KR20110104544A - 빔 형성용 베이스 코드북 구조를 사용하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신용 프리코딩 방식의 기술이 설명된다. 본 발명의 방법 및 디바이스는 채널 정보와, 복소수 벡터를 나타내는 하나 이상의 스케일링 인수 및 하나 이상의 정수를 사용하여 폐쇄형 루프 송신 빔 형성 방식을 위한 빔 형성 구조를 결정하는 통신 시스템용 제1 디바이스를 포함할 수 있다. 빔 형성 구조는 코드워드, 코드북 및 코드워드 인덱스를 포함한다. 그외의 실시예들이 설명되고 청구된다.

Description

빔 형성용 베이스 코드북 구조를 사용하는 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS USING A BASE CODEBOOK STRUCTURE FOR BEAMFORMING}
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 차세대 무선 통신을 위해 시스템 성능을 향상시키도록 설계된 유망한 기술이다. MIMO 시스템이 동일한 시간/주파수 리소스를 사용하는 단일 사용자에 대해 다중 변조 심볼 스트림들의 SDM(Spatial Division Multiplexing)을 사용하는 경우, 그것은 단일 사용자(Single-User) MIMO(SU-MIMO) 시스템으로 지칭된다. MIMO 시스템이 동일한 시간/주파수 리소스를 사용하는 상이한 사용자들에 대해 다중 변조 심볼 스트림들의 SDM을 사용하는 경우, 그것은 다중 사용자(Multi-User) MIMO(MU-MIMO) 시스템으로 지칭된다.
MU-MIMO는 다수 사용자의 다양성 및 공간적 다양성 모두에서 이익인 자체의 강점으로 인해 특히 관심을 받고 있다. 그러나, 휴대 디바이스와 고정식 디바이스 간의 통신의 이점을 최대로 생성하기 위해, 빔 형성 기술이 결정되어야 한다. 이것과 그외의 고려 사항들과 관련하여 본 발명에 따른 개선이 요구되고 있다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 2는 제1 MIMO 구조의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 로직 흐름의 일 실시예를 도시한다.
도 4는 빔 형성 피드백의 신호 모델 및 동작들의 일 실시예를 도시한다.
광대역 이동 통신 시스템과 같은 무선 통신 네트워크용 통신 기술들에 대해 일반적으로 다양한 실시예들이 도입될 수 있다. 일부의 실시예들은 특히 폐쇄형 루프 MU-MIMO 방식을 위한 비-단일형의 프리 코딩 방식(NUP-MU-MIMO)의 향상된 기술에 도입될 수 있다.
인터넷은 모바일 애플리케이션들로 도약하고 있다. 이러한 발전은 높은 데이터 레이트의 유비쿼터스 통신을 요구하고 있다. 높은 데이터 레이트 요구를 총족하는 주요 기술들 중 하나로서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 및 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 기술들을 사용하고 있는 광대역 이동 통신 시스템이 부상하고 있다.
MU-MIMO를 구현하는 광대역 이동 통신 시스템은 다수 사용자의 다양성 및 공간적 다양성에서 이익인 자체의 강점으로 인해 특히 관심을 받고 있다. 또한, MU-MIMO는 송신기에서 채널 상태 정보를 이용함으로써 SU-MIMO에 비해 큰 셀 처리량을 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 장점들 및 다른 장점들을 구현하기 위해 모바일 디바이스와 같은 제1 디바이스로부터 고정식 디바이스와 같은 제2 디바이스로 빔 형성 피드백이 전송된다. 무 상관(uncorrelated), 저 상관(weakly correlated), 고 상관(highly correlated)의 통신 채널들, 저 복잡성 코드워드 검색 복잡성 및 크게 증가되지 않는 피크대 평균 전력 비율에 대해 양호한 처리량 성능을 가능하게 하는 빔 형성 매트릭스가 결정될 수 있다. 이러한 문제점들 및 다른 문제점들을 해결하기 위해, 빔 형성 매트릭스를 결정하는 다양한 실시예들이 유도될 수 있다.
예를 들면, 유도될 수 있는 일 실시예는 채널 정보를 이용하여 폐쇄형 루프 전송 빔 형성 방식의 빔 형성 구조를 결정하는 통신 시스템용 디바이스이다. 일 실시예에서, 빔 형성 구조는 코드워드, 코드북 및/또는 코드워드 인덱스를 포함할 수 있다.
유도되는 일 실시예는 OFDMA 기술을 사용하는 광대역 이동 통신 시스템용 모바일 디바이스(예, 모바일 가입자 스테이션)이다. 모바일 디바이스는, 폐쇄형 루프 다중 사용자 다중 입출력(MIMO) 방식을 위한 비-단일형 프리코딩 방식을 사용하는 고정식 디바이스(예, 기지국 또는 액세스 포인트)를 위해 채널 상태 정보(CSI)를 생성하도록 동작하는 채널 상태 정보 모듈을 포함할 수 있다. CSI는 예컨대, 채널 품질 정보(CQI)와 코드워드 인덱스(CWI)를 포함할 수 있다. CWI는 예컨대 정량화된(quantized) 코드북을 위한 인덱스일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 하나 이상의 모바일 디바이스는 기지국(BS), 액세스 포인트(AP)와 같은 고정식 디바이스용 채널 상태 정보를 생성할 수 있다. 채널 상태 정보는 신호 채널을 나타내는 수학적 값인 H의 전류값에 대한 정보이다. 그것은 전체 수학식이 다음과 같은 수학식 1로 나타내는 무선 통신의 신호 모듈의 일부를 형성한다.
Figure pct00001
여기에서, R은 수신된 신호, X는 전송된 신호, N은 노이즈, H는 채널이다. 일 실시예에서, R, X, N, H 값들은 통상 일정하지 않다. 일 실시예에서, 시스템은, 송신기로부터 무엇이 전송되었는지 또는 전송 속도를 높이는 것과 같은 시스템 성능의 향상 방법을 결정하는 H에 관한 일부의 정보를 갖는 것이 필요할 수 있다. 정보는 H의 전류값 또는 H의 공분산(covariance)일 수 있다. 이러한 유형의 정보는 통상 채널 상태 정보(CSI)로서 지칭되며, 통상은 추정된다. 통상, H의 전류값(예, 순간 채널 매트릭스 정보)은 단기(short-term) CSI로 지칭되며, H의 고차(higher-order) 통계값(예, 채널 상관 매트릭스 정보)은 장기(long-term) CSI로 지칭된다.
일 실시예에서, 하나 이상의 모바일 디바이스는 단기 CSI를 생성한다. 예를 들면, 모바일 디바이스는 채널 매트릭스(H)로부터의 순간 채널 매트릭스 정보를 이용하여 프리코딩 벡터들을 결정할 수 있다. 매트릭스는 적어도 하나의 벡터를 포함한다. 이것은 모바일 디바이스에 대한 낮은 이동성 환경들을 포함하는 시나리오들의 이용에 적합할 수 있으며, 이 경우 모바일 디바이스의 속도 및/또는 속력은 예컨대, 대략 0 내지 30 km/hr 사이이다. 그러나, 실시예들은 이러한 범위에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 하나 이상의 모바일 디바이스는 장기 CSI를 생성한다. 예를 들면, 모바일 디바이스는 채널 상관 매트릭스(R) 정보와 같은 채널 매트릭스(H)로부터의 2차 통계 정보를 이용하여 프리코딩 벡터들을 결정할 수 있다. 이것은 모바일 디바이스에 대한 높은 이동성 환경들을 포함하는 시나리오들의 이용에 적합할 수 있으며, 이 경우 모바일 디바이스의 속도 및/또는 속력은 예컨대, 대략 30km/hr 내지 120 km/hr 사이이다. 그러나, 실시예들은 이러한 범위에 한정되지 않는다.
다양한 실시예들은 단기 CSI 및 장기 CSI에 대해 전체적 또는 부분적 채널 상태 피드백 기술을 사용할 수 있다. 일부의 실시예들은 부분적 피드백을 사용하여 오버헤드(overhead)와 복잡성을 감소시킨다. 일 실시예에서, 부분적 피드백 기술은 정량화된 코드북에 대한 CQI 및 CWI를 모바일 디바이스로부터 고정식 디바이스로 전송하는 것을 포함한다. 부가적으로 또는 대안으로, 다른 피드백 기술들도 사용될 수 있다. 예를 들면, 채널 사운딩을 사용하여 모바일 디바이스로부터 피드백 정보를 제공할 수도 있다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
일부의 실시예들은 고정식 디바이스들에 관한 것이다. 일 실시예는 예컨대 OFDMA 기술을 사용하는 광대역 이동 통신 시스템용 고정식 디바이스에 관련된다. 고정식 디바이스는 폐쇄형 루프 다중 사용자 다중 입출력(MIMO) 방식을 위한 비-단일형 프리코딩 방식을 사용하는 다중 모바일 디바이스를 위한 하나 이상의 프리코딩 벡터를 생성하도록 동작하는 프리코딩 모듈을 가질 수 있다. 프리코딩 모듈은 다중 모바일 디바이스 각각으로부터 수신된 CQI와 CWI를 포함하는 CSI를 사용하여 하나 이상의 프리코딩 벡터를 생성할 수 있다. 또한, 고정식 디바이스는 다양한 모바일 디바이스로부터의 CQI 및 CWI를 사용하여 스케줄링 동작, 링크 적응 동작 및 MU-MIMO 방식에 유용한 그외의 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시예들은 하나 이상의 엘리먼트를 포함할 수 있다. 엘리먼트는 특정한 동작들을 수행하도록 배열된 임의의 구조를 포함할 수 있다. 각각의 엘리먼트는 주어진 세트의 설계 파라미터들 또는 성능 제약들에 대해 바람직한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그 임의의 조합으로서 구현될 수 있다. 실시예에서는 예시를 목적으로 특정한 토폴로지(topology)의 한정된 수의 엘리먼트들이 기재될 수 있으나, 해당 실시예는 주어진 구현에 바람직한 교호하는 토폴로지들의 다소의 엘리먼트들을 포함할 수 있다. "하나의 실시예' 또는 "일 실시예"에 대한 임의의 언급은 해당 실시예와 관련되어 설명되는 특정한 특성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다는 것에 유의해야 한다. 명세서 내의 여러 곳에서의 "일 실시예에서"의 구문의 등장은 반드시 동일 실시예를 언급하는 것은 아니다.
도 1은 통신 시스템(100)의 일 실시예의 블록도를 도시한다. 다양한 실시예들에서, 통신 시스템(100)은 다중 노드를 포함할 수 있다. 노드는 통상 통신 시스템(100)에서 정보 통신을 위해 임의의 물리적 또는 논리적 엔티티(entity)를 포함할 수 있고, 주어진 세트의 설계 파라미터들 또는 성능 제약들에 대해 바람직한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 도 1은 예시의 목적으로 한정된 수의 노드를 도시할 수 있으나, 그보다 많거나 적은 노드가 주어진 구현에 대해 이용될 수 있음을 이해할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 통신 시스템(100)은 유선 통신 시스템, 무선 통신 시스템, 또는 이들의 조합의 일부를 포함하거나 형성할 수 있다. 예를 들면, 통신 시스템(100)은 하나 이상의 유형의 유선 통신 링크를 통해 정보를 통신하도록 배열된 하나 이상의 노드를 포함할 수 있다. 유선 통신 링크의 예시들은, 제한없이, 와이어, 케이블, 버스, 인쇄 회로 기판(PCB), 이더넷 접속, 피어-투-피어(P2P) 접속, 백플레인(backplane), 스위치 패브릭(switch fabric), 반도체 재료, 트위스티드-페어(twisted-pair) 와이어, 동축 케이블(co-axial cable), 광섬유 접속 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)은 무선 공유 매체(140)와 같은 하나 이상의 유형의 무선 통신 링크를 통해 정보를 통신하도록 배열된 하나 이상의 노드를 포함할 수도 있다. 무선 통신 링크의 예시들은, 제한없이, 라디오 채널, 적외선 채널, RF(radio-frequency) 채널, WiFi(Wireless Fidelity) 채널, RF 스펙트럼의 일부, 및/또는 하나 이상의 허가되거나 허가가 불필요한 주파수 대역을 포함할 수 있다. 후자의 경우, 무선 노드들은 하나 이상의 송신기, 수신기, 송신기/수신기("송수신기"), 라디오, 칩셋, 증폭기, 필터, 제어 로직, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 안테나, 안테나 어레이 등과 같은 하나 이상의 무선 통신용 무선 인터페이스 및/또는 컴포넌트를 포함할 수 있다. 안테나의 예시들은, 제한없이, 내부 안테나, 전방향 지향성(omni-directional) 안테나, 단극(monopole) 안테나, 양극(dipole) 안테나, 종단 이송 안테나(end fed antenna), 원형 편향 안테나(circularly polarized antenna), 마이크로-스트립(micro-strip) 안테나, 다이버시티(diversity) 안테나, 듀얼 안테나, 안테나 어레이 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 특정한 디바이스는 다중 안테나의 안테나 어레이를 포함하여 다양한 적응적 안테나 기술과 공간적 다양성 기술을 구현할 수 있다.
도 1에 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 모두 무선 공유 매체(140)를 통해 통신하는 모바일 디바이스들의 세트(120-1-m) 및 고정식 디바이스(110)와 같은 다중 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 고정식 디바이스는 라디오(112) 및 프리코딩 모듈(114)을 더 포함할 수 있다. 모바일 디바이스(120-1)에 의해 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스(120-1-m)는 프로세서(122), 메모리 유닛(124), 채널 상태 정보 모듈(130) 및 라디오(126)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 실시예들은 도 1에 도시된 엘리먼트들에 한정되지 않는다.
다양한 실시예들에서, 통신 시스템(100)은 광대역 이동 통신 시스템을 포함하거나 그것으로서 구현될 수 있다. 광대역 이동 통신 시스템의 예시들은, 제한없이, 그중에서도 WLAN(Wireless Local Area Networks) 및 그 계열에 대한 IEEE 802.11 표준, WMANs(Wireless Metropolitan Area Networks) 및 그 계열에 대한 IEEE 802.16 표준, IEEE 802.20 또는 MBWA(Mobile Broadband Wireless Access) 표준 및 그 계열과 같은 다양한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 표준에 따르는 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 예컨대, 통신 시스템(100)은 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 또는 WiMAX II 표준에 따라 실시될 수 있다. WiMAX는 IEEE 802.16-2004 및 802.16e 수정(802.16e-2005)이 물리적(PHY) 계층 사양인 IEEE 802.16 표준에 기초한 무선 광대역 기술이다. WiMAX II는 IMT(International Mobile Telecommunications)의 진보된 4G 시리즈의 표준을 위한 IEEE 802.16j 및 IEEE 802.16m의 제안된 표준에 기초한 진보된 4세대(4G) 시스템이다. 일부의 실시예들은 한정적이지 않고 예시의 목적으로 WiMAX 또는 WiMAX II 시스템 또는 표준으로서의 통신 시스템(100)을 설명할 수 있지만, 통신 시스템(100)은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열(예, CDMA2000 1xRTT, CDMA2000 EV-DO, CDMA EV-DV 등), ETSI(European Telecommunications Standards Institute)에 의해 창안된 HIPERMAN(High Performance Radio Metropolitan Area Newtork) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열, BRAN(Broadband Radio Access Network) 및 그 계열, WiBro(Wireless Broadband) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열, GPRS(General Packet Radio Service)를 갖는 GSM(Global System for Mobile communications)의 시스템(GSM/GPRS) 시리즈의 표준 및 그 계열, EDGE(Enhanced Data Rates for Global Evolution) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열, HSOPA(High Speed OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) Packet Access) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열, HSUPA(High-Speed Uplink Packet Access) 시스템 시리즈의 표준 및 그 계열 등과 같은 그외의 다양한 유형의 광대역 이동 통신 시스템 및 표준으로서 구현될 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
다양한 실시예들에서, 통신 시스템(100)은 무선 성능을 갖는 고정식 디바이스(110)를 포함할 수 있다. 고정식 디바이스는 하나 이상의 모바일 디바이스와 같은 다른 무선 디바이스에 접속성, 관리 또는 제어를 제공하는 범용 장비 세트를 포함할 수 있다. 고정식 디바이스(110)의 예시들은 무선 액세스 포인트(AP), 기지국(B), 라우터, 스위치, 허브, 게이트웨이 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 예컨대, 고정식 디바이스는 셀룰러 무선 전화 시스템 또는 광대역 이동 통신 시스템용의 기지국 또는 노드(B)를 포함할 수 있다. 고정식 디바이스(110)는 네트워크(도시 생략)에 대한 액세스를 제공할 수도 있다. 네트워크는 예컨대, 인터넷과 같은 패킷 네트워크, 회사 또는 기업 네트워크, PSTN(Public Switched Telephone Network)와 같은 음성 네트워크 등을 포함할 수 있다. 일부의 실시예들이 예시를 위해 기지국 또는 노드(B)로서 구현되는 고정식 디바이스(110)에 대해 설명될 수 있으나, 다른 무선 디바이스들을 사용하여 다른 실시예들도 구현될 수 있음을 알 것이다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
다양한 실시예들에서, 통신 시스템(100)은 무선 성능을 갖는 모바일 디바이스들(120-1-m)의 세트를 포함할 수 있다. 모바일 디바이스들(120-1-m)은, 다른 모바일 디바이스들 또는 고정식 디바이스들(예, 고정식 디바이스(110))과 같은 다른 무선 디바이스들에 접속성을 제공하는 범용 장비 세트를 포함할 수 있다. 모바일 디바이스들(120-1-m)의 예시들은, 제한없이, 컴퓨터, 서버, 워크스테이션, 노트북 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨터, 전화기, 셀룰러 폰, PDA(personal digital assistant), 셀룰러 폰과 PDA의 결합 기기 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 예컨대, 모바일 디바이스들(120-1-m)은 WMAN용 MSS(mobile subscriber stations)로서 구현될 수 있다. 일부의 실시예들은 예시를 위해 MSS로서 구현되는 모바일 디바이스들(120-1-m)에 대해 설명하고 있지만, 다른 무선 디바이스들을 사용하여 다른 실시예들도 구현될 수 있음을 알 것이다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
모바일 디바이스(120-1)에 의해 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스들(120-1-m)은 프로세서(122)를 포함할 수 있다. 프로세서(122)는 CISC(complex instruction set computer) 마이크로프로세서, RISC(reduced instruction set computing) 마이크로프로세서, VLIW(very long instruction word) 마이크로프로세서, 명령어 세트들의 조합을 구현하는 프로세서, 또는 그외의 프로세서 디바이스와 같은 임의의 프로세서로서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 예컨대, 프로세서(122)는 캘리포니아 산타클라라에 소재한 인텔사(Intel®Corporation) 제품인 프로세서와 같은 범용 프로세서로서 구현될 수 있다. 프로세서(122)는 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 임베디드 프로세서, DSP(digital signal processor), 네트워크 프로세서, 미디어 프로세서, 입출력(I/O) 프로세서 등과 같은 전용 프로세서로서 구현될 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
모바일 디바이스(120-1)에 의해 또한 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스들(120-1-m)은 메모리 유닛(124)을 포함할 수 있다. 메모리(124)는 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함하여 데이터를 저장할 수 있는 임의의 머신-판독가능한 또는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메모리(124)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), DRAM(dynamic RAM), DDRAM(Double-Data-Rate DRAM), SDRAM(synchronous DRAM), SRAM(static RAM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable programmable ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM), 플래시 메모리, 강자성 폴리머 메모리와 같은 폴리머 메모리, 오보닉(ovonic) 메모리, 상 변화 또는 강자성 메모리, SONOS(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon) 메모리, 자기 또는 광학 카드들, 또는 정보 저장에 적합한 임의의 다른 유형의 매체를 포함할 수 있다. 일부 또는 전체의 메모리(124)는 프로세서(122)와 동일한 집적 회로 상에 포함될 수 있으며, 그렇지 않으면 대안적으로, 일부 또는 전체의 메모리(124)는 집적 회로 또는 프로세서(122)의 집적 회로 외부에 있는 하드 디스크 드라이브와 같은 그외의 매체 상에 배치될 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
모바일 디바이스(120-1)에 의해 또한 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스들(120-1-m)은 디스플레이(132)를 포함할 수 있다. 디스플레이(132)는 컴퓨팅 디바이스에 적절한 정보를 디스플레이하는데 적합한 임이의 디스플레이 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이(132)는 터치 스크린, 터치 패널, 터치 스크린 패널 등과 같은 추가의 I/O 디바이스로서 구현될 수 있다. 터치 스크린들은 압력-감지(저항성) 기술, 전기-감지(정전식) 기술, 음향-감지(표면 음향파) 기술, 포토-감지(적외선) 기술 등과 같은 몇몇의 상이한 기술들 중 하나를 이용하여 구현되는 디스플레이 오버레이들이다. 이러한 오버레이들의 효과는 디스플레이가 입력 디바이스로서 사용되는 것을 가능하게 하여 디스플레이(132) 상에 제공되는 콘텐츠와 상호 작용하기 위한 1차 입력 디바이스로서 키보드 및/또는 마우스를 제거하거나 또는 향상시킨다.
일 실시예에서, 예를 들면, 디스플레이(132)는 액정 디스플레이(LCD) 또는 그외의 유형의 적절한 비주얼 인터페이스에 의해 구현될 수 있다. 디스플레이(132)는 예를 들면 터치-감지식 컬러(예, 56-비트 컬러) 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. 다양한 구현들에서, 디스플레이(132)는 임베디드 트랜지스터들을 포함하는 하나 이상의 박막 트랜지스터(TFT) LCD를 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 디스플레이(132)는 능동형 매트릭스를 구현하기 위해 각각의 픽셀에 대하여 트랜지스터를 포함할 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않지만, 능동형 매트릭스 디스플레이가 바람직한데, 이는 능동형 매트릭스 디스플레이가 픽셀 조명(pixel illumination)을 트리거하는데 저전류를 필요로 하고 피동형 매트릭스보다 변화에 더 반응적이기 때문이다.
다양한 실시예들에서, 디바이스들(110, 120)은 각각의 라디오들(112, 126)을 경유하여 무선 공유 매체(140)를 통해 정보를 통신할 수 있다. 무선 공유 매체(140)는 하나 이상의 RF 스펙트럼 할당을 포함할 수 있다. RF 스펙트럼의 할당은 인접하거나 인접하지 않을 수 있다. 일부의 실시예들에서, 라디오들(112, 126)은 예컨대 WiMAX 또는 WiMAX II 시스템들에 의해 이용되는 다양한 멀티캐리어 기술들을 이용하여 무선 공유 매체(140)를 통해 정보를 통신할 수 있다. 예를 들면, 라디오들(112, 126)은 다양한 MU-MIMO 기술을 이용하여 빔 형성, 공간 다양화 또는 주파수 다양화를 수행할 수 있다.
일반적인 동작시, 라디오들(112, 126)은 통신 채널들(142-1-p)과 같은 하나 이상의 통신 채널을 사용하여 정보를 통신할 수 있다. 통신 채널은 주파수, 시간 슬롯, 코드 또는 이들의 조합의 정의된 세트일 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들면, 고정식 디바이스(110)의 라디오(112)의 전송부는, 때때로 "다운링크 채널"로서 지칭되는 통신 채널(142-1)을 사용하여 모바일 디바이스들(120-1-m)의 라디오(126)의 수신부에 미디어 및 제어 정보를 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들면, 모바일 디바이스(110)의 라디오(126)의 전송부는, 때때로 "업링크 채널"로서 지칭되는 통신 채널(142-2)을 사용하여 고정식 디바이스(110)의 라디오(112)의 수신부에 미디어 및 제어 정보를 통신할 수 있다. 일부의 경우들에서, 통신 채널들(142-1, 142-2)은 주어진 구현에 따라 동일하거나 상이한 세트의 송신 및/또는 수신 주파수들을 사용할 수 있다.
통신 시스템(100)은 광대역 이동 통신 시스템이므로, 모바일 디바이스(120-1-m)가 이동중인 경우에도 통신 동작을 유지하도록 설계된다. 오퍼레이터가 걷고 있을 때와 같은 모바일 디바이스들(120-1-m)의 느린 이동은, 실제 이동으로 인한 통신 신호의 감쇄(degradation)가 비교적 미미하게 되고 쉽게 수정된다. 그러나, 오퍼레이터가 이동중인 차량에 있을 때와 같은 모바일 디바이스들(120-1-m)의 빠른 이동은 주파수 시프트로 인한 통신 신호들의 큰 감쇄를 야기할 수 있다. 이러한 주파수 시프트의 예로는 도플러 효과에 의해 야기되는 도플러 주파수 시프트일 수 있다.
하나 이상의 모바일 디바이스(120-1-m)는 채널 상태 피드백 기술을 구현하여 NUP-MU-MIMO 방식용 고정식 디바이스(110)에 CSI를 제공할 수 있다. 도 1에 도시된 예시된 실시예에서, 모바일 디바이스(120-1)는 고정식 디바이스(110)를 위한 CSI(150)를 생성하도록 동작하는 CSI 모듈(130)을 포함한다. CSI(150)는 예를 들면, CQI(152) 및 CWI(154)를 포함할 수 있다. 그러나, 실시예들은 CSI(150)의 이러한 예시들에 한정되지 않는다. 일반적으로 모바일 디바이스들(120-1-m), 특히 CSI 모듈(130)의 동작들을 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명할 수 있다.
도 2는 MIMO 아키텍처(200)의 일 실시예를 도시한다. MIMO 아키텍처(200)는 모바일 디바이스들(120-1-m)의 일부분으로서 구현될 수 있다. MIMO 아키텍처(200)의 일부분으로서 특정 수의 엘리먼트들이 도시되지만, MIMO 아키텍처(200)에 대해 보다 많거나 적은 엘리먼트가 주어진 구현을 위해 사용될 수 있으며, 실시예들은 이러한 맥락에 한정되지 않는다.
도 2에 도시된 실시예에서, MIMO 아키텍처(200)는 하나 이상의 인코더(206), 리소스 맵퍼(mapper)(208), MIMO 인코더(210), 프리코더(빔 형성기)(212)(이하 "프리디코더(212)"로 지칭함), OFDM 심볼 생성기(214), 하나 이상의 송신기용 IFFT(inverse Fast Fourier Transform) 블록들(216-1-s) 및 하나 이상의 안테나(218-1-t)를 포함한다. 각각의 인코더(206)는 채널 인코더, 인터리버(interleaver), 레이트-조화기(rate-matcher) 및 각 층에 대한 변조기를 포함한다. 리소스 맵퍼(208)는 변조된 심볼을 할당된 리소스 유닛들(RUs) 내의 대응하는 시간-주파수 리소스들에 매핑시킨다. MIMO 인코더(210)는 L(≥1) 층들을 프리코더(212)로 이송되는 Ns(≥1) 스트림들에 매핑시킨다. 프리코더(212)는 프리코딩 매트릭스(220)를 사용하는 선택된 MIMO 모드(예, 개방 루프 또는 폐쇄 루프)에 따라 안테나-특정 데이터 심볼들을 생성함으로써 사용자 데이터 스트림(202)을 안테나들(218-1-t)에 매핑시킨다. OFDM 심볼 생성기(214)는 안테나-특정 데이터를 OFDM 심볼에 매핑시킨다. MIMO 아키텍처(200)는 CSI 모듈(130)을 더 포함할 수 있다. CSI 모듈(130)은 고정식 디바이스(110)를 위한 CSI(150)를 생성하도록 배열될 수 있다.
프리코더(212)로 돌아가면, 모바일 디바이스에 의해 베이스 코드북이 사용되어 빔 형성 매트릭스를 컴퓨팅할 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 디바이스로부터의 빔 형성 피드백에 기초한 복소수가 고정식 디바이스의 각각의 안테나 상에 배치되어 구성적 페이딩 및/또는 결합에 의해 고정식 디바이스로부터 모바일 디바이스로 신호가 생성될 수 있다. 빔 형성 피드백은, 빔 형성 매트릭스 또는 코드워드 및/또는 코드워드에 대한 인덱스에 대한 정보를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 코드워드 또는 빔 형성 매트릭스를 결정하기 위한 로직 흐름의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 코드북이 결정될 수 있다(302). 코드북은 복수의 코드워드를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코드북은 무 상관 채널들, 저 상관 채널들 및/또는 고 상관 채널들에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 코드워드 검색 복잡성이 최소 레벨로 유지되는 것을 보장하면서 모든 채널들에 대해 양호한 처리량 성능을 갖는 코드북이 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 성능을 향상시키는 코드북이 결정될 수 있다. 향상된 시스템 성능은, 향상된 전송 속도를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 향상된 시스템 성능의 예시들은 본 명세서에 한정되지 않는다. 모바일 디바이스는 복잡성과 전력 소모에 민감하므로, 낮은 복잡성의 코드워드 검색이 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 성능 최대화 및 복잡성 최소화에 추가하여, 피크대 평균 전력 비율(peak to average power ratio)(PAPR)을 크게 증가시키지는 않는 코드북이 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 코드북을 결정하는 것은 각각의 코드북에 기초한 피크대 평균 전력 비율이 임계값 미만인 것으로 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, [1000]T와 같은 코드워드는 해당 코드워드가 모든 송신 전력을 제1 안테나 상에 제공하고 나머지 3개의 안테나들에는 전송 전력을 제공하지 않을 수 있으므로 PAPR의 관점에서 바람직하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 평균 전력은 1/N에 비례하는 상수일 수 있고, 여기서 N은 전송 안테나들의 수이고, 코드워드 엔트리들의 최대값은 0.6과 같은 임계값 미만이 되도록 설계될 수 있지만, 0.6에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 모바일 디바이스는 고정식 디바이스로부터 305 채널 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 채널 정보는 채널 매트릭스(H)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프리코더(212)는 라디오(126)를 경유하여 고정식 디바이스(110)로부터 무선 채널을 통해 305 채널 매트릭스(H)를 수신하도록 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 빔 형성은 업링크 무선 채널들, 다운링크 무선 채널들 및/또는 피어-투-피어 네트워크들에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 코드북을 사용하여 코드워드 또는 빔 형성 매트릭스가 결정될 수 있다(310). 일 실시예에서, 다수 사용자 MIMO 방식은 2개 이상의 모바일 디바이스로 데이터를 통신하도록 리소스 할당을 가능하게 할 수 있다. 사용자 당 1 스트림의 다수 사용자 전송이 MU-MIMO에 대해 지원될 수 있다. 일 실시예에서, MU-MIMO는 2명의 사용자들을 지원하기 위해 고정식 디바이스 상의 2개의 송신(Tx) 안테나들의 MIMO 구성을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고정식 디바이스 상의 4개의 송신 안테나들 또는 8개의 송신 안테나들은 4명 또는 8명까지의 사용자들을 지원할 수 있다. 고정식 디바이스에서의 안테나들의 수에 기초하여, 모바일 디바이스는 코드북을 사용하여 어떤 코드워드 또는 빔 형성 매트릭스를 고정식 디바이스로 전송할지를 결정할 수 있다.
채널용 코드워드는 하나 이상의 스케일링 인수(scaling factor)와 채널 매트릭스를 사용하는 코드북 내의 복수의 코드워드로부터 결정될 수 있다(310). 일 실시예에서, 코드워드는 각각의 코드워드 내의 벡터와 채널 매트릭스 내의 벡터 사이의 내적(inner product)을 이용하는 코드북 내의 복수의 코드워드로부터 결정될 수 있다. 각각의 코드워드 내의 벡터는 스케일링 인수와 정수 인수(integer factor)로 인수 분해될 수 있다. 일 실시예에서, 내적은 각각의 후보 코드워드(즉, 후보 빔 형성 매트릭스) 내의 벡터와 채널 매트릭스 내의 벡터와 같은 2개의 벡터들 사이의 내적일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 양 벡터들은 복소수 벡터일 수 있다. 일 실시예에서, 코드워드의 벡터는 하나 이상의 스케일링 인수와 하나 이상의 정수 인수로 인수 분해될 수 있다. 채널 매트릭스와 코드워드 매트릭스의 곱(multiplication)은 코드워드 검색에 사용될 수 있고, 해당 곱은 다중 내적 연산을 필요로 할 수 있다.
코드북은 다양한 상이한 코드워드들(V)을 포함할 수 있다. 모바일 디바이스는 채널 매트릭스를 사용하는 코드워드들(V)을 통해 분류를 행하여 고정식 디바이스에 대한 최적의 코드워드를 결정할 수 있다. 최적의 코드워드는 코드워드의 최대 성능의 목표와 저 복잡성 검색의 목표를 밸런싱함으로써 결정될 수 있다. 저 복잡성 검색은 전력이 상당히 증가되지는 않는 것을 보장할 수 있다. 전력 증가는 모바일 디바이스의 하나 이상의 비용을 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 코드북 내의 모든 코드워드들이
Figure pct00002
의 형태를 가지면, 코드워드 검색에는 멀티플라이어(multiplier)가 필요하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 코드워드 엔트리들이 공약수(common factor) 없는 무리수(irrational number)인 경우, 코드워드 검색에 필요한 곱들의 수는 코드북 내의 코드워드들의 수에 비례할 수 있다. 다중 멀티플라이어는 제한된 지연 내에서 최적의 워드를 찾기 위한 모바일 디바이스에서 구현될 수 있다. 모바일 디바이스는 비용에 민감하고 저 용량을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 코드워드 검색시, 후보 빔 형성 매트릭스(V)는 채널 매트릭스(H)에 의해 곱해질 수 있고, 그 전체 수학식은 다음의 수학식 2에 나타낸다.
Figure pct00003
여기서,
Figure pct00004
는 채널 빔 형성 매트릭스이고,
Figure pct00005
는 후보 빔 형성 매트릭스이다. 물결형 표기
Figure pct00006
는 복소수 양(complex quantities)을 나타내고 물결형이 없는 표기는 실수 양(real quantity)을 나타낸다. 채널 매트릭스(
Figure pct00007
)는 모바일 디바이스와 채널 응답을 측정할 수 있다. 채널은 신호가 전송되는 매체이다. 채널 매트릭스(
Figure pct00008
)에 기초하여, 프리코더(212)는 송신 안테나가 채널을 통해 신호를 전송할 수 있는 유효 채널(
Figure pct00009
)을 계산할 수 있다.
유효 채널(
Figure pct00010
)을 계산하기 위해, 2개의 복소수 벡터들의 내적이 컴퓨팅될 수 있다. 2개의 복소수 벡터들에 대한 내적의 계산은 코드워드의 결정시 효율의 증가를 가져올 수 있다. 복소수 벡터들의 내적은 코드워드 검색 중 반복적으로 발생할 수 있으므로, 코드워드 엔트리의 임의의 2개의 실수부들 사이 및/또는 임의의 2개의 허수부들 사이의 비율들에 제약을 부가하여 내적의 복잡성을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 실수부들 사이의 비율은 정수일 수 있다.
일 실시예에서, 코드워드 검색의 복잡성은 비율 정수(ratios integers)를 만드는 것에 의해 감소될 수 있다. 예를 들면, 4x2 빔 형성 매트릭스에서 후보 빔 형성 매트릭스는 다음의 수학식 3에 의해 나타낼 수 있다:
Figure pct00011
부가적으로, 컬럼 벡터는 다음의 수학식 4로서 기재될 수 있다:
Figure pct00012
일 실시예에서, 스케일링 인수(
Figure pct00013
,
Figure pct00014
)는 코드워드들(Vs) 사이에서 변화할 수 있다. 코드워드 검색의 복잡성을 감소시키기 위해,
Figure pct00015
들은 정수일 수 있다. 각각의
Figure pct00016
가 정수인 경우, 코드워드 검색은 낮은 복잡성의 코드워드 검색일 수 있다. 일 실시예에서, 위 첨자 표기 z는 적분 량(integral quantity)을 나타낼 수 있다.
코드워드 검색의 복잡성을 감소시키기 위해,
Figure pct00017
,
Figure pct00018
및 정수와 같은 제한된 스케일링 인수가 사용되어 복소수 벡터를 표현할 수 있다. 코드워드는 후보 빔 형성 벡터 또는 매트릭스일 수 있다. 벡터 또는 매트릭스는 하나 이상의 스케일링 인수와 하나 이상의 정수 벡터로 인수 분해될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 스케일링 인수와 하나 이상의 정수가 사용되어 복소수 벡터를 표현할 수 있다. 예를 들면, 수학식 4의 실수들은 동일한 스케일링 인수를 공유하도록 함께 그룹화될 수 있다. 일 실시예에서, 실수들은 작은 정수들로 표현될 수 있다.
일 실시예에서, 작은 정수들은
Figure pct00019
일 수 있다. 그룹화는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각각의 복소수 엔트리의 실수부와 허수부가 그룹화될 수 있고, 하나의 스케일링 인수는 각각의 복소수 엔트리에 대해 할당될 수 있다. 예를 들면, 제1 스케일링 인수는 코드워드의 실수부에 적용되고 제2 스케일링 인수는 코드워드의 허수부에 적용될 수 있다.
벡터 코드북에서, g는 채널 이득을 나타낼 수 있다. 이하에 도시되는 바와 같이, 칼럼 인덱스(n)는 표기의 간편성을 위해 생략될 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 복소수 벡터들(
Figure pct00020
,
Figure pct00021
)의 내적은 다음의 수학식 5에 나타낸 바와 같이 컴퓨팅될 수 있다:
Figure pct00022
Figure pct00023
여기서,
Figure pct00024
은 정수이고,
Figure pct00025
은 가산 또는 비트 이동들(bit shifts)에 의해 구현될 수 있다. 수학식 5에서, 4번의 실제 곱셈만이 필요할 수 있다. 따라서, 낮은 복잡성의 코드워드 검색이 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 코드워드 검색의 복잡성을 더욱 감소시키기 위해,
Figure pct00026
은
Figure pct00027
과 동일하도록 설정될 수 있다.
Figure pct00028
이면, 수학식 5는 다음의 수학식 6으로 단순화될 수 있다:
Figure pct00029
수학식 6을 사용하면, g가 실수이고 v가 2의 거듭제곱의 정수인 경우,
Figure pct00030
는 유효할 수 있다. 수학식 6을 더 단순화시키면,
Figure pct00031
인 경우, 오직 2번의 실제 곱셈만이 필요할 수 있다. 이러한 경우,
Figure pct00032
은 다음의 수학식 7에 의해 표현될 수 있다:
Figure pct00033
4x2 빔 형성 코드북의 경우, 모든
Figure pct00034
을
Figure pct00035
,
Figure pct00036
,
Figure pct00037
로 한정하는 것이 곤란할 수 있다. 일 실시예에서,
Figure pct00038
의 2개의 수는 다음의 수학식 8, 9로 표현되는 바와 같이 정수 또는 심지어 실수일 수 있다:
Figure pct00039
Figure pct00040
일 실시예에서,
Figure pct00041
및
Figure pct00042
는
Figure pct00043
그룹에 있지 않는 경우 정수(또는 실수)일 수 있다.
Figure pct00044
및
Figure pct00045
는 직교하므로,
Figure pct00046
및
Figure pct00047
는 다음의 수학식 10에서와 같이 나머지
Figure pct00048
들에 의해 결정될 수 있다:
Figure pct00049
일 실시예에서, 다음의 수학식 11에 나타낸 바와 같은
Figure pct00050
및
Figure pct00051
에 대한 2-변수 수학식의 그룹이 존재한다:
Figure pct00052
수학식 11을 푸는 것에 의해
Figure pct00053
및
Figure pct00054
에 대한 2개의 실수들이 생성될 수 있다. 코드북 검색 중에,
Figure pct00055
및
Figure pct00056
은 직교성의 요건이 만족된 후에 컴퓨팅될 수 있다. 일 실시예에서,
Figure pct00057
및
Figure pct00058
은 수학식 9에서 1(unity)로 설정될 수 있고 수학식 11의 선형 방정식을 풀 수 있다.
Figure pct00059
및
Figure pct00060
가 취득된 후에,
Figure pct00061
들의 단위 정규화 요건을 사용하여
Figure pct00062
및
Figure pct00063
의 정규화 인자들을 컴퓨팅할 수 있다.
일 실시예에서, 코드워드는 피크대 평균 전력 비율(PAPR)을 상당히 증가시키지는 않도록 제한될 수 있다. 빔 형성의 PAPR을 감소시키기 위해,
Figure pct00064
및
Figure pct00065
에 추가의 제한들이 적용될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 제한은
Figure pct00066
일 수 있고, 여기서
Figure pct00067
및
Figure pct00068
은 k와 관계없는 몇몇의 제한들이다. 일 실시예에서, 코드워드를 결정하는 것은 코드워드에 대한 PAPR 베이스가 임계값 미만인 것을 보장하기 위해 고정식 디바이스에서 각각의 안테나에 적용되는 복소수를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 임계값들은 C0와 C1에 대해 각각 1과 6일 수 있다. 일 실시예에서, PAPR은 각각의 코드워드 엔트리의 피크 또는 진폭이 임계값 미만인 것을 보장하기 위해 코드북 설계시에 고려될 수 있다.
일 실시예에서, 코드북으로부터의 코드워드 인덱스는 코드워드에 기초하여 선택될 수 있다(315). 코드북 내의 각각의 코드워드는 코드워드의 인덱스인 상이한 정수로 할당될 수 있다. 일 실시예에서, 코드워드 인덱스들은 인접할 수 있다. 코드워드의 인덱싱은 피드백 송신기와 수신기 양자 모두에서 동일할 수 있다. 동일한 인덱싱을 사용함으로써, 인덱스의 수신기는 인덱스의 수신 후 동일한 코드북 내에서 코드워드를 픽업할 수 있다. 최적의 코드워드가 발견되면, 그것의 대응하는 인덱스가 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 모바일 디바이스는 고정식 디바이스에 코드워드 인덱스를 송신할 수 있다(320). 일 실시예에서, 코드워드 인덱스는 무선 채널을 통해 모바일 디바이스로부터 고정식 디바이스로 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 고정식 디바이스에서, 코드워드 인덱스는 고정식 디바이스 상의 하나 이상의 안테나에 사용되는 가중치(즉, 복소수)를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 4는 빔 형성 피드백의 신호 모델 및 동작들의 일 실시예를 도시한다. 이하의 수학식 12에 나타낸 바와 같이, 빔 형성기의 출력(y)은 채널 매트릭스(H)와 코드워드(
Figure pct00069
)와 송신 신호(s)의 곱에 수신기 안테나에서의 노이즈 간섭(n)을 더한 것과 동일할 수 있다.
Figure pct00070
도 4는 초기 피드백(
Figure pct00071
(1))(401)을 고정식 디바이스로 전송하는 모바일 디바이스를 개시하고 있다. 일 실시예에서, 초기 피드백(401)은 채널(H)을 수신하고 코드워드(
Figure pct00072
)를 결정함으로써 생성된다. 빔 형성 피드백(
Figure pct00073
(2)) 또는 코드워드는 고정식 디바이스로 전송될 수 있다. 고정식 디바이스는 초기 피드백(
Figure pct00074
(1))(401)을 사용하여 하나 이상의 심볼 및/또는 신호를 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 프로세스는 리셋 기간 후에 계속될 수 있으며, 모바일 디바이스는 고정식 디바이스로 빔 형성 피드백(404, 406, 407)을 계속 전송할 수 있다. 고정식 디바이스는 빔 형성 피드백(405)를 사용하여 계속적으로 하나 이상의 심볼 및/또는 신호를 전송할 수 있다.
상기 실시예들은 MU-MIMO에 대한 종래 기술들에 비해 상당한 기술적 장점들을 제공한다. 예를 들면, 본 명세서에 설명되는 NUP-MU-MIMO 기술은 무 상관, 세미-상관(semi-correlated) 및 고 상관의 채널들에 대해 다른 코드북들보다 뛰어난 성능을 제공한다. 전술한 코드북은 제로-포싱(zero-forcing) 빔 형성을 갖는 다중 사용자 MIMO 및 단일 사용자 폐쇄 북 MIMO에 대한 모든 채널들에 대해 종래 기술들보다 우수한 성능을 나타낸다. 다른 기술적 장점들도 존재하며, 상기 실시예들은 이 예시들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서는 실시예들의 철저한 이해를 돕기 위하여 다수의 특정한 세부사항들을 설명하였다. 그러나, 당업자는 이들 특정한 세부사항들 없이도 실시예들을 실시할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 경우들에서, 실시예들을 불명료하게 하지 않기 위해 공지의 동작들, 컴포넌트들 및 회로들에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다. 본 명세서에 개시된 특정한 구조적 및 기능적 세부사항들은 대표적인 것이며, 실시예들의 범주를 필수적으로 한정하는 것이 아니라는 것을 인식할 수 있다.
하드웨어 엘리먼트, 소프트웨어 엘리먼트 또는 이들의 조합을 이용하여 다양한 실시예들을 구현할 수 있다. 하드웨어 엘리먼트의 예시들은, 프로세서, 마이크로프로세서, 회로, 회로 엘리먼트(예컨대, 트랜지스터, 저항기(resistor), 캐패시터, 인덕터 등), 집적 회로, ASIC(application specific integrated circuit), PLD(programmable logic device), DSP, FPGA(field programmable gate array), 논리 게이트, 레지스터(register), 반도체 디바이스, 칩, 마이크로칩, 칩 세트 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어의 예시들은, 소프트웨어 컴포넌트, 프로그램, 애플리케이션, 컴퓨터 프로그램, 애플리케이션 프로그램, 시스템 프로그램, 머신 프로그램, 오퍼레이팅 시스템 소프트웨어, 미들웨어, 펌웨어, 소프트웨어 모듈, 루틴, 서브루틴, 기능(function), 방법(method), 절차(procedure), 소프트웨어 인터페이스, 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API), 명령어 세트, 컴퓨팅 코드, 컴퓨터 코드, 코드 세그먼트, 컴퓨터 코드 세그먼트, 워드, 값, 심볼 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하드웨어 엘리먼트 및/또는 소프트웨어 엘리먼트를 이용하여 실시예를 구현할지를 결정하는 것은, 원하는 컴퓨팅 레이트, 전력 레벨, 내열성, 처리 사이클 버짓, 입력 데이터 레이트, 출력 데이터 레이트, 메모리 리소스, 데이터 버스 속도 및 그외의 디자인 또는 성능 제한 등의 임의의 수의 인자에 따라 변경될 수 있다.
일부의 실시예들에서는, "결합된(coupled)" 및 "접속된(connected)"의 표현을 이들의 파생어와 함께 이용하여 설명할 수 있다. 이들 용어는 서로 동의어로서 의도되지 않는다. 예컨대, 일부 실시예는, 2개 이상의 엘리먼트가 물리적 또는 전기적으로 서로 직접 접촉하고 있는 것을 나타내기 위하여 "접속된" 및/또는 "결합된"이라는 용어를 사용하여 설명할 수도 있다. 그러나 "결합된"이라는 용어는, 2개 이상의 엘리먼트가 서로 직접 접촉하지 않고, 다만 서로 협력하거나 상호 작용하는 것을 의미할 수도 있다.
일부의 실시예들은 예컨대, 컴퓨터에 의해 실행되는 경우에, 컴퓨터로 하여금 실시예에 따른 방법 및/또는 동작을 수행할 수 있게 하는 명령어 또는 명령어들의 세트를 저장할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 물품을 이용하여 구현될 수도 있다. 이러한 컴퓨터는 예컨대, 임의의 적절한 처리 플랫폼, 컴퓨팅 플랫폼, 컴퓨팅 디바이스, 처리 디바이스, 컴퓨팅 시스템, 처리 시스템, 컴퓨터, 프로세서 등을 포함할 수 있고, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 물품은 예컨대, 임의의 적절한 유형의 메모리 유닛, 메모리 디바이스, 메모리 물품, 메모리 매체, 저장 디바이스, 저장 물품, 저장 매체 및/또는 저장 유닛, 예컨대, 메모리, 삭제 가능 또는 삭제 불가능 매체, 소거 가능 또는 소거 불가능 매체, 기입 가능 또는 재기입 가능 매체, 디지털 또는 아날로그 매체, 하드디스크, 플로피디스크, CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), CD-R(Compact Disk Recordable), CD-RW(Compact Disk Rewritable), 광 디스크, 자기 매체, 광자기 매체, 삭제 가능 메모리 카드 또는 디스크, 다양한 유형의 DVD(Digital Versatile Disk), 테이프, 카세트 등을 포함할 수 있다. 명령어들은, 임의의 적절한 하이 레벨, 로우 레벨, 오브젝트 지향, 시각적, 컴파일된 및/또는 해석된 프로그램 언어를 이용하여 구현된 소스 코드, 컴파일된 코드, 해석된 코드, 실행 가능한 코드, 정적 코드, 동적 코드, 암호화된 코드 등의 임의의 적절한 유형의 코드 등을 포함할 수 있다.
특별히 달리 언급하지 않는 한, "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정" 등의 용어는, 컴퓨팅 시스템의 레지스터(register) 및/또는 메모리 내의 물리량(예컨대 전자적)으로서 표시되는 데이터를, 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터 또는 그외의 그러한 정보 저장, 전송 또는 표시 디바이스 내의 물리량으로서 유사하게 표시되는 다른 데이터로서 변환하거나 및/또는 조작하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및/또는 처리를 지칭하는 것을 인식할 것이다. 실시예들은 이러한 맥락에서 한정되지 않는다.
구조적 특징 및/또는 방법론적 작용에 특정한 언어로 주제를 설명하고 있지만, 첨부의 청구범위에 정의된 주제는 전술된 특정한 특징들 및/또는 작용들로 한정되는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 오히려, 전술된 특정한 특징들 및 작용들은 청구범위를 구현하는 예시적인 형태로서 개시되어 있다.

Claims (23)

  1. 채널 정보, 하나 이상의 복소수 벡터를 나타내는 하나 이상의 스케일링 인수 및 하나 이상의 정수를 사용하는 폐쇄형 루프(closed loop) 송신 빔 형성 방식을 위한 빔 형성 구조를 결정하는 통신 시스템용 디바이스를 포함하고, 상기 빔 형성 구조는 코드워드(codeword), 코드북(codebook) 및 코드워드 인덱스를 포함하는 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코드워드는 빔 형성 매트릭스를 포함하는 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코드워드는 정수 벡터를 포함하는 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    빔 형성 구조는 상기 코드워드의 2개의 실수부들 사이의 비율에 제한을 적용하는 것에 의해 결정되는 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제한은 상기 비율이 정수인 것을 포함하는 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코드워드의 실수부에 제1 스케일링 인수가 적용되고, 상기 코드워드의 허수부에 제2 스케일링 인수가 적용되는 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코드북은 단일 데이터 스트림에 사용되는 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코드북은 다중 데이터 스트림에 사용되는 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 복소수 벡터는 제2 벡터에 직교하는 제1 벡터를 포함하고, 상기 제1 벡터는 상기 코드워드의 제1 칼럼을 포함하고, 상기 제2 벡터는 상기 코드워드의 제2 칼럼을 포함하는 디바이스.
  10. 복수의 코드워드를 갖는 코드북을 결정하는 단계;
    무선 채널을 통해 제1 디바이스에 의해 제2 디바이스로부터 채널 매트릭스를 포함하는 채널 정보를 수신하는 단계;
    스케일링 인수와 정수 인수로 인수분해되는 각각의 코드워드 내의 벡터와 상기 채널 매트릭스 내의 벡터 사이의 내적을 이용하여 상기 코드북 내의 복수의 코드워드로부터 코드워드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 코드워드에 기초하여 상기 코드북으로부터 코드워드 인덱스를 선택하는 단계; 및
    무선 채널을 통해 상기 제1 디바이스로부터 상기 제2 디바이스로 상기 코드워드 인덱스를 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    코드워드를 결정하는 단계는 상기 채널 매트릭스와 각각의 코드워드를 곱하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    코드워드를 결정하는 단계는 하나 이상의 비트 이동(bit shifts)을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 코드워드는 빔 형성 매트릭스를 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    코드북을 결정하는 단계는 각각의 코드워드에 기초한 피크대 평균 전력 비율이 임계값 미만인 것으로 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    코드워드를 결정하는 단계는 상기 복수의 코드워드의 각각의 코드워드에 대하여 코드워드의 실수부에 제1 스케일링 인수를 적용하고 코드워드의 허수부에 제2 스케일링 인수를 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    코드북을 결정하는 단계는 각각의 코드워드의 2개의 실수부들 사이의 비율에 대한 제한을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 제한은 상기 비율이 정수인 것을 포함하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 코드북은 단일 데이터 스트림에 사용되는 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 코드북은 다중 데이터 스트림에 사용되는 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 제1 디바이스는 모바일 디바이스이고, 상기 제2 디바이스는 고정식 디바이스인 방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 채널 정보는 무 상관(uncorrelated) 채널, 고 상관(highly correlated) 채널 및 저 상관(weakly correlated) 채널 중 하나 이상에 대한 채널 매트릭스를 포함하는 방법.
  21. 명령어들을 포함하는 머신 판독가능한 저장 매체를 포함하는 물품으로서,
    상기 명령어들은, 실행될 때, 상기 시스템이,
    무선 채널을 통해 제1 디바이스에 의해 제2 디바이스로부터 채널 매트릭스를 수신하고;
    상기 채널 매트릭스를 사용하여 코드북 내의 복수의 빔 형성 매트릭스로부터 빔 형성 매트릭스를 결정하고 - 상기 코드북 내의 각각의 빔 형성 매트릭스에 대하여, 빔 형성 매트릭스의 실수부에 제1 스케일링 인수를 적용하고, 상기 빔 형성 매트릭스의 허수부에 제2 스케일링 인수를 적용함 -,
    상기 결정된 빔 형성 매트릭스를 기초로 상기 코드북으로부터 코드워드 인덱스를 선택하고;
    무선 채널을 통해 상기 제1 디바이스로부터 상기 제2 디바이스로 상기 코드워드 인덱스를 전송하는 것을 가능하게 하는 물품.
  22. 제21항에 있어서,
    실행될 때 시스템이 하나 이상의 스케일링 인수와 채널 정보를 사용하여 코드북 내의 복수의 빔 형성 매트릭스로부터 빔 형성 매트릭스를 결정하는 것을 가능하게 하는 상기 명령어들은,
    실행될 때, 시스템이, 상기 채널 매트릭스 내의 벡터와 상기 코드북 내의 각각의 빔 형성 매트릭스 내의 벡터 사이의 내적을 결정하는 것을 가능하게 하는 명령어들을 포함하는 물품.
  23. 제21항에 있어서,
    실행될 때 시스템이 하나 이상의 스케일링 인수와 채널 정보를 사용하여 코드북 내의 복수의 코드워드로부터 코드워드를 결정하는 것을 가능하게 하는 상기 명령어들은,
    실행될 때, 시스템이, 상기 코드워드에 기초한 피크대 평균 전력 비율이 임계값 미만인 것을 보장하도록 각각의 안테나에 적용되는 복소수를 결정하는 것을 가능하게 하는 명령어들을 포함하는 물품.
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