KR20120033215A - 다중 입출력 통신 시스템에서의 피드백 방법 및 장치 - Google Patents

다중 입출력 통신 시스템에서의 피드백 방법 및 장치 Download PDF

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KR20120033215A
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Abstract

다중 입출력 통신 시스템에서의 피드백 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 프리코딩 매트릭스에 기초하여 이웃 단말을 위한 선호되는 프리코딩 매트릭스를 결정할 수 있다. 그리고 단말은 이웃 단말을 위한 선호되는 프리코딩 매트릭스를 고려하여 단말의 채널 품질 지시자를 계산하여 기지국으로 채널 품질 지시자를 피드백할 수 있다.

Description

다중 입출력 통신 시스템에서의 피드백 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FEEDBACK IN MULTI USER-MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 다중 입출력 통신 시스템에서의 피드백 방법 및 장치 에 관한 것이다.
MIMO(multiple input multiple output) 통신 시스템은 공간 영역에서 복수의 채널들을 이용함으로써, 무선 통신 환경에서 음성 서비스를 비롯한 다양한 멀티미디어 서비스를 고품질로 제공할 수 있다.
MIMO 통신 시스템에서, 기지국 및 단말기들은 채널 정보를 공유하고, 최적의 프리코딩 매트릭스를 생성하기 위하여 코드북을 사용한다. 기지국 및 단말들은 코드북에 포함된 코드워드들을 이용하여 채널 정보를 공유하고, 적절한 프리코딩 매트릭스를 생성한다.
특정 공간은 복수 개의 코드워드들로 양자화될 수 있으며, 공간을 양자화함으로써 생성된 복수의 코드워드들은 코드북으로서 기지국 및 단말들에 저장될 수 있다. 여기서, 코드워드들 각각은 벡터 또는 매트릭스일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말의 통신 방법은 상기 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크(reference rank)를 파악하는 단계; 상기 단말의 선호되는 랭크(preferred rank)를 기초로 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계; 상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 선호되는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계; 상기 제1 프리코딩 매트릭스 및 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 기초로 상기 단말의 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 단계; 및 상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 피드백하는 단계를 포함한다.
상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는 상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 계산하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는 미리 정해진 테이블을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계이고, 상기 테이블은 상기 제1 프리코딩 매트릭스의 후보들과 상기 제2 프리코딩 매트릭스의 후보들의 페어(pair)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는 상기 제1 프리코딩 매트릭스와 직교하는 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 단계는 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스로 인한 간섭을 기초로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계는 상기 단말의 상기 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는 상기 단말의 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는 상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는 상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북에 포함된 복수의 코드워드들 중 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 코드워드를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 코드워드를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선택된 코드워드를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계는 상기 선택된 코드워드에 포함된 컬럼들 중 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 포함된 컬럼을 제외한 나머지 컬럼들을 상기 제2 프리코딩 매트릭스로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말은 상기 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크(reference rank)를 수신하는 수신부; 상기 단말의 선호되는 랭크(preferred rank)를 기초로 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 제1 프리코딩 매트릭스 선택부; 상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 선호되는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 제2 프리코딩 매트릭스 추출부; 상기 제1 프리코딩 매트릭스 및 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 기초로 상기 단말의 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 CQI 생성부; 및 상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 피드백하는 송신부를 포함한다.
상기 제2 프리코딩 매트릭스 추출부는 상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 계산하고, 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
상기 단말은 제1 프리코딩 매트릭스의 후보들과 상기 제2 프리코딩 매트릭스의 후보들의 페어(pair)를 포함하는 미리 정의된 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제2 프리코딩 매트릭스 추출부는 상기 테이블을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
상기 CQI 생성부는 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스로 인한 간섭을 기초로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 생성할 수 있다.
상기 제1 프리코딩 매트릭스 선택부는 상기 단말의 상기 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택할 수 있다.
상기 제2 프리코딩 매트릭스 추출부는 상기 단말의 선호되는 랭크에 대응하는 코드북 또는 상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말은 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 프리코딩 매트릭스에 기초하여 이웃 단말을 위한 선호되는 프리코딩 매트릭스를 결정할 수 있고, 이웃 단말을 위한 선호되는 프리코딩 매트릭스를 고려하여 단말의 채널 품질 지시자를 계산하여 기지국으로 채널 품질 지시자를 피드백할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 보다 유연하게(flexibly) 단말들을 스케줄링할 수 있으며, 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템에서 보다 정확한 채널 품질 지시자의 예측이 가능할 수 있다.
도 1은 폐루프 다중 입출력 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 폐루프 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 랭크에 따른 피드백 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말의 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 폐루프 다중 입출력 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 폐루프 다중 입출력 통신 시스템은 기지국(110) 및 단말들(120, 130)을 포함한다. 도 1은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 일 예를 나타낸 것이며, 본 발명의 실시예들은 단일 사용자 다중 입출력 통신 시스템에도 잘 적용될 수 있다. 그리고, '폐루프'라고 함은 단말들(120, 130)이 채널 정보를 기지국(110)으로 피드백하고, 기지국(110)은 그 채널 정보를 이용하여 프리코딩을 수행하는 것을 의미한다.
기지국(110)에는 2, 4, 8 개와 같이 복수의 전송 안테나들이 설치되며, 단말들(120, 130) 각각에도 하나 이상의 수신 안테나가 설치된다. 기지국(110)과 단말들(120, 130) 각각 사이에는 채널이 형성되며, 단말들(120, 130) 각각은 그 채널에 관한 정보를 기지국(110)으로 피드백한다. 그리고 기지국(110)은 채널들에 관한 정보를 이용하여 시스템 성능이 최대가 되도록 단말들에게 전송 신호를 전송한다.
도 2는 폐루프 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국 및 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
폐루프 다중 입출력 통신 시스템에서 기지국은 복수개의 단말과 함께 동작할 수 있지만, 설명의 편의를 위해 기지국과 하나의 단말 사이의 동작을 설명한다.
도 2를 참조하면, 기지국은 단말로 파일럿 신호를 전송한다(210). 여기서, 파일럿 신호는 기지국 및 단말 모두에게 잘 알려진 신호이다. 단말은 기지국으로부터 전송된 파일럿 신호를 이용하여 기지국으로부터 단말로의 채널을 추정한다(220). 채널 추정을 통해 획득된 채널 정보는 채널 매트릭스 H 또는 채널 공분산 매트릭스 HHH를 포함할 수 있다.
단말은 채널 매트릭스 또는 채널 공분산 매트릭스를 기초로 단말의 프리코딩 매트릭스 지시자(Precoding Matrix Indicator; PMI) 및 단말의 선호되는 랭크 지시자(Rank Indicator; RI)를 결정할 수 있고 단말의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 계산할 수 있다(230).
여기서 PMI는 코드북에 포함되는 코드워드들 중 단말에 의해 선택된 선호되는 코드워드를 가리키는 지시자이다. 코드워드들 각각은 매트릭스 형태로 표현될 수 있으며, 코드워드들 중 단말에 의해 선택된 선호되는 코드워드는 기지국에 추천되는 후보 프리코딩 매트릭스를 의미한다. 여기서 매트릭스는 로우(row)와 컬럼(column)을 포함하며, 로우 또는 컬럼이 하나인 매트릭스를 벡터라 한다. RI는 채널 상태에 기초하여 결정되는 단말의 선호되는(preferred) 랭크를 나타내는 지시자이다.
단말은 RI, PMI 및 CQI와 같은 채널 정보를 기지국으로 피드백하고(240), 기지국은 채널 정보를 획득한다.
기지국은 채널 정보를 기초로 최적의 프리코딩 매트릭스를 생성한다(250). 그리고 지기국은 프리코딩 매트릭스를 이용하여 전송하고자 하는 데이터 스트림들을 프리코딩한다(260). 프리코딩된 데이터 스트림들은 단말로 전송된다(270).
도 2와 같은 폐루프 다중 입출력 통신 시스템에서, 피드백되는 PMI, RI 및 CQI는 단말과 함께 스케줄링되는 이웃 단말 및 이웃 단말에 의한 간섭을 고려하지 않은 채로 계산된 것일 수 있다. 즉, 위와 같은 PMI, RI 및 CQI는 단일 사용자 다중 입출력 통신 시스템(SU-MIMO; Single User- MIMO)에 적합한 채널 정보이다. 이하에서, 위와 같은 PMI, RI 및 CQI를 각각 SU-MIMO PMI, SU-MIMO RI 및 SU-MIMO CQI라 한다. 그리고 이러한 채널 정보의 피드백은 SU-MIMO 리포트로 표현될 수 있다.
SU-MIMO 리포트를 이용해 기지국이 MU-MIMO도 지원할 수 있지만 이 경우에는 단말 사이의 간섭을 고려하지 않은 정보가 이용되기 때문에 성능 열화가 심할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에서는 SU-MIMO와 MU-MIMO 사이의 동적인 스위칭을 위하여, 이웃 단말과 관련하여 몇 가지 추가되는 채널 정보들을 제공한다. 추가된 채널 정보들의 피드백은 MU-MIMO 리포트로 표현될 수 있다. 이하에서 SU-MIMO와 MU-MIMO 사이의 동적 스위칭을 위한 두 가지 방법을 설명한다.
1. 랭크 제한 피드백( Rank Restricted Feedback ) 모드
랭크 제한 피드백 모드에서, 단말은 제한된 랭크 하에서 SU-MIMO 리포트를 수행한다. SU-MIMO를 가정할 때의 랭크 1 및 랭크 2에 대한 PMI, CQI 및 RI의 피드백은 다중 사용자를 스케줄링할 때의 CQI 예측 및 프리코딩 정보의 생성에 이용될 수 있다. i)랭크 제한 없는 SU-MIMO 리포트와 ii)MU-MIMO의 성능을 향상하기 위한 제한된 랭크 하에서의 SU-MIMO 리포트는 타임 멀티플렉싱(time multiplexing)될 수 있다. 예를 들어, i)랭크 제한 없는 SU-MIMO 리포트는 숏텀(short term) 주기로 수행되고, ii) 제한된 랭크 하에서의 SU-MIMO 리포트는 롱텀(long term) 주기로 수행될 수 있다.
2. 베스트 컴파니언 CQI ( Best Companion CQI ) 모드
베스트 컴파니언 CQI의 피드백은 MU-MIMO를 위한 향상된 피드백 지원을 제공하는 데에 이용될 수 있다. 근본적으로, 베스트 컴파니언 PMI는 기지국에게 특정 단말에 대한 널 스페이스(null-space)에 대한 정보를 알려준다. 그리고 이 정보는 기지국이 MU-MIMO 프리코딩 매트릭스를 생성하는 데에 도움이 될 수 있다.
주어진 수의 간섭 레이어들에 대해, 베스트 컴파니언 CQI는 베스트 컴파니언 PMI에 대응하는 프리코딩 매트릭스가 간섭 레이어들 또는 간섭 단말들을 위한 프리코딩 매트릭스로 사용된다는 가정 하에서의 단말간 간섭을 나타낼 수 있다. 베스트 컴파니언 PMI가 복수개인 경우, 베스트 컴파니언 CQI도 복수 개일 수 있다.
널 스페이스를 나타내는 베스트 컴파니언 PMI와 같은 추가적인 PMI를 전송하는 대신, 단말은 신호 공간(signal space)을 보다 잘 설명하기 위해 추가적인 PMI를 전송할 수도 있다.
많은 시나리오에서, 베스트 컴파니언 PMI에 대응하는 프리코딩 매트릭스는 단말의 PMI(즉, SU-MIMO PMI)에 대응하는 선호되는 프리코딩 매트릭스(즉, 단말에 의해 선택된 선호되는 코드워드)에 직교(orthogonal)할 수 있다. 그리고 베스트 컴파니언 CQI는 단말들이 직교 프리코더(orthogonal precoder)들에 할당된다는 가정 하에서 계산될 수 있다. 이러한 방법으로 계산되는 베스트 컴파니언 CQI는 유니터리(unitary) 프리코딩 CQI 또는 PU2RC CQI로 불려진다.
이와 같은 시나리오에서, 베스트 컴파니언 PMI는 피드백되지 않고, 베스트 컴파니언 CQI만 피드백될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기본적인 SU-MIMO 리포트의 RI, PMI 및 CQI와 함께 직교 프리코더를 가정한 추가적인 베스트 컴파니언 CQI가 피드백될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위의 두 가지 방법에 있어서, CQI는 레퍼런스 랭크( reference rank) 로 표현되는 특정한 전송 랭크(즉, 기지국이 전송할 것으로 기대되는 레이어들의 실질적인 수)를 가정한 채로 계산된다. 레퍼런스 랭크는 기지국에 의해 결정될 수 있다. 그리고 레퍼런스 랭크에 대한 정보는 단말이 적절한 정보를 피드백할 수 있도록 돕기 위해 다운링크 채널을 이용하여 기지국에서 단말로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위의 두 가지 방법에 의하면 i)기지국은 보다 유연한 스케줄링을 수행할 수 있고, ii)다중 사용자를 스케줄링할 때의 CQI를 보다 정확하게 예측할 수 있다.
이하에서는, 위의 두 방법을 유니파이드 프레임워크(unified framework)에 적용하는 방법 및 제어 채널 상에서 위에서 설명한 정보를 피드백하는 구체적인 방법을 제공한다. 또한 단말이 베스트 컴파니언 CQI를 계산하는 방법 및 절차를 설명한다.
단말의 선호되는 랭크 및 레퍼런스 랭크에 의존하는 피드백
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 랭크에 따른 피드백 방법을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 랭크 제한 피드백 모드 및 베스트 컴파니언 CQI 모드로 불리는 앞에서 설명한 두 가지 방법들은 서로 다른 시나리오를 대상으로 한다.
즉, 랭크 제한 피드백 모드는 단말의 선호되는 랭크가 레퍼런스 랭크보다 크거나 같은 경우를 대상으로 한다. 그리고 베스트 컴파니언 CQI 모드는 레퍼런스 랭크가 단말의 선호되는 랭크보다 크거나 같은 경우를 대상으로 한다.
랭크 제한 피드백은 SU-MIMO PMI에 대응하는 선호되는 프리코딩 매트릭스가 넓은 공간을 양자화하고, 선호되는 프리코딩 매트릭스의 컬럼(column)들이 공간의 도미넌트 아이겐벡터(dominant eigenvector)를 정확하게 근사할 필요가 없다는 사실을 다룬다.
한편, 베스트 컴파니언 QCI 및 베스트 컴파니언 PMI는 단말이 이웃 단말들과 함께 스케줄링되는 시나리오를 대상으로 한다. 간섭 프리코더를 근사적으로 추측함으로써, 단말은 간섭에 대한 정보를 베스트 컴파니언 CQI에 포함시킬 수 있다.
통계적으로 베스트 컴파니언 PMI는 SU-MIMO PMI에 직교할 수 있으므로, 베스트 컴파니언 PMI는 피드백되지 않을 수 있다. 따라서 직교 프리코더들을 가정하는 베스트 컴파니언 CQI가 피드백될 수 있다.
따라서, 단말의 선호되는 랭크 < 레퍼런스 랭크인 경우(즉, 베스트 컴파니언 CQI 모드), 추가적인 PMI가 피드백되지 않을 수 있다. 하지만, 단말의 선호되는 랭크 > 레퍼런스 랭크인 경우(즉, 랭크 제한 피드백 모드), 추가적인 PMI는 피드백될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, i)단말의 선호되는 랭크 및 ii)레퍼런스 랭크에 의존하여 단말이 피드백하는 정보의 종류가 달라질 수 있다.
- 단말의 선호되는 랭크 > 레퍼런스 랭크인 경우(즉, 랭크 제한 피드백 모드), 단말은 i)레퍼런스 랭크보다 작거나 같도록 제한된 선호되는 랭크에 대응하는 랭크 지시자 ii)PMI 및 iii)코드워드의 수에 의존하는 적어도 하나의 CQI를 피드백한다. 이러한 피드백은 SU-MIMO 리포트와 유사하지만, 선호되는 랭크가 레퍼런스 랭크보다 작거나 같다는 점에 특징이 있다.
- 단말의 선호되는 랭크 < 레퍼런스 랭크인 경우(즉, 베스트 컴파니언 CQI 모드), 단말은 단말들의 스케줄링에 사용되는 프리코딩 매트릭스들이 서로 직교하다는 가정 하에서의 적어도 하나의 베스트 컴파니언 CQI를 기지국으로 피드백한다.
- 단말의 선호되는 랭크 = 레퍼런스 랭크인 경우, 단말은 MU-MIMO 리포트를 수행하지 않을 수 있다.
베스트 컴파니언 CQI
앞에서 설명한 바와 같이, 베스트 컴파니언 CQI는 직교 프리코더들을 가정한 MU-MIMO 간섭을 설명한다. 단말의 선호되는 랭크 각각 및 레퍼런스 랭크 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI를 계산하는 절차를 설명한다.
<기지국의 안테나가 4개(4 Tx )인 경우>
베스트 컴파니언 CQI를 계산하기 위하여, 단말은 몇몇 베스트 컴파니언 PMI를 가정할 필요가 있다. 주어진 베스트 컴파니언 PMI 및 SU-MIMO PMI(즉, 단말의 선호되는 PMI)를 이용하여 단말은 수신 필터(receive filter)를 계산할 수 있고 베스트 컴파니언 PMI로 인해 생성되는 간섭을 고려한 베스트 컴파니언 CQI를 계산할 수 있다. 이하에서는 베스트 컴파니언 PMI를 결정하는 두 방법을 설명하고, 베스트 컴파니언 CQI를 계산하는 방법을 설명한다.
기지국이 4개의 안테나를 사용하는 경우, 프리코딩 매트릭스
Figure pat00001
는 [표 1] 또는 [표 1]의 서브셋(subset)으로부터 선택될 수 있다. [표 1] 은 3GPP LTE 시스템에서 기지국이 4개의 안테나를 사용하는 경우의 코드북이다. 만약 시스템이 달라지면 코드북 또한 달라지지만, 전체적인 프로세스는 동일할 수 있다.
Figure pat00002
는
Figure pat00003
로부터 집합 {s}에 의해 주어지는 컬럼(column)들에 의해 정의되는 매트릭스를 나타낸다. I는
Figure pat00004
단위 행렬이고
Figure pat00005
은 [표 1]에 주어져 있다.
Figure pat00006
<베스트 컴파니언 PMI의 결정 - 방법 1>
방법 1에서 베스트 컴파니언 PMI는 랭크 1에 대응하는 코드북(즉, 랭크 1 코드북) 내에서 선택될 수 있다.
1. 단말의 선호되는 랭크 =1인 경우
4Tx LTE 코드북(즉, 기지국의 안테나가 4개인 경우에 대한 LTE 코드북)의 인덱스 1번 내지 4번에 해당하는 코드워드들(즉, 프리코딩 매트릭스들)은 상호간에 직교(mutually orthogonal)한다. 5번 내지 8번에 해당하는 코드워드들, 9번 내지 12번에 해당하는 코드워드들 및 13번 내지 16번에 해당하는 코드워드들에도 같은 원리가 적용될 수 있다. 따라서, 코드워드들에 대응하는 16개의 벡터들은 직교 벡터들에 대한 4개의 집합으로 분류될 수 있다.
(1) 레퍼런스 랭크=2인 경우
랭크 1 SU-MIMO PMI들 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI를 계산하기 위한 베스트 컴파니언 PMI의 후보들이 정의될 수 있다.
예를 들어 베스트 컴파니언 PMI의 후보들은 [표 2]와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00007
[표 2]를 참조할 때, SU-MIMO PMI에 해당하는 코드워드 인덱스가 1인 경우, 이에 대응하는 후보 1의 베스트 컴파니언 PMI는 3임을 알 수 있다. 즉, 단말은 기지국의 프리코딩 매트릭스가 [PMI_1, PMI_3]인 것으로 가정하고(PMI_n은 인덱스 n에 대응하는 코드워드임), PMI_3에 대응하는 레이어를 간섭 레이어로, PIM_1에 대응하는 레이어를 신호 레이어로 가정하고 베스트 컴파니언 CQI를 계산할 수 있다.
코드워드 인덱스 5 내지 16에 대한 베스트 컴파니언 PMI의 후보들이 [표 3] 내지 [표 5]에 도시되어 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
[표 1] 내지 [표 5]에 도시된 베스트 컴파니언 PMI의 후보들을 조합하면 SU-MIMO PMI에 해당하는 코드워드의 인덱스와 베스트 컴파니언 PMI의 페어(pair)를 포함하는 테이블이 완성된다. 완성된 테이블의 한 예가 [표 6]에 도시되어 있다.
Figure pat00011
단말은 모든 후보들에 대한 베스트 컴파니언 CQI들을 피드백할 수도 있다. 이 경우, 피드백 오버헤드는 증가할 수 있지만 SU-MIMO와 MU-MIMO 사이의 동적 스위칭을 더 향상할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 단말은 베스트 컴파니언 CQI들의 모든 후보들에 대한 평균으로서 획득되는 하나의 베스트 컴파니언 CQI를 피드백할 수도 있다. 예를 들어, SU-MIMO PMI가 1인 경우, 단말은 3개의 베스트 컴파니언 CQI들-즉, 베스트 컴파니언 PMI가 2인 베스트 컴파니언 CQI, 베스트 컴파니언 PMI가 3인 베스트 컴파니언 CQI 및 베스트 컴파니언 PMI가 4인 베스트 컴파니언 CQI-에 대한 평균으로서 획득되는 베스트 컴파니언 CQI를 피드백할 수 있다.
(2) 레퍼런스 랭크=3인 경우
랭크 1 SU-MIMO PMI들 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI를 계산하기 위한 두 개의 베스트 컴파니언 PMI들에 대한 후보들이 정의될 수 있다.
예를 들어, 베스트 컴파니언 PMI들의 후보들은 [표 7]과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00012
[표 7]을 참조할 때, SU-MIMO PMI에 해당하는 코드워드 인덱스가 1인 경우, 이에 대응하는 후보 1의 베스트 컴파니언 PMI들은 2 및 3임을 알 수 있다. 즉, 단말은 기지국의 프리코딩 매트릭스가 [PMI_1, PMI_2, PIM_3]인 것으로 가정하고, PMI_2 및 PMI_3에 대응하는 레이어를 간섭 레이어로, PIM_1에 대응하는 레이어를 신호 레이어로 가정하고 베스트 컴파니언 CQI를 계산할 수 있다.
코드워드 인덱스 5 내지 16에 대한 베스트 컴파니언 PMI들의 후보들이 [표 8] 내지 [표 10]에 도시되어 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
[표 7] 내지 [표 10]에 도시된 베스트 컴파니언 PMI들의 후보들을 조합하면 SU-MIMO PMI에 해당하는 코드워드의 인덱스와 2개의 베스트 컴파니언 PMI들의 페어(pair)를 포함하는 테이블이 완성될 수 있다.
(3)레퍼런스 랭크=4인 경우
랭크 1 SU-MIMO PMI들 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI를 계산하기 위한 세 개의 베스트 컴파니언 PMI들에 대한 후보가 정의될 수 있다.
예를 들어, 베스트 컴파니언 PMI들의 후보는 [표 11] 내지 [표 14]와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
[표 11] 내지 [표 14]에 도시된 베스트 컴파니언 PMI들의 후보를 조합하면 SU-MIMO PMI에 해당하는 코드워드의 인덱스와 3개의 베스트 컴파니언 PMI들의 페어(pair)를 포함하는 테이블이 완성될 수 있다.
- 전력 할당 -
단말이 CQI를 계산할 때, 단말은 각 코드워드들에 대해 서로 다른 전력 할당을 가정할 수 있다. 예를 들어, 레퍼런스 랭크=4일 때, 단말은 랭크 1 SU-MIMO PMI에 대해 전체 전력의 1/2이 할당되고 나머지 베스트 컴파니언 PMI들에 대해 각각 전체 전력의 1/6이 할당되는 것으로 가정할 수 있다. 가능한 전력 할당 후보들은 아래와 같다.
[랭크 1 SU-MIMO PMI의 전력 / 베스트 컴파니언 PMI의 전력/ 베스트 컴파니언 PMI의 전력 / 베스트 컴파니언 PMI의 전력]
Figure pat00020

- 베스트 컴파니언 CQI -
SU-MIMO PMI 및 베스트 컴파니언 PMI에 기초하여, 단말은 매트릭스 Vg = [SU-MIMO PMI에 대응하는 코드워드, 베스트 컴파니언 PMI들에 대응하는 코드워드들]를 생성할 수 있다. 그리고 단말은 Vg의 첫 번째 컬럼(column)(즉, SU-MIMO PMI에 대응하는 코드워드의 첫 번째 컬럼)을 단말을 위한 프리코딩 매트릭스로, Vg의 나머지 컬럼들(즉, SU-MIMO PMI에 대응하는 코드워드의 나머지 컬럼들 및 베스트 컴파니언 PMI들에 대응하는 코드워드들)을 간섭 프리코딩 매트릭스로 가정하여 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio; SINR)로서의 베스트 컴파니언 CQI 를 계산할 수 있다. 구체적으로, 레퍼런스 랭크가 R일 때 단말 k에 대한 베스트 컴파니언 CQI는 [수학식 1]과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00021
b는 MMSE와 같은 수신 빔포밍 벡터(receive beamforming vector)이고, Vg(m)은 유니터리 매트릭스 Vg의 m번째 컬럼 벡터이다. P는 전체 전송 전력이다. 단위 전력 잡음(unit power noise) 및 스트림들 간의 동일한 전력 할당을 가정한다.
2. 단말의 선호되는 랭크 =2인 경우
단말의 선호되는 랭크=2인 경우, 단말이 하나의 PMI 및 각 레이어에 대한 2개의 CQI를 포함하는 SU-MIMO 리포트를 수행할 때, 단말은 랭크 2의 SU-MIMO에 대해 스케줄링되거나, 하나의 레이어에 대한 MU-MIMO로 스케줄링되거나, 2개의 레이어에 대한 MU-MIMO로 스케줄링될 수 있다.
기지국의 안테나가 4개인 경우에 대해, 단말은 가장 높은 CQI에 대응하는 PMI에 대한 코드워드의 컬럼에 기초하여 하나의 레이어에 대한 MU-MIMO로 스케줄링될 수 있다.
따라서, 베스트 컴파니언 PMI들에 대한 코드워드들이 가장 높은 CQI에 대응하는 PMI에 대한 코드워드의 컬럼과 직교할 때, 베스트 컴파니언 CQI는 가장 높은 CQI에 대응하는 PMI에 대한 코드워드의 컬럼에 대응하는 레이어의 CQI를 설명할 수 있다.
보다 구체적으로, 랭크 2에 대응하는 4Tx LTE 코드북에서의 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 첫 번째 컬럼은 랭크 1에 대응하는 코드북에서의 랭크 1 PMI에 대한 코드워드와 동일하다. 따라서 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 첫 번째 컬럼을 위한 베스트 컴파니언 PMI의 후보들은 앞에서 논의한 단말의 선호되는 랭크가 1인 경우의 테이블을 이용하여 표현될 수 있다.
(1)레퍼런스 랭크=3인 경우
아래 [표 15] 및 [표 16]에 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 두 번째 컬럼이 가장 높은 CQI를 가지는 경우의 베스트 컴파니언 PMI의 후보들이 도시되어 있다.
Figure pat00022
Figure pat00023
[표 16]을 참조하면, 랭크 2 코드워드 인덱스 5에 해당하는 코드워드의 두 번째 컬럼에 대응하는 베스트 컴파니언 PMI는 랭크 1 코드북의 PMI_5 및 랭크 1 코드북의 PMI_7이다. 즉, 베스트 컴파니언 PMI들이 상호간에 직교함을 알 수 있다. 랭크 1 코드북에서, 랭크 2 코드워드 인덱스 5에 해당하는 코드워드의 두 번째 컬럼에 직교하는 다른 PMI 후보는 발견되지 않는다.
비-직교(non-orthogonal) 베스트 컴파니언 PMI를 고려하는 경우, 베스트 컴파니언 PMI의 후보들의 수가 확장될 수 있다.
- 랭크 2 코드워드 인덱스 5에 해당하는 코드워드의 두 번째 컬럼은 랭크 1 코드북의 인덱스 1,2,9,10,11,12에 해당하는 PMI들과 비교적(relatively) 낮은 상관관계(correlation)를 갖는다.
- 랭크 2 코드워드 인덱스 6에 해당하는 코드워드의 두 번째 컬럼은 랭크 1 코드북의 인덱스 2,3,10,11,13,16에 해당하는 PMI들과 비교적 낮은 상관관계를 갖는다.
따라서, 위와 같이 낮은 상관 관계를 갖는 PMI 후보들을 [표 16]에 추가함으로써 [표 17]이 획득될 수 있다.
Figure pat00024
나머지 랭크 2 코드워드 인덱스들에 대한 베스트 컴파니언 PMI들의 후보들이 [표 18] 및 [표 19]에 도시되어 있다.
Figure pat00025
Figure pat00026
[표 15], [표 16], [표 18] 및 [표 19]에 도시된 베스트 컴파니언 PMI들의 후보들을 조합하면 레퍼런스 랭크=3에 대한 랭크 2 코드워드 인덱스와 2개의 랭크 1 베스트 컴파니언 PMI들의 페어(pair)를 포함하는 테이블이 완성될 수 있다. 물론 [표 15], [표 17], [표 18] 및 [표 19]의 조합을 통해서도 테이블이 완성될 수 있다.
(1)레퍼런스 랭크=4인 경우
레퍼런스 랭크가 4인 경우에도 랭크 1 코드북의 코드워드들을 이용하여 랭크 2 코드워드에 대한 베스트 컴파니언 PMI들의 후보들을 나타낼 수 있다. [표 20] 내지 [표 23]에 베스트 컴파니언 PMI의 후보들이 도시되어 있다.
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
[표 20] 내지 [표 23]의 조합을 통해 레퍼런스 랭크=4에 대한 랭크 2 코드워드 인덱스와 3개의 랭크 1 베스트 컴파니언 PMI들의 페어(pair)를 포함하는 테이블이 완성될 수 있다.
단말의 선호되는 랭크=2인 경우데 대한 베스트 컴파니언 CQI는 [수학식 1]과 유사한 방법으로 계산될 수 있다.
<베스트 컴파니언 PMI의 결정 - 방법 2>
방법 2에서 베스트 컴파니언 PMI는 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 결정될 수 있다.
1. 단말의 선호되는 랭크 =1인 경우
단말은 랭크 1 코드북에서 PMI를 선택할 수 있다. 주어진 레퍼런스 랭크에 대해, 베스트 컴파니언 PMI에 대한 코드워드들은 단말이 선택한 PMI에 대한 코드워드를 첫 번째 컬럼으로 갖는 프리코딩 매트릭스의 컬럼들로 결정될 수 있다. 그리고 프리코딩 매트릭스는 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북에 포함될 수 있다.
(1)레퍼런스 랭크=2인 경우
단말이 선택한 랭크 1 PMI와 동일한 인덱스를 갖는 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 두 번째 컬럼이 베스트 컴파니언 PMI가 될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 첫 번째 컬럼은 단말이 선택한 랭크 1 PMI에 대한 코드워드와 동일하다. 따라서, 단말이 선택한 랭크 1 PMI와 베스트 컴파니언 PMI는 직교할 수 있다. [표 24] 및 [표 25]에 구체적인 예가 도시되어 있다.
Figure pat00031
Figure pat00032
[표 20] 내지 [표 23]의 조합을 통해 레퍼런스 랭크=4에 대한 랭크 2 코드워드 인덱스와 3개의 랭크 1 베스트 컴파니언 PMI들의 페어(pair)를 포함하는 테이블이 완성될 수 있다.
단말의 선호되는 랭크=2인 경우데 대한 베스트 컴파니언 CQI는 [수학식 1]과 유사한 방법으로 계산될 수 있다.
<베스트 컴파니언 PMI의 결정 - 방법 2>
방법 2에서 베스트 컴파니언 PMI는 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 결정될 수 있다.
1. 단말의 선호되는 랭크 =1인 경우
단말은 랭크 1 코드북에서 PMI를 선택할 수 있다. 주어진 레퍼런스 랭크에 대해, 베스트 컴파니언 PMI에 대한 코드워드들은 단말이 선택한 PMI에 대한 코드워드를 첫 번째 컬럼으로 갖는 프리코딩 매트릭스의 컬럼들로 결정될 수 있다. 그리고 프리코딩 매트릭스는 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북에 포함될 수 있다.
(1)레퍼런스 랭크=2인 경우
단말이 선택한 랭크 1 PMI와 동일한 인덱스를 갖는 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 두 번째 컬럼이 베스트 컴파니언 PMI가 될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 랭크 2 PMI에 대한 코드워드의 첫 번째 컬럼은 단말이 선택한 랭크 1 PMI에 대한 코드워드와 동일하다. 따라서, 단말이 선택한 랭크 1 PMI와 베스트 컴파니언 PMI는 직교할 수 있다. [표 24] 및 [표 25]에 구체적인 예가 도시되어 있다.
Figure pat00033
Figure pat00034
(2)레퍼런스 랭크=4인 경우
랭크 1 PMI와 동일한 인덱스를 갖는 랭크 4 PMI에 대한 코드워드의 두 번째, 세 번째 및 네 번째 컬럼들이 베스트 컴파니언 PMI들이다. 구체적인 예가 [표 28] 내지 [표 29]에 도시되어 있다.
Figure pat00035
Figure pat00036
2. 단말의 선호되는 랭크 =2인 경우
단말의 선호되는 랭크=2인 경우, 베스트 컴파니언 PMI들에 대한 코드워드들이 SU-MIMO 리포트에서 가장 높은 CQI를 갖는 코드워드의 컬럼과 직교할 때, 베스트 컴파니언 CQI는 SU-MIMO 리포트에서 가장 높은 CQI를 갖는 코드워드의 컬럼에 대응하는 레이어의 CQI를 설명할 수 있다.
(1)레퍼런스 랭크=2인 경우
베스트 컴파니언 CQI 및 SU-MIMO CQI는 서로 오버랩되고 동일한 정보를 제공한다. 따라서, 이 경우 단말은 추가적인 베스트 컴파니언 CQI를 피드백하지 않을 수 있다.
(2)레퍼런스 랭크=3인 경우
랭크 2 SU-MIMO PMI 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI의 계산에 이용되는 두 개씩의 베스트 컴파니언 PMI들이 정의될 수 있다.
- 첫 번째 베스트 컴파니언 PMI는 가장 작은 CQI를 갖는 랭크 2 SU-MIMO PMI에 대한 코드워드의 컬럼에 대응된다.
- 두 번째 베스트 컴파니언 PMI는 인덱스가 랭크 2 SU-MIMO PMI와 동일한 랭크 3 PMI의 컬럼들 중 랭크 2 SU-MIMO PMI에 대한 코드워드에 포함되지 않는 컬럼에 대응된다.
구체적인 예가 [표 30] 및 [표 31]에 나타나 있다.
Figure pat00037
Figure pat00038
(3)레퍼런스 랭크=4인 경우
랭크 2 SU-MIMO PMI 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI의 계산에 이용되는 세 개씩의 베스트 컴파니언 PMI들이 정의될 수 있다.
- 첫 번째 베스트 컴파니언 PMI는 가장 작은 CQI를 갖는 랭크 2 SU-MIMO PMI에 대한 코드워드의 컬럼에 대응된다.
- 두 번째 및 세 번째 베스트 컴파니언 PMI는 인덱스가 랭크 2 SU-MIMO PMI와 동일한 랭크 4 PMI의 컬럼들 중 랭크 2 SU-MIMO PMI에 대한 코드워드에 포함되지 않는 컬럼에 대응된다.
구체적인 예가 [표 32] 및 [표 33]에 나타나 있다.
Figure pat00039
Figure pat00040
<기지국의 안테나가 8개(8 Tx )인 경우>
기지국의 안테나가 8개인 경우, LTE-A 코드북을 이용하여 위와 같은 방법의 적용이 가능하다. 기지국의 안테나가 8개인 경우, 이용되는 코드북이 [표 34] 내지 [표 41]에 도시되어 있다. 여기서,
Figure pat00041
이고,
Figure pat00042
이다.
Figure pat00043
[표 34]는 1-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00044
[표 35]는 2-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00045
[표 36]은 3-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00046
[표 37]은 4-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00047
[표 38]는 5-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00048
[표 39]는 6-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00049
[표 40]은 7-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
Figure pat00050
[표 41]은 8-레이어 CSI 피드백을 위한 코드북이다.
위와 같은 코드북을 이용하여, 기지국의 안테나가 4개일 때 베스트 컴파니언 PMI를 결정하는 방법 1 및 방법 2와 같이 코드워드 인덱스와 베스트 컴파니언 PMI간의 매핑 관계를 나타낸 테이블이 유도될 수 있다.
<베스트 컴파니언 PMI의 결정 - 방법 1>
1. 단말의 선호되는 랭크 =1인 경우
랭크 1 SU-MIMO PMI 각각에 대해, 베스트 컴파니언 CQI의 계산에 이용되는 베스트 컴파니언 PMI의 후보들이 아래와 같이 정해질 수 있다.
(1) 레퍼런스 랭크=2인 경우
두 가지 옵션이 존재한다.
- 랭크 1 SU-MIMO 리포트와 같은 i2 인덱스와 동일하고 고정된 i2 엔트리에 대해, 베스트 컴파니언 W가 랭크 1 SU-MIMO PMI W에 직교하도록 하는 i1 엔트리의 후보들이 [표 42]에 도시되어 있다.
Figure pat00051
- 랭크 1 SU-MIMO 리포트와 같은 i1 인덱스와 동일하고 고정된 i1 엔트리에 대해, 베스트 컴파니언 W가 랭크 1 SU-MIMO PMI W에 직교하도록 하는 i2 엔트리의 후보들이 [표 43]에 도시되어 있다.
Figure pat00052
(2) 레퍼런스 랭크=3인 경우
랭크 1 SU-MIMO PMI 각각에 대해, CQI의 계산에 이용되는 두 개씩의 선호되는 베스트 컴파니언 PMI들이 [표 44]와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00053
(3) 레퍼런스 랭크=4인 경우
랭크 1 SU-MIMO PMI 각각에 대해, CQI의 계산에 이용되는 세 개씩의 선호되는 베스트 컴파니언 PMI들이 [표 45]와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00054
- 전력 할당-
단말이 CQI를 계산할 때, 단말은 각 코드워드들에 대해 서로 다른 전력 할당을 가정할 수 있다. 예를 들어, 레퍼런스 랭크=4일 때, 단말은 랭크 1 SU-MIMO PMI에 대해 전체 전력의 1/2이 할당되고 나머지 베스트 컴파니언 PMI들에 대해 각각 전체 전력의 1/6이 할당되는 것으로 가정할 수 있다. 가능한 전력 할당 후보들은 아래와 같다.
[랭크 1 SU-MIMO PMI의 전력 / 베스트 컴파니언 PMI의 전력/ 베스트 컴파니언 PMI의 전력 / 베스트 컴파니언 PMI의 전력]
Figure pat00055

PUSCH 를 이용한 피드백 메커니즘
이하에서 베스트 컴파니언 CQI 의 피드백(즉, 레퍼런스 랭크가 단말의 선호되는 랭크보다 큰 경우)을 위한 PUSCH 모드들의 확장에 대해 설명한다.
(1) PUSCH 1-2의 확장
복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI 및 적어도 하나의 와이드밴드 베스트 컴파니언 CQI가 동일한 서브 프레임을 통해 피드백될 수 있다.
(2) PUSCH 3-1의 확장
첫 번째 옵션으로, 하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 와이드밴드 CQI와 관련된 복수의 차동(differential) 서브밴드 CQI(차동 서브밴드 CQI 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 선택적인(optional) 레이어 별 하나씩의 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI 및 서브밴드 별 차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들(차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들은 와이드밴드 CQI 또는 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI와 관련됨)이 동일한 서브 프레임을 통해 피드백될 수 있다.
두 번째 옵션은 오버헤드를 줄이기 위한 방법이다. 구체적으로, 하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 선택적인(optional) 레이어 별 하나씩의 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI 및 서브밴드 별 차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들(베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들은 와이드밴드 CQI 또는 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI와 관련됨)이 동일한 서브 프레임을 통해 피드백될 수 있다.
(3) PUSCH 2-2의 확장
첫 번째 옵션으로, 하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 선택적인(optional) 레이어 별 하나씩의 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI, 최적의 서브밴드들에 대해 선택된 하나의 서브밴드 PMI, 최적의 서브밴드들에 대한 레이어 별 차동 CQI, 최적의 서브밴드들에 대한 복수의 차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들(차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI는 와이드밴드 CQI 또는 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI와 관련됨)이 동일한 서브 프레임을 통해 피드백될 수 있다.
두 번째 옵션은 오버헤드를 줄이기 위한 방법이다. 구체적으로, 하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 선택적인(optional) 레이어 별 하나씩의 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI, 최적의 서브밴드들에 대해 선택된 하나의 서브밴드 PMI, 최적의 서브밴드들에 대한 복수의 차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들(차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI는 와이드밴드 CQI 또는 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI에 관련됨) 이 동일한 서브 프레임을 통해 피드백될 수 있다.
(4) PUSCH 3-2의 확장
첫 번째 옵션으로, 복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 선택적인(optional) 레이어 별 하나씩의 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI, 와이드밴드 CQI와 관련된 복수의 차동 서브밴드 CQI(차동 서브밴드 CQI 각각은 서로 다른 코드워드 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨) 및 서브밴드 별 차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들(차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI는 와이드밴드 CQI 또는 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI에 관련됨)이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
두 번째 옵션은 오버헤드를 줄이기 위한 방법이다. 구체적으로, 복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 선택적인(optional) 레이어 별 하나씩의 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI, 서브밴드 별 차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI들(차동 베스트 컴파니언 서브밴드 CQI는 와이드밴드 CQI 또는 베스트 컴파니언 와이드밴드 CQI에 관련됨)이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
이하에서는 랭크 제한 피드백(즉, 레퍼런스 랭크가 단말의 선호되는 랭크보다 작은 경우)을 위한 PUSCH 모드들의 확장에 대해 설명한다. 아래에서는 와이드밴드 제한 PMI 피드백의 경우를 예로써 설명한다.
(1) PUSCH 1-2의 확장
첫 번째 옵션으로, 복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 복수의 랭크 제한(rank restricted) PMI(복수의 랭크 제한 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨) 및 레이어 별 하나씩의 제한된(restricted) 와이드밴드 CQI가 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
두 번째 옵션은 오버헤드를 줄이기 위한 방법이다. 구체적으로, 복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 하나의 와이드밴드 랭크 제한 PMI 및 코드워드 별 하나씩의 제한된 와이드밴드 CQI가 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
(2) PUSCH3-1의 확장
하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 와이드밴드 CQI와 관련된 복수의 차동 서브밴드 CQI(차동 서브밴드 CQI 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 하나의 랭크 제한 와이드밴드 PMI, 또는 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 와이드밴드 CQI 및 랭크 제한 와이드밴드 CQI와 관련된 복수의 차동 랭크 제한 서브밴드 CQI들(차동 랭크 제한 서브밴드 CQI들 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨)이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
(3) PUSCH 2-2의 확장
첫 번째 옵션으로, 하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 최적의 서브밴드들에 대해 선택된 하나의 서브밴드 PMI, 최적의 서브밴드들에 대한 레이어 별 하나씩의 차동 CQI, 하나의 랭크 제한 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 와이드밴드 CQI, 최적의 서브밴드들에 대해 선택된 하나의 랭크 제한 서브밴드 PMI 및 최적의 서브밴드들에 대한 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 차동 CQI들이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
두 번째 옵션으로, 하나의 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 최적의 서브밴드들에 대해 선택된 하나의 서브밴드 PMI, 최적의 서브밴드들에 대한 레이어 별 하나씩의 차동 CQI, 하나의 랭크 제한 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 와이드밴드 CQI 및 최적의 서브밴드들에 대한 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 차동 CQI들이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
(4) PUSCH 3-2의 확장
첫 번째 옵션으로, 복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 와이드밴드 CQI에 관한 복수의 차동 서브밴드 CQI(차동 서브밴드 CQI 각각은 서로 다른 코드워드 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 복수의 랭크 제한 서브밴드 PMI(랭크 제한 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 와이드밴드 CQI 및 랭크 제한 와이드밴드 CQI에 관련된 복수의 랭크 제한 차동 서브밴드 CQI들(랭크 제한 차동 서브밴드 CQI들 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨)이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
두 번째 옵션으로, 복수의 서브밴드 PMI(복수의 서브밴드 PMI 각각은 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 레이어 별 하나씩의 와이드밴드 CQI, 와이드밴드 CQI에 관한 복수의 차동 서브밴드 CQI(차동 서브밴드 CQI 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨), 하나의 랭크 제한 와이드밴드 PMI, 레이어 별 하나씩의 랭크 제한 와이드밴드 CQI 및 랭크 제한 와이드밴드 CQI에 관련된 복수의 랭크 제한 차동 서브밴드 CQI들(랭크 제한 차동 서브밴드 CQI 각각은 서로 다른 레이어 및 서로 다른 서브밴드에 대응됨)이 동일한 서브프레임을 통해 피드백될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말은 수신부(410), 제1 프리코딩 매트릭스 선택부(420), 제2 프리코딩 매트릭스 추출부(430), CQI 생성부(440), 송신부(450) 및 메모리(460)를 포함한다.
수신부(410)는 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크(reference rank)를 수신한다.
제1 프리코딩 매트릭스 선택부(420)는 단말의 선호되는 랭크(preferred rank)를 기초로 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스(단말의 SU-MIMO PMI에 대한 코드워드)를 선택한다. 제1 프리코딩 매트릭스 선택부(420)는 단말의 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택할 수 있다.
제2 프리코딩 매트릭스 추출부(430)는 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 랭크를 기초로 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 선호되는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스(즉, 베스트 컴파니언 PMI에 대한 코드워드)를 추출한다. 구체적으로, 제2 프리코딩 매트릭스 추출부(430)는 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 랭크를 기초로 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 계산하고, 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 이용하여 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
또한, 제2 프리코딩 매트릭스 추출부(430)는 단말의 선호되는 랭크에 대응하는 코드북 또는 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
제2 프리코딩 매트릭스 추출부(430)는 제1 프리코딩 매트릭스의 후보들과 제2 프리코딩 매트릭스의 후보들의 페어(pair)를 포함하는 미리 정의된 테이블을 이용하여 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
CQI 생성부(440)는 제1 프리코딩 매트릭스 및 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 기초로 단말의 적어도 하나의 채널 품질 지시자(즉, 베스트 컴파니언 CQI)를 생성한다. CQI 생성부(440)는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스로 인한 간섭을 기초로 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 생성할 수 있다.
송신부(450)는 CQI 생성부(440)에 의해 생성된 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 기지국으로 피드백한다.
메모리(460)는 제1 프리코딩 매트릭스의 후보들과 제2 프리코딩 매트릭스의 후보들의 페어(pair)를 포함하는 미리 정의된 테이블을 저장한다. 그리고 메모리(460)는 각종 코드북을 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말의 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말은 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크(reference rank)를 파악한다(510).
단말은 단말의 선호되는 랭크(preferred rank)를 기초로 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택한다(520).
그리고 단말은 레퍼런스 랭크 및 단말의 선호되는 랭크를 기초로 제1 프리코딩 매트릭스(단말의 SU-MIMO PMI에 대한 코드워드) 대응하는 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 선호되는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스(즉, 베스트 컴파니언 PMI에 대한 코드워드)를 추출한다(530). 이때, 단말은 제1 프리코딩 매트릭스와 직교하는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출할 수 있다.
단말은 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북에 포함된 복수의 코드워드들 중 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 코드워드를 선택하고, 선택된 코드워드를 이용하여 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로 선택된 코드워드에 포함된 컬럼들 중 제1 프리코딩 매트릭스에 포함된 컬럼을 제외한 나머지 컬럼들을 제2 프리코딩 매트릭스로 선택할 수 있다.
단말은 제1 프리코딩 매트릭스 및 어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 기초로 단말의 적어도 하나의 채널 품질 지시자(즉, 베스트 컴파니언 CQI)를 생성한다(540).
그리고 단말은 기지국으로 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 피드백한다(550).
지금까지 본 발명에 따른 단말의 통신 방법에 대해 설명하였다. 본 단말의 통신 방법에는 앞서 도 1 내지 도 4와 관련하여 다양한 실시예를 통하여 상술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말의 통신 방법에 있어서,
    상기 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크(reference rank)를 파악하는 단계;
    상기 단말의 선호되는 랭크(preferred rank)를 기초로 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계;
    상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 선호되는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계;
    상기 제1 프리코딩 매트릭스 및 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 기초로 상기 단말의 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 단계; 및
    상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 피드백하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는
    상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 계산하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는
    미리 정해진 테이블을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계이고,
    상기 테이블은 상기 제1 프리코딩 매트릭스의 후보들과 상기 제2 프리코딩 매트릭스의 후보들의 페어(pair)를 포함하는 단말의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는
    상기 제1 프리코딩 매트릭스와 직교하는 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 단계는
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스로 인한 간섭을 기초로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계는
    상기 단말의 상기 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는
    상기 단말의 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는
    상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단계는
    상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북에 포함된 복수의 코드워드들 중 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 코드워드를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 코드워드를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 선택된 코드워드를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계는
    상기 선택된 코드워드에 포함된 컬럼들 중 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 포함된 컬럼을 제외한 나머지 컬럼들을 상기 제2 프리코딩 매트릭스로 선택하는 단계
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  11. 기지국 및 단말을 포함하는 다중 입출력 통신 시스템에 있는 단말에 있어서,
    상기 기지국에 의해 결정된 레퍼런스 랭크(reference rank)를 수신하는 수신부;
    상기 단말의 선호되는 랭크(preferred rank)를 기초로 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 제1 프리코딩 매트릭스 선택부;
    상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 제1 프리코딩 매트릭스에 대응하는 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 선호되는 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 제2 프리코딩 매트릭스 추출부;
    상기 제1 프리코딩 매트릭스 및 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 기초로 상기 단말의 적어도 하나의 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator; CQI)를 생성하는 CQI 생성부; 및
    상기 기지국으로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 피드백하는 송신부
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 프리코딩 매트릭스 추출부는
    상기 레퍼런스 랭크 및 상기 단말의 선호되는 랭크를 기초로 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 계산하고, 상기 적어도 하나의 이웃 단말을 위한 랭크를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단말.
  13. 제11항에 있어서,
    제1 프리코딩 매트릭스의 후보들과 상기 제2 프리코딩 매트릭스의 후보들의 페어(pair)를 포함하는 미리 정의된 테이블을 저장하는 메모리
    를 더 포함하고,
    상기 제2 프리코딩 매트릭스 추출부는
    상기 테이블을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단말.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 CQI 생성부는
    상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스로 인한 간섭을 기초로 상기 적어도 하나의 채널 품질 지시자를 생성하는 단말.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 프리코딩 매트릭스 선택부는
    상기 단말의 상기 선호되는 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 단말을 위한 선호되는 제1 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단말.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제2 프리코딩 매트릭스 추출부는
    상기 단말의 선호되는 랭크에 대응하는 코드북 또는 상기 레퍼런스 랭크에 대응하는 코드북을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2 프리코딩 매트릭스를 추출하는 단말.
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