이 더 개선되는 것을 나타낸다.
[비특허 문헌]
비특허문헌 1 : Physical Layer for Ultra Mobile Broadband(UMB) Air Interface Specification (C.S0084-001-0 v1.0)", 3GPP2, 2007년 4월
비특허문헌 2: "Multiplexing and channel coding(3GPP TS36.212)" 3GPP, 2008년 5월
상기 설명한 것같이, 종래 방법에 따르면, 수신 단말은, 도 7에 나타낸 것같이, 공통 송신 웨이트(PM)를 적용하는 범위(이후, "송신 웨이트 적용 범위"로 칭함)에서 각각의 서브캐리어(채널)의 통신 품질에 상관없이, 서브캐리어의 CSI의 평균값에만 기초하여, 송신 단말에 피드백하기 위한 송신 웨이트 인덱스(PMI)를 선택한다. 그러므로, 이것은 임의의 서브캐리어에서 최적이 아닌 최대 공약수적인 송신 웨이트가 선택된다. 이러한 최대 공약수적인 송신 웨이트는, 대응하는 복수의 서브캐리어의 위상이 회전하고, 복소 평면에서 신호를 취소하는 문제를 일으켜서, 송신 웨이트를 이용하여 MIMO의 통신 특성의 열화를 가져온다. 특히 이러한 다중경로 페이딩 환경에서 각각의 주파수에서 무선 통신 품질이 현저하게 변화할 때, 각각의 서브밴드/타일에 포함되는 128/16개의 서브캐리어 각각의 무선 통신 품질이 크게 다를 것으로 기대된다.
상기 문제를 고려하여 본 발명의 목적은 최대 공약수적인 송신 웨이트에 의해 통신 특성의 열화를 방지하고 피드백 MIMO의 통신 특성을 향상시키는 무선 통신 장치와 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 복수의 안테나를 갖는 무선 통신 장치는, 다른 무선 통신 장치로부터 소정의 주파수 대역에서 채널의 신호를 수신하고, 상기 채널의 채널 상태 정보를 얻는 수신부; 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 영역의 각각에 포함된 채널의 수 및 상기 채널의 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 영역으로부터 특정 영역을 선택하고, 상기 특정 영역에 포함되는 상기 채널의 상기 채널 상태 정보에 기초하여 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보를 계산하는 채널 상태 정보 계산부; 상기 계산된 대표 채널 상태 정보에 기초하여 송신 웨이트를 선택하는 송신 웨이트 선택부; 및 상기 송신 웨이트의 식별 정보를 상기 다른 무선 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함한다.
상기 채널 상태 정보 계산부는, 소정의 임계값보다 높은 채널 상태 정보의 전력을 갖는 채널을 선택함으로써 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는 것이 바람직하다.
상기 채널 상태 정보 계산부는, 상기 채널 상태 정보의 위상이 인접한 채널들 사이에서 반전하는 위치에서 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는 것이 바람직하다.
상기 채널 상태 정보 계산부는, 소정의 임계값보다 적은 채널 상태 정보의 위상의 회전량을 갖는 채널을 선택함으로써 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는 것이 바람직하다.
상기 채널 상태 정보 계산부는, 소정의 임계값보다 높은 채널 상태 정보의 진폭을 갖는 채널을 선택함으로써 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는 것이 바람직하다.
상기 채널 상태 정보 계산부는, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 전력에 기초하여, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 가중된 평균값을 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보로서 계산하는 것이 바람직하다.
상기 송신 웨이트 선택부는, 채널 상태 정보와 송신 웨이트 사이의 대응 관계를 저장하고, 대표 채널 상태 정보에 대응하는, 저장된 송신 웨이트를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른, 복수의 안테나를 갖는 무선 통신 장치의 무선 통신 방법은, 다른 무선 통신 장치로부터 소정의 주파수 대역에서 채널의 신호를 수신하고, 채널의 채널 상태 정보를 얻는 단계; 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는 단계; 복수의 영역의 각각에 포함되는 채널의 수 및 상기 채널의 채널 상태 정보에 기초하여 복수의 영역으로부터 특정 영역을 선택하는 단계; 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보에 기초하여 소정 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보를 계산하는 단계; 계산된 대표 채널 상태 정보에 기초하여 송신 웨이트를 선택하는 단계; 및 상기 송신 웨이트의 식별 정보를 상기 다른 무선 통신 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
상기 계산 단계에서, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 가중된 평균값이, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 전력에 기초하여, 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보로서 계산되는 것이 바람직하다.
상기 송신 웨이트 선택 단계에서, 대표 채널 상태 정보에 대응하는 송신 웨이트가, 미리 저장된 채널 상태 정보와 송신 웨이트 사이의 대응 관계에 기초하여 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 송신 웨이트는 송신 웨이트 적용 범위에서 캐리어의 평균 CSI를 단순히 계산함으로써 얻어지는 것이 아니라, 본 발명은 송신 웨이트 적용 범위에서 서브캐리어 중에서 가장 큰 채널 용량을 갖는 것으로 기대되는 특정 서브캐리어 영역에 초점을 맞춘다. 그리고, 특정 영역에서 서브캐리어에 대해서 보다 정확한 CSI가 계산되므로, 송신 웨이트 적용 범위 전체에서 채널 용량을 더욱 증가시키는 송신 웨이트를 선택할 수 있다. 그러므로, 전파로로서 제한된 채널 용량을 갖는 서브캐리어에 의한 영향을 감소시키고, 위상이 반전되어 서로 소거되는 현상에 의해 생기는 CSI의 정밀도의 열화를 감소시키고, 충분한 전력을 갖는 서브캐리어 영역에 가장 큰 영향을 갖는 송신 웨이트를 선택함으로서 피드백 MIMO의 통신 특성을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 3.9G에 적용된 콘볼루션 코딩(CC)과 콘볼루션 터보 코딩(CTC) 등의 에러 보정의 성질로 인해, 일정한 평균 전력하에서 기본적으로 동일한 품질의 데이터 계열보다도, 품질이 양호한 부분 및 품질이 나쁜 부분을 갖는 데이터 계열의 에러 보정에 더 효과적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 단말이 이용할 수 있는 통신 네트워크의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 단말의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 CSI 계산부의 개략 구성을 도시하는 기능적 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 단말의 동작의 플로우챠트이다.
도 5는 주파수 대역을 분할하는 유닛의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 송신 웨이트 제어에 의한 주파수 이용 효율의 변화를 도시하는 도면이다.
도 7은 종래 통신 단말의 동작의 플로우챠트이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 통신 단말(1)이 이용되는 통신 네트워크의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에서, 통신 단말(1)은 복수의 안테나를 이용하여 MIMO에 의해 기지국과 통신을 행한다. 통신 단말(1)은 기지국(2)에 의해 송신되는 각 참조 신호로부터 각 서브캐리어의 CSI를 얻는다. CSI에 소정의 처리를 행한 후, 통신 단말(1)은 기지국(2)이 이용해야 하는 송신 웨이트(PM)를 선택하고, 송신 웨이트에 대응하는 송신 웨이트 인덱스를 기지국(2)에 피드백한다. 기지국(2)은 송신 웨이트 인덱스에 대응하는 송신 웨이트를 선택하여 피드백 MIMO 를 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 통신 단말(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 여기서, 통신 단말(1)은, 예를 들면, MIMO용 통신 인터페이스를 갖는 휴대폰, 노트북 컴퓨터 또는 PDA(이동 정보 단말)이다. 통신 단말(1)은 기지국(2)으로부터 신호를 수신하고, 서브캐리어의 CSI를 취득하는 수신부(10), 수신부(10)로부터 CSI의 정보를 취득하여 CSI와 연관된 소정의 계산을 행하는 CSI 계산부(채널 상태 정보 계산부)(20), CSI 계산부(20)에 의해 계산된 결과에 기초하여 기지국(2)으로 피드백하기 위해 송신 웨이트의 송신 웨이트 인덱스를 선택하는 송신 웨이트 선택부(30), 통신 데이터 등과 함께 송신 웨이트 선택부(30)에 의해 선택된 송신 웨이트 인덱스를 기지국(2)으로 송신하는 송신부(40)를 갖는다.
수신부(10)와 송신부(40)는 피드백 MIMO에 대응하는 인터페이스 장치일 수 있다. 수신부(10)와 송신부(40)는 무선 신호의 송수신에 필요한 신호의 변조/복조, 에러 보정의 복호화/부호화, PS/SP 변환, 및 채널 추정 등의 무선 통신에 필요한 통상의 기능을 가질 수 있다. CSI 계산부(20) 및 송신 웨이트 선택부(30)는 CPU(Central Processing Unit) 등의 적합한 프로세서일 수 있고, CSI 계산부(20) 및 송신 웨이트 선택부(30)의 각각의 기능은 프로세서상에서 실행되는 소프트웨어 또는 각 기능의 처리 전용의 프로세서(예를 들면, DSP(Digital Signal Processor))에 의해 구성될 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 CSI 계산부(20)의 개략 구성을 나타내는 기능 블록도이다. CSI 계산부(20)는 송신 웨이트 적용 범위에서 CSI의 평균 전력을 계산하는 CSI 평균 전력 계산부(21), 송신 웨이트 적용 범위에서 각 CSI의 전력을 계산하는 CSI 전력 계산부(22), CSI 평균 전력 계산부(21) 및 CSI 전력 계산부(22)에 의한 계산 결과에 기초하여 송신 웨이트 적용 범위에서 CSI의 전력의 강하가 있는지를 판정하는 CSI 강하 판정부(23), CSI 강하 판정부(23)에 의한 판정 결과에 기초하여 송신 웨이트 적용 범위의 CSI를 작은 영역으로 분할하는 영역 분할부(24), 영역 분할부(24)에 의해 분할된 각 영역에 대해 소영역에서 CSI의 전력을 계산하는 소영역 CSI 전력 계산부(25), 소영역 CSI 전력 계산부(25)에 의한 계산 결과에 기초한 송신 웨이트의 선택을 위해 이용되는 특정 소영역을 판정하는 특정 소영역 판정부(26), 및 송신 웨이트의 선택을 위해 이용되는 특정 소영역에서 CSI의 가중된 CSI 전력을 계산하는 특정 소영역 CSI 계산부(27)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 통신 단말의 동작의 플로우챠트이다. 통신 단말(1)의 각 블록의 동작을 플로우챠트를 참조하여 상세히 서술한다.
통신 단말(1)이 기지국(2)으로부터 참조 신호를 수신하면, 통신 단말(1)의 CSI 계산부(20)는 수신부(10)로부터 송신 웨이트 적용 범위의 서브캐리어의 CSI를 얻는다(S001). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 송신 웨이트 적용 범위는 예를 들면 128 서브캐리어(NCSI = 128)를 포함한다. 송신 웨이트 적용 범위에서 서브캐리어의 수는 128에 제한되지 않는 것은 본 기술에서 숙련된 자에게 자명하다.
CSI 계산부(20)의 CSI 전력 계산부(22)는 수학식 3을 이용하여 송신 웨이트 적용 범위에서 각 서브캐리어의 CSI 전력(Powk, 0≤k≤NCSI)을 계산한다(S002). 또한, CSI 평균 전력 계산부(21)는 수학식 4를 이용하여 송신 웨이트 적용 범위에서 CSI의 평균 전력(Powave)을 계산한다(S003).
[수학식3]
Figure pct00003
[수학식4]
Figure pct00004
CSI 강하 판정부(23)는 CSI 평균 전력 계산부(21) 및 CSI 전력 계산부(22)에 의한 계산 결과에 의거하여 송신 웨이트 적용 범위에 CSI 전력의 강하이 있었는지를 판정한다(S004). 이것은 주파수 선택성 등의 요인으로 인해 전력에 강하이 있었는지를 판단하는 것이다. 이러한 전력의 강하은, CSI 전력 계산부(22)에 의해 계산된 송신 웨이트 적용 범위에서 각 서브캐리어의 CSI의 전력이, CSI 평균 전력 계산부(21)에 의해 계산된 송신 웨이트 적용 범위에서 CSI 전력의 평균 전력에 의거해서 설정된 판정 기준(임계치)보다 작은지에 의해 결정된다. 결정 기준은 CSI 평균 전력 계산부(21)에 의해 계산된 송신 웨이트 적용 범위에서 CSI의 평균 전력 자체, 또는 평균 전력을 소정의 계수로 승산 또는 제산(예를 들면, x 0.8, x 1.2, 1/2, 1/3 등), 또는 가산 또는 감산(예를 들면, +1, -0.5를 오프셋으로)하여 얻어진 값일 수 있다. 판정 기준을 평균 전력보다 높게 설정하여 CSI의 전력의 보다 많은 강하의 판정을 허용하는 반면, 판정 기준을 평균 전력보다 낮게 설정하여 CSI의 전력의 강하의 판정을 감소시킨다.
영역 분할부(24)는 CSI 강하 판정부(23)에 의한 판정 결과에 기초하여 판정 기준보다 높은 CSI의 전력을 갖는 서브캐리어를 선택함으로써 송신 웨이트 적용 범위를 소영역으로 분할하여, 분할된 영역을 소영역 i(i = 1, 2, …)로 정의한다(S005). 여기서, 소영역은 송신 웨이트 애플리케이션 영역에서 CSI 강하 판정부(23)에 의해 전력의 강하을 갖도록 판정된 서브캐리어를 제외한 영역이다. 즉, 이러한 소영역에서 서브캐리어는 CSI의 전력 강하을 갖지 않기 때문에, 각각의 소영역은 양호한 통신 상태를 갖는 서브캐리어(통신 채널)의 집합이라고 할 수 있다.
또한, 판정 기준이 CSI 강하 판정부(23)에 의해 낮게 설정될 때와 같이, CSI의 전력의 강하을 갖는 서브캐리어가 없는 경우일 수 있다(S004의 No). 이 경우, 영역 분할부(24)에 의한 송신 웨이트 적용 범위의 분할을 행하지 않고, 동작은 단계 S010으로 이동하여, 아래에 서술된 것같이, 전체의 송신 웨이트 적용 범위에서 서브캐리어의 CSI로부터 가중된 CSI의 평균 전력을 계산한다.
소영역 CSI 전력 계산부(25)는 영역 분할부(24)에 의해 분할된 각각의 소영역 i에 포함되는 서브캐리어의 CSI의 평균 전력(POWi _ Ave)을 수학식 5를 이용하여 계산한다.
[수학식5]
Figure pct00005
특정 소영역 판정부(26)는 각 소영역에 포함된 서브캐리어(CSI)의 수(small_i_CSI)를 계산한다(S007). 다음에, 특정 소영역 판정부(26)는 소영역 CSI 전력 계산부(25)에 의해 구해진 각 소영역의 평균 전력(POWi _ Ave) 및 각 소영역에 포함되는 CSI의 수에 기초하여, 수학식 6을 만족하는 특정 소영역을 선택한다(S008). 여기서, num_small_region은 영역 분할부(24)에 의해 분할된 소영역의 수를 나타낸다.
[수학식 6]
Figure pct00006
수학식 6은 각 소영역에 대해 구해진 서브캐리어의 CSI의 가장 합계치가 높은 전력을 갖는 소영역을 선택하기 위한 것이다. 상기 설명한 것같이, 소영역은 양호한 통신 상태를 갖는 서브캐리어(통신 채널)의 집합이고, 특정 소영역 판정부(26)는 소영역중에서 가장 통신상태가 좋은 소영역을 선택한다.
수학식 3을 이용하여, 특정 소영역 CSI 계산부(27)는, 특정 소영역 판정부(26)에 의해 선택된 소영역에서 각 서브캐리어의 CSI의 전력(Powk, 0≤k≤Nsma ll_i_ CSI)을 수학식 6을 이용하여 계산하고, 또한 소영역에서 서브캐리어의 가중된 CSI값(CSIw_Ave)를 수학식 7을 이용하여 계산한다(S010). 이러한 CSI 값은 송신 웨이트 적용 범위 전체에서 대표 CSI(대표 채널 상태 정보)이다.
[수학식 7]
Figure pct00007
특정 소영역 CSI 계산부(27)에 의한 대표 CSI의 계산은, 특정 소영역 판정부(26)에 의해 선택된 가장 통신 상태가 좋은 소영역의 서브캐리어에 행해지고, 웨이트는 소영역에서 각 서브캐리어의 CSI의 전력에 따라서 주어진다. 그래서, 수학식은 소영역에서 더 양호한 통신 상태(더 높은 CSI 전력)를 갖는 서브캐리어가 더 많은 영향을 갖는 것으로 되어 있다.
S004에서 CSI의 전력의 강하이 없으면, 수학식 7은 송신 웨이트 적용 범위에서 모든 서브캐리어의 CSI에 대해 계산된다(즉, 수학식 7에서 Nsmall _i_ CSI는 NCSI로 대체된다). 이러한 경우에 더 양호한 통신 상태(더 높은 CSI 전력)를 갖는 서브캐리어가 더 많은 영향을 갖기 때문에, 송신 웨이트 적용 범위에서 모든 서브캐리어의 CSI의 단순 평균보다 양호한 대표 CSI의 계산을 가능하게 한다.
송신 웨이트 선택부(30)는 특정 소영역 CSI 계산부(27)로부터 주어진 대표 CSI(CSIw_Ave)에 기초하여 송신 웨이트를 선택한다(S011). 특정 CSI로부터 소정의 송신 웨이트를 선택하는 방법이 본 기술에서 숙련된 자에게 알려져 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다. 송신 웨이트 선택부(30)는 CSI와 송신 웨이트 사이의 대응 관계를 미리 저장하여 대응 관계에 기초한 대표 채널 상태 정보에 대응하는 송신 웨이트를 선택할 수 있다. 송신 웨이트 선택부(30)는 선택된 송신 웨이트에 대응하여 송신 웨이트 인덱스를 송신부(40)를 통해 기지국(2)으로 피드백하여 제공한다.
기지국(2)은 이러한 송신 웨이트 인덱스로 송신 웨이트를 선택함으로써 피드백 MIMO의 통신 특성을 개선할 수 있다.
본 실시예에 따르면, CSI의 강하이 없을 때 영역에 비교적 적은 CSI의 위상 회전이 있는 것으로 고려되기 때문에, 전력비에 따른 처리를 행함으로써 가장 양호한 채널 용량을 갖는 것으로 기대되는 서브캐리어에 적합한 대표 CSI를 계산할 수 있다. 또한, 강하이 있어도, 범위는 더 적은 위상 회전을 갖는 소영역으로 분할되고, 가장 양호한 효과를 갖는 것으로 기대되는 소영역에 대한 대표 CSI가 계산된다. 그러므로, 송신 웨이트가 그들의 서브캐리어에 대응하여 선택될 수 있다. 이러한 방법은 원래 낮은 채널 용량을 갖는 서브캐리어에 대응하는 송신 웨이트를 선택하지 않지만, 이러한 서브캐리어에 할당된 데이터는 시스템에 포함된 에러 보정 기술을 이용하여 복원될 수 있다.
본 발명은 도면 및 실시예에 기초하여 설명되었지만, 본 발명의 명세서에 기초하여 본 기술에서 숙련된 자에 의해 많은 변형과 수정이 쉽게 행해질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 변형과 수정은 본 발명의 범위에 포함된다.
CSI 강하 판정부(23)는 송신 웨이트 적용 범위에서 CSI의 평균 전력에 기초하여 CSI의 강하의 판정 기준을 설정하지만, 이러한 평균 전력의 계산 대신에 소정의 정수를 이용할 수 있다. 또한, 특정 소영역 판정부(26)는 소영역 CSI 전력 계산부(25)에 의해 얻어진 각각의 소영역의 평균 전력 또는 소영역에서 CSI의 수에만 의거하여 복수의 소영역으로부터 특정 소영역을 선택할 수 있다. 또한, 특정 소영역 CSI 계산부(27)는 소영역에서 서브캐리어의 CSI의 가중된 평균대신에 소영역에서 더 높은 전력을 갖는 소정 수의 서브캐리어를 선택할 수 있고, 이러한 선택된 서브캐리어만의 CSI의 평균을 대표 CSI로서 이용할 수 있다.
전력이 CSI의 강하의 판정에 대한 기준으로서 이용되지만, 위상 및 진폭 등의 다른 기준이 또한 이용될 수 있다. 예를 들면, 위상이 기준으로 이용되면, 수신부(10)는 CSI의 위상을 검출하고, CSI 강하 판정부(23)는 인접하는 채널들 사이에서 위상 회전이 반전되는 부분을 강하으로서 판정함으로써 영역 분할부(24)는 위상이 반전하는 CSI 들 사이에 소영역을 형성한다. 또한, 위상의 회전량에 초점을 맞추면, CSI 강하 판정부(23)는 위상의 회전량이 소정의 임계치보다 더 많은 서브캐리어를 CSI의 강하을 갖는 서브캐리어로서 판정하여, 영역 분할부(24)는 위상의 회전량이 소정의 임계치보다 더 적은 서브캐리어를 선택함으로써 소영역을 형성할 수 있다. 또한, 진폭값이 기준으로 이용될 때, 수신부(10)는 진폭을 검출하고, CSI 강하 판정부(23)는 진폭이 소정의 임계치보다 더 낮은 서브캐리어를 CSI의 강하을 갖는 서브캐리어로서 판정하여, 영역 분할부(24)는 진폭이 소정의 임계치보다 더 높은 서브캐리어를 선택함으로써 소영역을 형성할 수 있다. 또한, 단순히 안테나 사이의 CSI가 상기 실시예에서 서술되었지만, 예를 들면 송수신의 웨이트를 CSI에 승산하는 시스템으로서의 전력 레벨을 기준으로 이용할 수도 있다.
또한, 무선 통신 방법이 상기 각각의 실시예에서 UMB로서 가정되었지만, 본 발명의 범위는 이러한 무선 통신 방법에 한정되는 것이 아니라 피드백 MIMO에 대응하는 LTE(Long Term Evolution) 등의 임의의 무선 통신 방법에도 적용가능하다. 예를 들면, 상기 서술된 것같이, UMB에서 통신을 위해 이용되는 주파수 대역이 8서브밴드로 분할되고, 각 서브밴드는 8타일로 분할되고, 그 각각은 16서브캐리어로 분할된다. 유사하게, LTE에서 통신을 위해 이용되는 주파수 대역은 필요에 따라서 9 서브밴드로 분할되고, 이러한 경우에, 각각의 서브밴드는 2 ~ 6 리소스 블록(RB)으로 분할되고, 그 각각은 12 서브캐리어로 분할된다. 그러므로, 상기 설명에서 필요에 따라서 UMB의 타일 대신에 LTE의 리소스 블록을 판독함으로써, 각 실시예의 설명이 LTE를 이용하는 실시예로서 이해될 수 있다. 이러한 경우에 서브밴드, 리소스 블록(타일) 및 서브캐리어의 수는 LTE에 대응하여 변경되는 것으로 이해된다.
1. 통신 단말 2. 기지국
3. 수신부 20. CSI 계산부
21. CSI 평균 전력 계산부 22. CSI 전력 계산부
23. CSI 강하 판정부 24. 영역 분할부
25. 소영역 CSI 전력 계산부 26. 특정 소영역 판정부
27. 특정 소영역 CSI 계산부 30. 송신 웨이트 선택부
40. 송신부

Claims (10)

  1. 복수의 안테나를 갖는 무선 통신 장치로서,
    다른 무선 통신 장치로부터 소정의 주파수 대역에서 채널의 신호를 수신하고, 상기 채널의 채널 상태 정보를 얻는 수신부;
    상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 영역의 각각에 포함된 채널의 수 및 상기 채널의 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 영역으로부터 특정 영역을 선택하고, 상기 특정 영역에 포함되는 상기 채널의 상기 채널 상태 정보에 기초하여 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보를 계산하는 채널 상태 정보 계산부;
    상기 계산된 대표 채널 상태 정보에 기초하여 송신 웨이트를 선택하는 송신 웨이트 선택부; 및
    상기 송신 웨이트의 식별 정보를 상기 다른 무선 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함하는, 무선 통신 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 계산부는, 소정의 임계값보다 높은 채널 상태 정보의 전력을 갖는 채널을 선택함으로써 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는, 무선 통신 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 계산부는, 인접한 채널들 사이에서 상기 채널 상태 정보의 위상의 회전 방향이 반전하는 위치에서 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는, 무선 통신 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 계산부는, 소정의 임계값보다 적은 채널 상태 정보의 위상의 회전량을 갖는 채널을 선택함으로써 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는, 무선 통신 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 계산부는, 소정의 임계값보다 높은 채널 상태 정보의 진폭을 갖는 채널을 선택함으로써 상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는, 무선 통신 장치.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 계산부는, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 전력에 기초하여, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 가중된 평균값을 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보로서 계산하는, 무선 통신 장치.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 웨이트 선택부는, 채널 상태 정보와 송신 웨이트 사이의 대응 관계를 저장하고, 대표 채널 상태 정보에 대응하는, 저장된 송신 웨이트를 선택하는, 무선 통신 장치.
  8. 복수의 안테나를 갖는 무선 통신 장치의 무선 통신 방법으로서,
    다른 무선 통신 장치로부터 소정의 주파수 대역에서 채널의 신호를 수신하고, 채널의 채널 상태 정보를 얻는 단계;
    상기 소정의 주파수 대역을 복수의 영역으로 분할하는 단계;
    복수의 영역의 각각에 포함되는 채널의 수 및 상기 채널의 채널 상태 정보에 기초하여 복수의 영역으로부터 특정 영역을 선택하는 단계;
    특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보에 기초하여 소정 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보를 계산하는 단계;
    계산된 대표 채널 상태 정보에 기초하여 송신 웨이트를 선택하는 단계; 및
    상기 송신 웨이트의 식별 정보를 상기 다른 무선 통신 장치로 송신하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 계산 단계에서, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 가중된 평균값이, 특정 영역에 포함되는 채널의 채널 상태 정보의 전력에 기초하여, 소정의 주파수 대역 전체의 대표 채널 상태 정보로서 계산되는, 무선 통신 방법.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 송신 웨이트 선택 단계에서, 대표 채널 상태 정보에 대응하는 송신 웨이트가, 미리 저장된 채널 상태 정보와 송신 웨이트 사이의 대응 관계에 기초하여 선택되는, 무선 통신 방법.
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