KR20120054100A - 프리코딩 행렬 코드북을 생성하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리코딩 행렬 코드북 생성 방법 및 장치에 관한 것이다. 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법은 a) L 개의 프리코딩 행렬로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북을 결정하는 단계, b) 채널 집합을 초기 프리코딩 행렬 코드북의 프리코딩 행렬에 일대일 대응하는 L 개의 채널 군으로 분할하는 단계, c) 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬을 선택하여 신규 프리코딩 행렬 코드북을 형성하는 단계, d) 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일한가를 평가하는 단계, e) 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하지 않다면, 신규 프리코딩 행렬 코드북을 초기 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하고, b) 단계로 돌아가서 진행하고, 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하다면, 신규 프리코딩 행렬 코드북을 다중 안테나 통신 시스템에서 사용될 프리코딩 행렬 코드북으로 채택하는 단계를 포함한다.

Description

프리코딩 행렬 코드북을 생성하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR GENERATING PRE-CODING MATRIX CODEBOOK}
본 발명은 일반적으로는 다중 안테나 통신 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로는 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법 및 장치, 그리고 프리코딩 행렬 코드북을 생성하기 위한 방법을 사용하는 다중 안테나 통신 시스템, 송신기 및 수신기에 관한 것이다.
최근까지 무선 통신 시스템은 급속히 발전해 왔다. 원래의 2세대(2G) 이동 통신 시스템, 즉, GSM(Global System for Mobile Communications)은 GPRS(general radio packet service) 및 EDGE(enhanced data rate GSM evolution)과 같은 기술로 끊임없이 발전하여 시스템의 데이터 송신 능력을 강화해 왔다. 예컨대 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA) 및 CDMA2000과 같은 기술로서 구현된 더 높은 송신 속도를 갖는 3세대(3G) 이동 통신 시스템도 역시 전 세계 다수의 국가와 지역에서 상업적 응용을 위해 개시 및 착수되었다. 동시에, 셀룰러 통신 기술의 발전에 있어서, 무선 근거리 통신망(WLAN)과 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)와 같은 다른 무선 접속 기술도 역시 빠르게 발전해 왔다. 더욱이, IEEE 802.16m 기술, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 및 4세대(4G) 이동 통신 시스템을 바라보는 3GPP LTE_Advance(advanced 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)와 같은 프로젝트도 역시 연구 및 개발 단계에 착수 및 진입하였다.
다중 입출력 다중 안테나 통신 시스템은 데이터 스트림의 병렬 송신을 지원할 수 있고, 그에 따라 시스템의 처리량을 크게 증가시킬 수 있으므로, 학문적 연구 및 실제적 적용에 많은 관심을 기울인 기술이 되었다. 일반적인 상황에서, 다중 안테나 송신에서의 병렬 데이터 스트림은 독립적인 전방향 오류 수정 코딩으로 먼저 수행되며, 그 후 코딩된 코드워드들이 하나 이상의 송신 계층에 매핑된다. 코드워드들이 복수의 송신 계층에 매핑될 때, 인코더로부터의 직렬 데이터 출력은 대응하는 다수의 계층으로 직렬-병렬 변환된다. 하나의 송신에서, 시스템에 의해 지원되는 모든 송신 계층의 수는 이 송신의 등급이라고 부르기도 한다.
일반적으로 말하면, 다중 안테나 통신 시스템의 송신에 의해 지원되는 계층 또는 등급의 수는 다중 안테나 통신 시스템의 물리적 안테나의 수보다 작거나 그와 동일하다. 각각의 계층의 데이터를 각각의 물리적 안테나 상의 데이터로 변환하는 과정은 신호의 프리코딩 과정이라 부른다. 구체적으로, 각각의 계층의 데이터를 선형 동작에 의해 각각의 물리적 안테나 상의 데이터로 변환하는 과정은 신호의 선형 프리코딩 과정이라고 한다. LTE 시스템과 WiMAX 시스템과 같은 현재 이용 가능한 무선 통신 시스템에서, 시스템의 컴퓨터 조작의 복잡성과 신호 처리 제어 복잡성 때문에 시스템은 미리 정해진 수의 프리코딩 행렬들을 미리 설계할 필요가 있다. 프리코딩 행렬들의 집합은 프리코딩 행렬 코드북이라고 하며, 프리코딩 행렬들의 수는 프리코딩 행렬 코드북의 크기라고 한다. 명백히, 프리코딩 행렬 코드북의 크기와 프리코딩 행렬 코드북의 요소 양쪽은 시스템의 상호 정보 및 처리량과 같은 성능 척도에 직접 영향을 끼친다.
종래 기술에서, 프리코딩 행렬 코드북은 통신 표준의 일부로서 고정된다. 달리 말하면, 동일한 통신 표준을 채택하는 상이한 무선 통신 장치들은 동일한 프리코딩 행렬 코드북을 갖춘다. 하지만, 고정된 프리코딩 행렬 코드북은 특정한 환경에서는 통신 장치에 반드시 적합한 것은 아니며, 통신 장치는 자신의 프리코딩 행렬 코드북을 생성할 수 없다. 따라서 어떻게 더 우수한 프리코딩 행렬 코드북을 현재 이용 가능한 프리코딩 행렬 코드북들로부터 생성하는가 하는 문제가 남아 있다.
마찬가지로, 프리코딩 행렬 코드북이 없다면, 이제는 어떻게 높은 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬 코드북을 신속하게 생성하는가 하는 시급한 해결책이 필요한 문제가 있게 된다.
본 발명의 참고 문헌이 아래에 열거되며, 본 발명 명세서의 상세한 설명에 상세히 기재되는 것처럼 본 명세서에 통합된다.
1. 유럽 특허 출원 공개 공보: EP1919097A1, 명칭: "코드북 생성기, 코드북 및 MIMO 송신을 갖는 프리코딩 기법에 사용되도록 갱신 행렬을 생성하는 방법(Codebook generator, codebook and method for generating update matrices to be used in a precoding scheme with MIMO transmission)"
2. 미국 특허 출원 공개 공보: US2008080449A1, 명칭: "제한된 피드백 시스템을 위한 일반화된 코드북 설계 방법(Generalized codebook design method for limited feedback systems)"
3. 미국 특허 출원 공개 공보: US2008165876A1, 명칭: "MIMO 시스템을 위한 프리코딩 코드북 생성 장치 및 이 장치의 사용 방법(APPARATUS FOR GENERATING PRECODING CODEBOOK FOR MIMO SYSTEM AND METHOD USING THE APPARATUS)"
4. 미국 특허 출원 공개 공보: US2008292013A1, 명칭: "MIMO 시스템을 위한 내포형 프리코딩 코드북 구조(NESTED PRECODING CODEBOOK STRUCTURES FOR MIMO SYSTEMS)"
5. 미국 특허 출원 공개 공보: US2008303699A1, 명칭: "전력 불균형에 강건한 MIMO 무선 프리코딩 시스템(MIMO wireless precoding system robust to power imbalance)"
6. 미국 특허 출원 공개 공보: US2008316910A1, 명칭: "하향 다중 사용자 MIMO 이동 방송 시스템에 사용하기 위한 복소수 벡터 양자화 코드북(Complex vector quantization codebook for use in downlink multi-user MIMO mobile broadcast systems)"
7. 미국 특허 출원 공개 공보: US2009006518A1, 명칭: "MIMO 무선 통신 시스템을 위한 단순 MIMO 프리코딩 코드북 설계(Simple MIMO precoding codebook design for a MIMO wireless communications system)"
8. 국제 특허 출원 공개 공보: WO2008086239A1, 명칭: " MIMO 시스템을 위한 프리코딩 코드북(PRECODING CODEBOOK FOR MIMO SYSTEMS)"
9. 국제 특허 출원 공개 공보: WO2008097035A1, 명칭: "코드북 생성 방법 및 다극 다중 입출력(MIMO) 시스템을 위한 코드북 생성 장치(CODEBOOK GENERATING METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING A CODEBOOK FOR MULTI-POLARIZED MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT (MIMO) SYSTEMS)"
10. 국제 특허 출원 공개 공보: WO2008137523A1, 명칭: "다중 입출력 무선 시스템을 위한 코드북 방법(A CODEBOOK METHOD FOR MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT WIRELESS SYSTEM)"
본 발명의 목적은 다중 안테나 통신 시스템에서 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 초기 프리코딩 행렬 코드북으로부터 더 우수한 시스템 성능 척도를 갖는 신규한 프리코딩 행렬 코드북을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 장치를 제공하는 것이다. 이 장치는 초기 프리코딩 행렬 코드북으로부터 더 우수한 시스템 성능 척도를 갖는 신규한 프리코딩 행렬 코드북을 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리코딩 행렬을 생성할 수 있는 다중 안테나 통신 시스템, 송신기 및 수신기를 제공하는 것이다.
전술한 목적과 그 밖의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 용례는 다음의 양태를 제공한다.
본 발명의 양태에 따라, 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법이 제공된다. 이 방법은
a) L 개의 프리코딩 행렬로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북을 결정하는 단계 - L은 1보다 큰 정수이고, 초기 프리코딩 행렬 코드북의 각각의 프리코딩 행렬은 다중 안테나 통신 시스템의 물리적 안테나의 수와 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 등급의 수로부터 생성되고 M 개의 프리코딩 행렬을 포함하는 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 선택되며, M은 1보다 큰 정수이고 L<M임 - ;
b) 채널 집합을 초기 프리코딩 행렬 코드북의 프리코딩 행렬에 일대일 대응하는 L 개의 채널 군으로 분할하는 단계 - 채널 집합은 N 개의 채널 인스턴스로 구성되고, 다중 안테나 통신 시스템의 채널 통계적 특성을 반영할 수 있으며, N은 1보다 큰 정수임 - ;
c) 각각의 채널 군에 대해, 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬을 선택하여 신규 프리코딩 행렬 코드북을 형성하는 단계;
d) 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일한가를 판단하는 단계; 및
e) 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하지 않다면 신규 프리코딩 행렬 코드북을 초기 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하고 b) 단계로 돌아가서 진행하며, 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하다면 신규 프리코딩 행렬 코드북을 다중 안테나 통신 시스템에서 사용될 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 장치가 제공된다. 이 장치는
L 개의 프리코딩 행렬로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북을 결정하는 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부 - L은 1보다 큰 정수이고, 초기 프리코딩 행렬 코드북의 각각의 프리코딩 행렬은 다중 안테나 통신 시스템의 물리적 안테나의 수와 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 등급의 수로부터 생성되고 M 개의 프리코딩 행렬을 포함하는 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 선택되며, M은 1보다 큰 정수이고 L<M임 - ;
채널 집합을 초기 프리코딩 행렬 코드북의 프리코딩 행렬에 일대일 대응하는 L 개의 채널 군으로 분할하는 채널 분류부 - 채널 집합은 N 개의 채널 인스턴스로 구성되고, 다중 안테나 통신 시스템의 채널 통계적 특성을 반영 가능하며, N은 1보다 큰 정수임 - ;
프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬을 선택하여 신규 프리코딩 행렬 코드북을 형성하는 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부;
초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일한가를 판단하고, 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하다면 신규 프리코딩 행렬 코드북을 다중 안테나 통신 시스템에서 사용될 프리코딩 행렬 코드북으로서 출력하며, 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북과 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하지 않다면, 신규 프리코딩 행렬 코드북과 초기 프리코딩 행렬 코드북이 동일할 때까지, 신규 프리코딩 행렬 코드북을 초기 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하면서, 채널 집합을 재분할하도록 채널 분류부를 제어하며, 신규 프리코딩 행렬 코드북을 생성하도록 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 전술한 방법을 사용하여 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 다중 안테나 통신 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 전술한 방법을 사용하여 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 다중 안테나 통신 시스템의 송신기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 다중 안테나 통신 시스템의 수신기가 제공된다. 이 수신기는 전술한 방법을 사용하여 프리코딩 행렬 코드북을 생성하고, 수신기와의 통신 중에 프리코딩 행렬 코드북을 사용하는 송신기에 생성된 프리코딩 행렬 코드북을 송신한다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 머신 판독 가능한 프로그램 코드를 포함하는 저장 매체가 제공된다. 다중 안테나 통신 시스템 또는 정보 처리 시스템에서 실행될 때, 프로그램 코드는 다중 안테나 통신 시스템 또는 정보 처리 시스템으로 하여금 전술한 방법을 수행할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 머신 실행 가능한 명령을 포함하는 프로그램 제품이 제공된다. 다중 안테나 통신 시스템 또는 정보 처리 시스템에서 실행될 때, 명령은 다중 안테나 통신 시스템 또는 정보 처리 시스템으로 하여금 전술한 방법을 수행할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 초기 프리코딩 행렬 코드북으로부터 더 우수한 시스템 성능 척도를 갖는 신규 프리코딩 행렬 코드북을 생성하여 시스템 성능 척도를 강화할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 후술하며, 그에 따라 본 발명의 여러 가지 장점은 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법을 도시하는 플로차트이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 채널 집합을 L 채널 군으로 분할하는 방법을 도시하는 플로차트이고,
도 3은 Max-Log-MAP 디코딩 방법을 이용하는, QPSK 변조 중의 SNR(신호 대 잡음 비)과 MI(상호 정보) 사이의 관계의 표를 도시하고,
도 4는 Max-Log-MAP 디코딩 방법을 이용하는, QAM16 변조 중의 SNR과 MI 사이의 관계의 표를 예시적으로 도시하고,
도 5는 Max-Log-MAP 디코딩 방법을 이용하는, QAM64 변조 중의 SNR과 MI 사이의 관계의 표를 예시적으로 도시하고,
도 6은 각각의 코드 변조 기법에 따른 링크 레벨 에러 블록 레이트(error block rate) 성능을 예시적으로 도시하는 도표이고,
도 7은 각각의 코드 변조 기법에 따른 링크 레벨 처리 성능을 예시적으로 도시하는 도표이며,
도 8은 본 발명에 따른 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 예시적인 장치를 도시하는 블록도이다.
본 발명의 예시적인 실시예가 첨부도면을 참조하여 후술된다. 명확 간결함을 위해, 상세한 설명에서는 실제 실시예의 모든 특징을 설명하지 않는다. 하지만, 알고 있듯이, 임의의 실제 실시예에 고유한 다수의 결정이 실시예를 발전시키는 과정 중에 이루어져, 개발자의 구체적인 목적 - 예컨대 시스템과 서비스와 연관된 제한 조건들에 부합하는 것 - 의 달성이 용이해져야 하며, 이들 제한 조건은 실시예의 차이에 기인해 달라질 수 있다. 더욱이, 알고 있듯이, 개발 작업이 매우 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 본 발명의 개시를 향유하는 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자(당업자)에게는 단지 일상의 작업일 뿐이다.
또한, 지적되는 바와 같이, 본 발명이 불필요한 세부 사항에 의해 불명료해지는 것을 피하기 위해, 도면에는 본 발명의 해결책에 밀접하게 관련된 장치의 구조 및 공정 단계만을 도시하였으며, 본 발명에 직접 관련되지 않은 다른 세부 사항은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 사용하기 위한 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법을 도시하는 예시적인 플로차트이다.
단계(ST102)에서, 먼저, L 프리코딩 행렬(Q l )로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)을 결정하며, 여기서 1≤l≤L이고, L은 1보다 큰 정수이고 보통 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 크기로 지칭된다. 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 각각의 프리코딩 행렬은 다중 안테나 통신 시스템의 프리코딩 행렬 전체 집합 또는 기존 프리코딩 행렬 코드북으로부터 무작위로 선택될 수 있다.
비록 다중 안테나 통신 시스템의 프리코딩 행렬 전체 집합을 어떻게 생성하는지가 본 발명의 본질적 요소는 아니지만, 본 발명의 이해를 돕기 위해 프리코딩 행렬 전체 집합을 어떻게 생성하는지에 대해 먼저 간략히 소개한다.
다중 안테나 통신 시스템의 프리코딩 행렬 전체 집합은 다중 안테나 통신 시스템의 물리적 안테나의 수와 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수에 관련된다. 본 발명에서는 프리코딩 행렬 전체 집합(P)이 M 개의 프리코딩 행렬(Pm)을 포함한다고 가정하며, 여기서 1≤m≤M이고 M>L이다.
프리코딩 행렬 전체 집합(P)을 어떻게 생성하는지 설명하기 위해 이하 4-안테나 통신 시스템(즉 다중 안테나 통신 시스템 내의 물리적 안테나의 수가 4임)을 예로 든다.
(1) 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수가 1인 경우
예를 들어, 아래의 이산 퓨리에 변환(DFT) 행렬(1)로부터 4 개의 프리코딩 행렬을 얻을 수 있고, 여기서 각각의 프리코딩 행렬은 DFT 행렬의 하나의 열(column)에 대응한다.
Figure pct00001
(1)
이와 달리, 아래의 아다마르 행렬(2)로부터 4 개의 프리코딩 행렬을 얻을 수 있고, 여기서 각각의 프리코딩 행렬은 아다마르 행렬의 하나의 열에 대응한다.
Figure pct00002
(2)
더 일반적으로, 아래의 프리코딩 행렬 형태 [1;x;y;z]가 있을 수 있고, 여기서 x, y 및 z는 QPSK(직교 위상 편이 변조) 성상점(constellation point), 8PSK(8 위상 편이 변조) 성상점, 또는 16PSK 성상점, 또는 더 높은 치수의 PSK 성상점이다.
x, y 및 z가 QPSK 성상점일 때, 모든 얻은 프리코딩 행렬의 수는 4×4×4=64이다. x, y 및 z가 8PSK 성상점일 때, 모든 얻은 프리코딩 행렬의 수는 8×8×8=512이다. x, y 및 z가 16PSK 성상점일 때, 모든 얻은 프리코딩 행렬의 수는 16×16×16=4096이다.
물론, 계층의 수가 1인 경우 다른 형태의 프리코딩 행렬들이 있을 수 있다.
다중 안테나 통신 시스템의 요건에 따라, 전술한 프리코딩 행렬들 중 하나, 여럿, 또는 전체 형태나, 이들 프리코딩 행렬의 멱 정규화된 행렬(power-normalized matrix)이 물리적 안테나의 수가 4이고 계층의 수가 1인 프리코딩 행렬 전체 집합(P)로서 채택될 수 있다.
(2) 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수가 2인 경우
예컨대, 전술한 DFT 행렬(1)로부터 6개의 프리코딩 행렬을 얻을 수 있으며, 여기서 각각의 프리코딩 행렬은 DFT 행렬로부터 선택된 2개의 열에 대응한다.
전술한 아다마르 행렬(2)로부터 6 개의 프리코딩 행렬을 얻을 수 있으며, 여기서 각각의 프리코딩 행렬은 아다마르 행렬(2)로부터 선택된 2개의 열에 대응한다.
더 일반적으로, 아래의 프리코딩 행렬 형태 p=[1 1;x1 x2;y1 y2;z1 z2]가 있을 수 있으며, 여기서 x1, x2, y1, y2, z1 및 z2는 QPSK 성상점, 8PSK 성상점, 16PSK 성상점, 또는 더 높은 치수의 PSK 성상점이고, p는 단위행렬, 즉, pH×p=αI이며, 여기서 α는 스칼라량이다.
x1, x2, y1, y2, z1 및 z2가 QPSK 성상점일 때, 모든 얻은 프리코딩 행렬의 수는 288이다. x1, x2, y1, y2, z1 및 z2가 8PSK 성상점일 때, 모든 얻은 프리코딩 행렬의 수는 5376이다. x1, x2, y1, y2, z1 및 z2가 16PSK 성상점일 때, 모든 얻은 프리코딩 행렬의 수는 92160이다.
물론, 계층의 수가 2인 다른 형태의 프리코딩 행렬 전체 집합들도 역시 있을 수 있다.
다중 안테나 통신 시스템의 요건에 따라, 전술한 프리코딩 행렬들 중 하나, 여럿, 또는 전체 형태나, 이들 프리코딩 행렬의 멱 정규화된 행렬이 계층의 수가 2인 프리코딩 행렬 전체 집합(P)으로서 채택될 수 있다.
계층의 수가 3과 4인 경우는 전술한 과정과 유사하며, 여기에서 반복 설명하지 않는다.
해당 분야의 통상의 지식을 가진 자(당업자)에게는, 2 개의 물리적 안테나를 갖춘 2-안테나 통신 시스템, 8 개의 물리적 안테나를 갖춘 8-안테나 통신 시스템, 더 많은 물리적 안테나를 갖춘 다중 안테나 통신 시스템과 같은 다른 안테나 구성을 위해, 대응하는 프리코딩 행렬 전체 집합들(P)이 4 개의 물리적 안테나를 갖춘 전술한 4-안테나 통신 시스템의 방법과 유사한 방법에 의해 얻어질 수 있다.
초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)은 생성된 프리코딩 행렬 전체 집합(P)으로부터 L 개의 프리코딩 행렬들을 무작위로 선택하여 결정될 수 있다. 또한, 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 기존의 프리코딩 행렬 코드북이 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)으로서 선택될 수 있다.
초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 크기(L)에 관해서, 이는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 크기(L)를 어떻게 결정하는가에 관한 다중 안테나 통신 시스템 내의 글로벌 최적화의 과정이다. 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 크기를 어떻게 결정하는가는 본 발명의 본질적 요소는 아니므로, 당업자라면 임의의 기존 또는 발전될 방법을 활용하여 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 크기를 결정할 수 있다.
본 발명의 후속 설명에서, L=16인 크기를 갖는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)을 예로 든다. 당업자라면 알고 있듯이, 본 발명은 임의의 무작위의 크기를 갖는 초기 프리코딩 행렬 코드북에 적용 가능하다. 예컨대, LTE-A 시스템에서, 상향 송신 중에, 송신 계층의 수가 1일 때 프리코딩 행렬 코드북의 크기는 보통 16이고, 송신 계층의 수가 2일 때 프리코딩 행렬 코드북의 크기는 보통 16이며, 송신 계층의 수가 3일 때 프리코딩 행렬 코드북의 크기는 보통 20이다.
도 1을 다시 참조하면, 단계(ST102)에서 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)을 결정한 후, 과정은 단계(ST104)로 진행하여, 채널 전체 집합 H=[H1, H2 H3, …, HN]을 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬들에 대응하는 L 개의 채널 군으로 하나씩 분할한다. 채널 집합(H)은 N 개의 채널 인스턴스(Hn)(채널이라고도 함)로 구성되고 다중 안테나 통신 시스템의 채널 통계 특성을 반영할 수 있는 채널 집합이며, 여기서 1≤n≤N이고 N은 1보다 큰 정수이다.
단계(ST104)는 다양한 방법에 의해 달성될 수 있다. 일례로서, 어떻게 채널 전체 집합 H=[H1, H2 H3, …, HN]을 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬들에 대응하는 L 개의 채널 군으로 하나씩 분할하는가에 관해 도 2를 참조하여 후술한다.
단계(ST202)에서, 채널 집합(H)이 먼저 생성된다. 각각의 분할 전에 신규 채널 집합(H)이 일정하게 생성되어 신규 프리코딩 행렬 코드북이 다중 안테나 통신 시스템에 더 우수하게 생성되게 한다. 물론, 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 전체 과정 중에 고정 채널 집합(H)을 사용하는 것도 역시 가능하며, 고정 채널 집합(H)을 사용하는 것은 신규 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 속도를 증가시킬 수 있다. 물론, 당업자라면 프리코딩 행렬 코드북이 생성될 때마다 동일한 채널 집합(H)을 사용하는 것도 역시 가능하다는 것을 알고 있다.
더 구체적으로, 채널 집합(H)은 (독립된 레일리 페이딩 채널과 같은) 설계 조건에 따라 무작위로 생성된다. 동시에, 채널의 무작위성에 따라, 생성된 채널 집합(H)의 요소의 수(N)는 채널의 통계적 특성을 반영할 만큼 충분히 커야 하며, 예컨대 N은 대략 1×105이다.
채널 전체 집합(H)은 4 개의 송신 안테나와 4 개의 수신 안테나를 갖춘 다중 안테나 통신 시스템을 예로 들어 더 상세히 설명한다.
예컨대, 독립된 레일리 페이딩 채널에 관해, 1≤n≤N인 각각의 시간에 생성된 채널 인스턴스(Hn)는 4×4 행렬이며, 행렬의 각각의 요소는 복소 가우스 분포를 따르고 서로 무관한 신호이다.
예컨대, 만일 각각의 송신 안테나와 각각의 수신 안테나 사이의 상관이 고려된다면, 상관 행렬을 R이라 가정하면, 각각의 시간에 생성된 채널 인스턴스는 Hn=unvec(R1 /2×vec(h))으로 표현될 수 있으며, 여기서 h는 무작위로 생성된 레일리 페이딩 채널 인스턴스이며, vec(h)는 행렬(h)의 각각의 열벡터를 1차원 열벡터로 순차적으로 배치하고, unvec 동작은 vec 동작의 역동작이다.
물론, 다른 형태 및 다른 통계적 특성의 채널이 있을 수 있으며, 이들은 모두 여기에서 중복 설명하지 않는 그들의 대응하는 채널 생성 방법을 갖고 있다.
이어서, 단계(ST204)에서, 채널 집합(H) 내의 각각의 채널 인스턴스(Hn, 1≤n≤N)와 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 각각의 프리코딩 행렬(Q l , 1≤l≤L)에 대해서, 다중 안테나 통신 시스템이 이 채널 인스턴스에 따라 프리코딩 행렬을 사용할 때 후험적(post-priori) SNR 벡터(SNR post ,n,l )가 계산된다. 달리 말하면, 채널 집합(H)의 각각의 채널 인스턴스(Hn, 1≤n≤N)에 대해, 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 각각의 프리코딩 행렬(Q l , 1≤l≤L)이 대응하는 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 SNR 벡터(SNR post ,n,l )가 계산된다. 이러한 목적을 위하여, 채널 집합(H)이 처음으로 여러 군으로 분할될 때, 다중 안테나 통신 시스템의 SNR을 결정하는 것이 필요하다. 어떻게 다중 안테나 통신 시스템의 SNR을 결정하는가는 본 발명의 본질적인 요소는 아니다. 당업자에게는, 임의의 공지되거나, 스스로 관심 있거나, 실제적인 요구에 의해 나중에 공개될 방법을 사용하여 다중 안테나 통신 시스템의 SNR을 결정하는 것이 가능하다. 본 발명에서, 다중 안테나 통신 시스템의 정규화된 노이즈의 전력이 σ2로 가정된다. 후험적 SNR 벡터(SNR post ,n,l )를 계산하는 몇 가지 예시적인 방법이 아래에 주어진다.
예컨대, 채널 인스턴스(Hn, 1≤n≤N)와 프리코딩 행렬(Q l , 1≤l≤L)에 대해, MMSE(최소 평균 자승 오차) 알고리즘이 사용될 때, 후험적 SNR 벡터(SNR post ,n,l )는 다음과 같다.
Figure pct00003
(3)
ZF(제로 포싱, zero forcing) 알고리즘이 사용될 때, 후험적 SNR 벡터(SNR post ,n,l )는 다음과 같다.
Figure pct00004
(4)
위의 알고리즘에서, Diag는 대각선 배열 함수(diagonal array function)이며, SNR post ,n,l 은 차원이 프리코딩 행렬(Q l )의 열의 수(즉 프리코딩 행렬의 등급의 수)와 동일한 열벡터이다.
물론, 최대 근사 디코딩(maximum likelihood decoding)과 같은 다른 디코딩 방법도 역시 있다. 모든 디코딩 방법이 디코딩된 후험적 SNR post ,n,l 에 대응할 것이다.
모든 후험적 SNR 벡터는 각각의 행(row)이 각각의 채널 인스턴스에 따라 다중 안테나 통신 시스템의 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 하나의 프리코딩 행렬(Q l )에 대응하는 후험적 SNR 벡터를 나타내며, 각각의 열(column)이 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 각각의 프리코딩 행렬이 사용될 때 다중 안테나 통신 시스템의 하나의 채널 인스턴스에 대응하는 후험적 SNR 벡터를 나타내는 L 개의 행과 N 개의 열을 가지는 행렬로 배치될 수 있다. 행렬은 모두 L×N 개의 요소들을 가진다.
물론, 벡터를 임의의 적절한 모드로, 예컨대 1차원 배열로 배치하는 것도 역시 가능함에 따라, 후험적 SNR 벡터를 행렬로 배치하는 것이 절대적으로 필요한 것은 아니다. 그와 같은 1차원 배열에서, 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 제1 프리코딩 행렬(Q1)에 대응하는 각각의 채널 인스턴스의 후험적 SNR 벡터가 먼저 배치되고, 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 L 개의 프리코딩 행렬(Q l )에 대응하는 각각의 채널 인스턴스의 후험적 SNR 벡터가 최종적으로 배치될 때까지, 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 제2 프리코딩 행렬(Q2)에 대응하는 각각의 채널 인스턴스의 후험적 SNR 벡터 등이 후속하여 배치된다.
후험적 SNR 벡터가 단계(ST204)에서 계산된 후, 단계(ST206)에서, 시스템 처리량, 상호 정보, 및 에러 블록 레이트(error block rate) 등과 같은 대응하는 시스템 성능 척도가 얻어진 후험적 SNR 벡터에 따라 생성된다. (처리량, 상호 정보 및 에러 블록 레이트 등과 같은) 상이한 시스템 성능 척도가 상이한 정의 또는 상이한 알고리즘에 따라 계산될 수 있다.
예로서, 후험적 SNR 벡터로부터 시스템 성능 척도가 얻어지는 여러 방법이 아래에 제공된다.
예컨대, 샤논(Shannon) 공식의 사용은 샤논 한계
Figure pct00005
(5)
로 나타내는 시스템 처리량을 얻을 수 있다.
추가의 예로서, 다중 안테나 통신 시스템이 QAM(직교 진폭 변조)과 최대 근사 복호화 방법을 사용하는 때, 변조 기법에 대응하는 상호 정보는 수치 계산 방법이나 룩업 테이블 검색 방식에 의해 얻을 수 있다.
추가의 예로서, 다중 안테나 통신 시스템이 QAM 또는 QPSK 변조 및 Max-Log-Map 디코딩 방법을 사용하는 때, 변조의 상호 정보는 수치 계산 방법이나 룩업 테이블 검색 방법에 의해 얻을 수 있다.
도 3은 Max-Log-MAP 디코딩 방법을 이용하는 QPSK 변조 중의 SNR(신호 대 잡음 비)과 MI(상호 정보) 사이의 관계의 표를 예시적으로 도시하고, 도 4와 도 5는 각각 Max-Log-MAP 디코딩 방법을 이용하는 QAM16 및 QAM64 변조 중의 SNR과 MI 사이의 관계의 표를 예시적으로 도시한다.
추가의 예로서, 시스템의 각각의 MCS(코드 변조 기법)의 링크 레벨 에러 블록 레이트(BLER) 성능이 공지된 상황에서, 링크 레벨 에러 블록 레이트를 직접 사용할 수 있지만, 시스템의 각각의 MCS의 링크 레벨 에러 블록 레이트 성능은 시스템의 MCS의 링크 레벨 처리량 성능으로 변환되어, 룩업 테이블 검색 방법을 통해 시스템의 처리량을 얻을 수도 있다.
도 6은 각각의 코드 변조 기법에 따른 링크 레벨 에러 블록 레이트(error block rate) 성능을 예시적으로 도시하는 도표이며, 도 7은 각각의 코드 변조 기법에 따른 링크 레벨 처리 성능을 예시적으로 도시하는 도표이다.
물론, 후험적 SNR 벡터를 처리량, 상호 정보 또는 에러 블록 레이트과 같은 시스템 성능 척도로/척도로서 매핑 또는 계산하는 다른 매핑 또는 계산 방법도 있지만, 여기에서 이들을 중복 설명하지는 않는다.
단계(ST206)에서 대응하는 시스템 성능 척도가 생성된 후, 각각의 채널 인스턴스의 대응하는 프리코딩 행렬이 단계(ST208)에서 발견된다. 구체적으로, 채널 집합(H)의 각각의 채널 인스턴스에 대하여, 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬이 이 채널 인스턴스의 대응하는 프리코딩 행렬로서 선택된다.
더 구체적으로, 시스템 성능 척도가 처리량인 경우, 각각의 채널 인스턴스(Hn, 1≤n≤N) 및 각각의 프리코딩 행렬(Q l , 1≤l≤L)에 대응하는 시스템 처리량이 얻어진 후, 모든 시스템 처리량은 L 개의 행과 N 개의 열의 행렬(TQ)로 배치되며, 이 행렬의 각각의 행은 프리코딩 행렬의 하나를 나타내고 각각의 열은 채널 인스턴스의 하나를 나타낸다. 행렬은 모두 L×N 개의 요소를 갖는다. 행렬(TQ) 내의 요소는 TQ(l,n)으로 표현되며(1≤l≤L，1≤n≤N), TQ(l,n)는 n 번째 채널 인스턴스에 따라 l 번째 프리코딩 행렬이 사용될 때의 시스템 처리량을 나타낸다.
행렬(TQ)의 각각의 열을 위한 처리량의 최대값이 선택될 수 있고, 그 좌표를 L(n)=l로 기록한다(1≤l≤L, 1≤n≤N). L(n)=l의 물리적 의미는 n 번째 채널 인스턴스(Hn)에 대해, 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 l 번째 프리코딩 행렬(Q l , 1≤l≤L)이 시스템의 처리량을 최대로 만든다는 것을 표현한다. 달리 말하면, 처리량의 최대값에 대응하는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 하나의 프리코딩 행렬은 채널 인스턴스에 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬(즉 채널 인스턴스의 대응하는 프리코딩 행렬)이다.
물론, 상호 정보 및 에러 블록 레이트와 같은 다른 성능 척도에 대하여, 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬을 전술한 방법과 유사한 방법에 따라 채널 인스턴스의 대응하는 프리코딩 행렬로서 선택하는 것도 역시 가능하다. 에러 블록 레이트가 관련된 한 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬이 최소의 에러 블록 레이트를 갖는 프리코딩 행렬이지만, 상호 정보가 관련된 한 처리량의 경우에서와 같이 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최대의 상호 정보를 갖는 프리코딩 행렬이라는 것만이 상이하다.
보통, 채널 인스턴스의 수, 즉 채널 집합(H)의 크기(N)가 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 크기(L)보다 훨씬 더 크므로, 각각의 채널 인스턴스는 하나의 프리코딩 행렬에 전적으로 대응하지만, 각각의 프리코딩 행렬은 일련의 채널 인스턴스에 대응한다.
이어, 단계(ST210)에서, 동일한 하나의 프리코딩 행렬에 대응하는 모든 채널 인스턴스는 이 프리코딩 행렬에 대응하는 채널 그룹으로서 분류됨으로써, 채널 집합 H=[H1, H2, H3, …, HN]은 R1, R2, …, RL로 나타낸 L 개의 채널 군들로 분할된다.
이제, 도 1로 돌아가면, 채널 집합(H)이 단계(ST104)에서 L 개의 채널 군으로 분할된 후, 단계(ST106)에서, 각각 채널 군 중 하나와 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬들이 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')을 형성하도록 프리코딩 행렬 전체 집합(P)으로부터 선택된다. 각각의 채널 군을 위해, 최대 합치 프리코딩 행렬이 다음의 단계에 의해 선택될 수 있다.
(1) 채널 군(H) 내의 각각의 채널 인스턴스(Hn, 1≤n≤N)와 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 각각의 프리코딩 행렬(Pm, 1≤m≤M)에 관해, 채널 인스턴스(Hn)에 따라 프리코딩 행렬(Pm)이 사용될 때 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 SNR 벡터(SNR post ,n,m )를 생성하고, 계산된 후험적 SNR 벡터에 따라 대응하는 시스템 성능 척도를 생성하는 단계;
(2) 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 각각의 프리코딩 행렬(Pm)에 관해, 채널 군 내의 모든 채널 인스턴스에 따라 다중 안테나 통신 시스템의 시스템 성능 척도를 합계하고, 결과적인 합계를 프리코딩 행렬의 전체 시스템 성능 척도로서 채택하는 단계; 및
(3) 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 최고의 전체 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬을 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬로서 선택하는 단계
시스템 성능 척도가 처리량인 예를 아래에 설명한다. 당업자라면 이해하듯이, 다른 시스템 성능 척도를 사용하여 각각의 채널과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬을 선택하는 것도 가능하다.
각각의 채널 군은 후술하는 바와 같이 처리된다. 채널 군(R l , 1≤l≤L)을 예로 든다.
채널 군(R l )은 S 개의 채널 인스턴스를 포함한다고 가정한다. 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 각각의 프리코딩 행렬(Pm, 1≤m≤M)에 대해, 각각의 R l ,s (1≤s≤S)에 대응하는 처리량을 단계(ST204, ST206)의 방법에 따라 계산하여 처리량 행렬 TP(m, s)를 얻을 수 있다. 물론, 당업자라면 이해하듯이, 단계(ST204, ST206)에서의 방법과 상이한 방법을 사용하여 각각의 채널 인스턴스에 대응하는 처리량을 계산하는 것도 가능하며, 처리량을 행렬이 아닌 1차원 배열과 같은 다른 형태로 나타내는 것도 가능하다.
처리량 행렬(TP)의 각각의 행 내의 처리량은 합계되고, 결과적인 처리량 합계는 행이 대응하는 프리코딩 행렬의 전체 처리량으로서 채택된다. 후속하여, 모든 프리코딩 행렬의 전체 처리량의 최대값을 추출하여 최대값이 위치한 행의 수(t)를 얻고 그에 따라 프리코딩 행렬(Pt)을 얻는다. 프리코딩 행렬(Pt)은 채널 군(R l )과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬이고, Q´ l 로 나타낸다.
각각의 채널 군은 전술한 바와 같이 처리됨으로써, L 개의 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬(Q´1, Q´2，…, Q´L)을 얻게 된다.
물론, 상호 정보 및 에러 블록 레이트와 같은 다른 성능 척도에 대해, 전술한 방법과 유사한 방법에 따라, 프리코딩 행렬 전체 집합(P)으로부터 최고의 전체 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬을 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬로서 선택하는 것도 역시 가능하다. 에러 블록 레이트가 관련된 한 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬이 최소의 에러 블록 레이트를 갖는 프리코딩 행렬이라는 것이 상이하다. 달리 말하면, 에러 블록 레이트가 평가 척도로서 사용될 때, 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬은 최소의 에러 블록 레이트를 갖는 프리코딩 행렬이다. 하지만, 상호 정보가 관련된 한, 처리량의 경우와 같이, 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최대의 상호 정보를 갖는 프리코딩 행렬이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 임의의 결정된 시스템 성능 척도에 대해, 어떤 시스템 성능 척도가 최고인지 당업자에 의해 결정될 수 있다. 마찬가지로, 최적으로 합치된 프리코딩 행렬이 되려면 어떤 조건이 프리코딩 행렬의 시스템 성능 척도에 의해 만족되어야 하는지도 역시 결정될 수 있다.
하나의 채널 군과 각각 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬(Q´1, Q´2，…, Q´L)이 선택된 후에, 프리코딩 행렬(Q´1, Q´2，…, Q´L)은 단계(ST108)에서 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')으로서 채택된다. 이어, 단계(ST110)에서는 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')이 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)과 동일한가의 여부 즉 진화(evolution)가 발생하는가의 여부를 판단한다. 만일 2 개가 상이하다면, 프로세스는 단계(ST114)로 진행하여, 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')은 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)으로 채택되어 결과적인 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')이 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)과 동일할 때까지 추가 처리되기 위해 단계(ST104)로 돌아간다. 만일 2 개가 동일하다면, 즉, 진화가 더 이상 발생하지 않는다면, 프로세스는 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')을 다중 안테나 통신 시스템에서 사용될 최종 생성된 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하는 단계(ST112)로 진행한 다음, 프로세스가 종료된다. 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')의 시스템 성능 척도는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)의 시스템 성능 척도와 이미 동일하여, 추가의 진화에 의해 얻어지는 프리코딩 행렬 코드북이 시스템 성능 척도에 있어서 향상되지 않을 것임을 지시한다.
본 발명에 따라, 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')은 "진화"(또는 반복)의 모드에 의해 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)으로부터 생성될 수 있고, 프로세스는 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')이 변경되거나 진화하지 않을 때까지 반복 수행되어 다중 안테나 통신 시스템에서 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 개선하고, 그에 따라 처리량, 에러 블록 레이트 및 상호 정보 등과 같은 다중 안테나 통신 시스템의 성능들을 개선한다.
프리코딩 행렬 전체 집합(P)을 형성하도록 QPSK 성상점이 4-안테나 통신 시스템에 사용될 때 길이가 L=16인 프리코딩 행렬 코드북이 본 발명에 따른 방법에 의해 최종적으로 얻어지는 예가 아래에 제공된다.
표 1은 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수(즉 등급의 수)가 1일 때의 프리코딩 행렬 전체 집합(P)을 도시한다. 표 1의 검게 한 프레임 내의 숫자들은 프리코딩 행렬들의 수를 나타내며, 아래의 4 개의 행의 숫자들은 위의 수에 대응하는 프리코딩 행렬들의 요소를 나타낸다. 예컨대 1인 수를 갖는 프리코딩 행렬은 아래와 같다.
Figure pct00006
Figure pct00007
본 발명의 방법에 따라 최종적으로 얻어지는 프리코딩 행렬 코드북 내의 프리코딩 행렬의 수는
Figure pct00008
이다.
표 2는 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수(즉 등급의 수)가 2일 때의 프리코딩 행렬 전체 집합(P)을 도시한다. 표 1과 같이, 표 2의 검게 한 프레임 안의 숫자들은 프리코딩 행렬들의 수를 나타내고, 후속하는 2 개의 열의 4 개의 행 내의 숫자들은 위의 수에 대응하는 프리코딩 행렬들의 요소들을 나타낸다.
Figure pct00009
본 발명의 방법에 따라 최종적으로 얻어지는 프리코딩 행렬 코드북 내의 프리코딩 행렬들의 숫자는
Figure pct00010
이다.
표 3은 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수(즉 등급의 수)가 3일 때의 프리코딩 행렬 전체 집합(P)을 도시한다. 표 1과 같이, 표 3 안의 검게 한 프레임 안의 숫자들은 프리코딩 행렬들의 수를 나타내고, 후속하는 3 개의 열의 4 개의 행 내의 숫자들은 위의 수에 대응하는 프리코딩 행렬들의 요소들을 나타낸다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
본 발명의 방법에 따라 최종적으로 얻어지는 크기 20의 프리코딩 행렬 코드북 내의 프리코딩 행렬들의 숫자는
Figure pct00018
이다.
본 발명의 방법에 따라 최종적으로 얻어지는 크기 16의 프리코딩 행렬 코드북 내의 프리코딩 행렬들의 숫자는
Figure pct00019
이다.
본 발명에 따른 다중 안테나 통신 시스템 내에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 예시적인 장치가 도 1, 도 2 및 도 8을 참조하여 후술된다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 예시적인 장치를 도시하는 블록도이다. 이 생성 장치는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 전술한 방법을 실행하며, 제어부(110), 채널 분류부(120), 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130) 및 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부(140)를 포함한다. 당업자가 알 수 있듯이, 도 8에 도시된 생성 장치 내의 제어부(110), 채널 분류부(120), 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130) 및 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부(140)는 논리 회로 또는 머신 판독 가능한 매체에 저장된 프로그램에 의해 실현될 수 있다.
초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130)는 L 개의 프리코딩 행렬(Q l )로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)을 결정하는데 사용되며(1≤l≤L), 여기서 L은 1보다 큰 정수이다. 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130)는 다중 안테나 통신 시스템의 기존 프리코딩 행렬 코드북을 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)으로서 결정하거나, 프리코딩 행렬 전체 집합(P)으로부터의 L 개의 프리코딩 행렬들을 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)으로서 무작위로 선택할 수 있다. 프리코딩 행렬 전체 집합(P)은 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130)에 미리 저장될 수 있다. 이와 달리, 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130)는 프리코딩 행렬 전체 집합(P)을 생성하기 위한 프리코딩 행렬 전체 집합 생성부(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 프리코딩 행렬 전체 집합(P)은 다중 안테나 통신 시스템 내의 물리적 안테나의 수와 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 송신 계층의 수에 따라 생성되며, M 개의 프리코딩 행렬을 포함한다. 여기서, M은 1보다 큰 정수이며, L<M이다. 실시예에서, 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130)는 다중 안테나 통신 시스템이나 머신 판독 가능한 매체에 저장된 프로그램일 수 있다. 다른 실시예에서, 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부(130)는 독립적인 소프트웨어 응용 프로그램이거나, 다중 안테나 통신 시스템의 동작과 연관된 추가의 과제를 실행하는 소프트웨어 응용 프로그램의 일부를 구성할 수 있다.
채널 분류부(120)는 채널 집합 H=[H1, H2, H3, …, HN]을 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬들에 대응하는 L 개의 채널 군으로 하나씩 분할한다. 전술한 바와 같이, 채널 집합(H)은 N 개의 채널 인스턴스(Hn)로 구성되고 다중 안테나 통신 시스템의 채널 통계적 특성을 반영할 수 있는 채널 집합이며, 1≤n≤N이고, N은 1보다 큰 정수이다.
신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부(140)는 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')을 형성하도록 하나의 채널 군과 각각 최적으로 합치된 프리코딩 행렬들을 프리코딩 행렬 전체 집합(P)으로부터 선택한다.
제어부(110)는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)이 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')과 동일한지를 결정하고, 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)이 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')과 동일하다면 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')을 다중 안테나 통신 시스템에서 사용하기 위한 최종 생성된 프리코딩 행렬 코드북으로서 출력한다. 하지만, 만일 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)이 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')과 동일하지 않다면, 제어부(110)는 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')을 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)으로서 채택하고, 동시에 채널 분류부(120)를 제어하여 채널 집합(H)을 재분류하고, 생성된 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')이 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q)과 동일할 때까지 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부(140)를 제어하여 재분류된 L 개의 채널 군에 따른 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')을 생성한다.
더 구체적으로, 채널 분류부(120)는 시스템 성능 척도 생성부(122), 채널 최고 프리코딩 행렬 선택부(124) 및 채널 군 생성부(126)를 포함한다.
채널 집합(H) 내의 각각의 채널 인스턴스와 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 각각의 프리코딩 행렬에 대하여, 시스템 성능 척도 생성부(122)는 프리코딩 행렬이 도 2를 참조하여 설명된 방법에 따라 사용될 때 채널 인스턴스에 따른 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 SNR 벡터를 계산하고, 후험적 SNR 벡터에 따라 대응하는 시스템 성능 척도를 생성한다.
채널 집합(H) 내의 각각의 채널 인스턴스에 대하여, 도 2의 단계(ST208)를 참조하여 설명된 방법에 따라, 채널 최고 프리코딩 행렬 선택부(124)는 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬을 채널 인스턴스에 대응하는 프리코딩 행렬로서 선택한다.
채널 군 생성부(126)는 도 2의 단계(ST210)를 참조하여 설명된 방법에 따라서 동일한 하나의 프리코딩 행렬에 대응하는 모든 채널 인스턴스를 이 프리코딩 행렬에 대응하는 채널 군으로서 채택하여, 초기 프리코딩 행렬 코드북(Q) 내의 프리코딩 행렬들에 대응하는 L 개의 채널 군을 하나씩 생성한다.
더 구체적으로, 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부(140)는 프리코딩 행렬 전체 시스템 성능 척도 생성부(142), 채널 군 최고 프리코딩 행렬 선택부(144) 및 조합부(146)를 포함할 수 있다.
프리코딩 행렬 전체 시스템 성능 척도 생성부(142)는 채널 분류부(120)에 의해 생성된 L 개의 채널 군의 각각의 채널 군에 다음의 과정을 수행한다.
(1) 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 각각의 프리코딩 행렬이 채널 군 내의 각각의 채널 인스턴스에 따라 사용될 때의 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 SNR 벡터를 계산하는 단계;
(2) 계산된 후험적 SNR 벡터에 따라 대응하는 시스템 성능 척도를 생성하는 단계; 및
(3) 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 각각의 프리코딩 행렬에 대한 채널 군 내의 모든 채널 인스턴스에 따라 다중 안테나 통신 시스템의 시스템 성능 척도를 합계하고, 결과적인 합계를 프리코딩 행렬의 전체 시스템 성능 척도로서 채택하는 단계.
채널 군 최고 프리코딩 행렬 선택부(144)는 각각의 채널 군에 대하여, 최고의 전체 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬 전체 집합(P) 내의 프리코딩 행렬을 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬로서 선택한다.
조합부(146)는 각각의 채널 군에 대하여 채널 군 최고 프리코딩 행렬 선택부(144)에 의해 선택된 프리코딩 행렬들을 신규 프리코딩 행렬 코드북(Q')으로서 조합한다.
더욱이, 다중 안테나 통신 시스템은 본 발명에 따른 프리코딩 행렬 생성 방법을 사용함으로써 후속하는 송신에서 사용하기 위한 신규 프리코딩 행렬 코드북을 생성할 수 있다.
또한, 다중 안테나 통신 시스템 내의 송신기는 본 발명에 따른 프리코딩 행렬 생성 방법을 사용하여 후속하는 송신에 사용하기 위한 신규 프리코딩 행렬 코드북도 역시 생성할 수 있다.
또한, 다중 안테나 통신 시스템 내의 수신기는 본 발명에 따른 프리코딩 행렬 생성 방법을 사용하여 신규 프리코딩 행렬 코드북을 생성하고, 생성된 프리코딩 행렬 코드북을 송신기에 송신하여 프리코딩 행렬 코드북이 그 사이의 통신에 사용될 수 있도록 하는 것도 역시 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전술한 방법의 각각의 동작 과정은 다양한 머신 판독 가능한 저장 매체에 저장된 컴퓨터 실행 가능한 프로그램 형태로 구현될 수도 있음이 분명하다.
또한, 본 발명의 목적은 아래에 구체화한 모드에 의해서도 역시 달성할 수 있다. 즉 전술한 실행 가능한 프로그램 코드가 저장된 저장 매체를 시스템 또는 장치에 직간접으로 공급하고, 이 프로그램 코드를 컴퓨터나 시스템 또는 장치 내의 중앙처리장치(CPU)에 의해 판독하고 실행하는 것에 의해 달성할 수 있다. 이 경우, 시스템 또는 장치가 프로그램을 실행할 기능을 보유하는 한, 본 발명의 실시예는 프로그램에 한정되지 않으며, 프로그램은 타깃 프로그램, 인터프리터-실행형 프로그램, 운영 체계에 공급되는 스크립트 프로그램 등과 같은 임의의 무작위 형태도 역시 가질 수 있다.
전술한 머신 판독 가능한 저장 매체는 다양한 메모리 및 저장부, 반도체 소자, 광학, 자기 및 광자기 디스크와 같은 자성 유닛, 그리고 정보를 저장하도록 구성된 다른 매체를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
더욱이, 본 발명은 인터넷에 연결되고, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 코드를 컴퓨터에 다운로딩 및 설치하며, 프로그램을 실행하는 대응하는 웹사이트를 통해 컴퓨터에 의해 달성될 수도 있다.
최종적으로, 유념하는 바와 같이, 본 명세서에 사용되는 좌우, 제1 및 제2 등과 같은 관계를 나타내는 용어들은 하나의 실체 또는 동작을 다른 실체 또는 동작으로부터 구별하기 위해서만 사용되며, 이들 실체 또는 동작 사이에 그러한 실제적인 관계 또는 순서가 있음을 요구하거나 암시하도록 반드시 의도된 것은 아니다. 더욱이, 일련의 본질적인 요소의 과정, 방법, 목적 또는 장치를 포함하는 비제한적인 포괄에 적용되도록 의도된 "포함," "구비" 또는 임의의 다른 변형된 용어는 이러한 본질적인 요소를 포함할 뿐만 아니라, 명확히 배제되지 않은 다른 본질적인 요소를 포함하거나, 이러한 과정, 방법, 목적 또는 장치에 내재한 본질적인 요소를 더 포함한다. 추가의 한정이 없으면, "~를 포함하는"이란 표현에 의해 정의된 본질은 본질적인 요소의 과정, 방법, 목적 또는 장치를 포함할 뿐만 아니라 추가의 동일한 본질적인 요소를 배제하지 않는다.
비록 본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 상세히 전술하였지만, 전술한 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 본 발명을 설명하기 위해서만 사용되는 것이 분명하다. 당업자에게는 본 발명의 실체와 범위에서 벗어나지 않으면서 전술한 실시예를 다양하게 수정 및 변형하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위와 그 균등물에 의해서만 정의된다.

Claims (21)

  1. 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 방법으로서,
    a) L 개의 프리코딩 행렬로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북을 결정하는 단계 - L은 1보다 큰 정수이고, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 각각의 프리코딩 행렬은 상기 다중 안테나 통신 시스템의 물리적 안테나의 수와 상기 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 등급의 수로부터 생성되고 M 개의 프리코딩 행렬을 포함하는 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 선택되며, M은 1보다 큰 정수이고 L<M임 - ;
    b) 채널 집합을 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 상기 프리코딩 행렬에 일대일 대응하는 L 개의 채널 군으로 분할하는 단계 - 상기 채널 집합은 N 개의 채널 인스턴스로 구성되고, 상기 다중 안테나 통신 시스템의 채널 통계적 특성을 반영 가능하며, N은 1보다 큰 정수임 - ;
    c) 각각의 채널 군에 대해, 상기 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 상기 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬을 선택하여 신규 프리코딩 행렬 코드북을 형성하는 단계;
    d) 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북과 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일한가를 판단하는 단계; 및
    e) 만일 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북과 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하지 않다면 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북을 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하고 상기 b) 단계로 돌아가서 진행하며, 만일 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북과 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하다면 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북을 상기 다중 안테나 통신 시스템에서 사용될 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 b) 단계는
    상기 채널 집합의 각각의 채널 인스턴스와 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 각각의 프리코딩 행렬에 대해, 상기 채널 인스턴스에서 상기 프리코딩 행렬을 채택할 때 상기 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 신호 대 잡음 비 벡터를 계산하고, 상기 후험적 신호 대 잡음 비 벡터에 따라 각자의 시스템 성능 척도를 생성하는 단계;
    상기 채널 집합의 각각의 채널 인스턴스에 대해, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북에서 시스템 성능 척도가 최고인 프리코딩 행렬을 상기 채널 인스턴스에 대응하는 프리코딩 행렬로서 선택하는 단계; 및
    상기 동일한 프리코딩 행렬에 대응하는 모든 채널 인스턴스를 상기 프리코딩 행렬에 대응하는 채널 군으로서 분류하여, 상기 채널 집합을 상기 L 개의 채널 군으로 분할하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 c) 단계는 각각의 채널 군에 대해,
    상기 채널 군의 각각의 채널 인스턴스와 상기 프리코딩 행렬 전체 집합의 각각의 프리코딩 행렬에 대해, 상기 채널 인스턴스에서 상기 프리코딩 행렬을 채택할 때 상기 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 신호 대 잡음 비 벡터를 계산하고, 상기 계산된 후험적 신호 대 잡음 비 벡터에 따라 각자의 시스템 성능 척도를 생성하는 단계;
    상기 프리코딩 행렬 전체 집합의 각각의 프리코딩 행렬에 대해, 상기 채널 군의 모든 채널 인스턴스에서 상기 다중 안테나 통신 시스템의 상기 시스템 성능 척도를 합계하고 상기 합계를 상기 프리코딩 행렬의 전체 시스템 성능 척도로서 채택하는 단계; 및
    상기 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터, 전체 시스템 성능 척도가 최고인 프리코딩 행렬을, 상기 채널 군과 최적으로 합치하는 상기 프리코딩 행렬로서 선택하는 단계
    를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 채널 집합은 상기 b) 단계가 수행될 때마다 생성되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북은 상기 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 무작위로 선택되거나 상기 다중 안테나 통신 시스템의 기존 프리코딩 행렬 코드북인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 시스템 성능 척도는 시스템 처리량이며, 상기 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최대 시스템 처리량을 갖는 프리코딩 행렬인 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 시스템 성능 척도는 시스템 상호 정보이며, 상기 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최대 시스템 상호 정보를 갖는 프리코딩 행렬인 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 시스템 성능 척도는 시스템 에러 블록 레이트이며, 상기 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최소의 시스템 에러 블록 레이트를 갖는 프리코딩 행렬인 방법.
  9. 다중 안테나 통신 시스템에 사용되는 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 장치로서,
    L 개의 프리코딩 행렬로 구성된 초기 프리코딩 행렬 코드북을 결정하는 초기 프리코딩 행렬 코드북 결정부 - L은 1보다 큰 정수이고, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 각각의 프리코딩 행렬은 상기 다중 안테나 통신 시스템의 물리적 안테나의 수와 상기 다중 안테나 통신 시스템에 의해 지원되는 등급의 수로부터 생성되고 M 개의 프리코딩 행렬을 포함하는 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 선택되며, M은 1보다 큰 정수이고 L<M임 - ;
    채널 집합을 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 상기 프리코딩 행렬에 일대일 대응하는 L 개의 채널 군으로 분할하는 채널 분류부 - 상기 채널 집합은 N 개의 채널 인스턴스로 구성되고, 상기 다중 안테나 통신 시스템의 채널 통계적 특성을 반영 가능하며, N은 1보다 큰 정수임 - ;
    상기 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 상기 채널 군과 최적으로 합치하는 프리코딩 행렬을 선택하여 신규 프리코딩 행렬 코드북을 형성하는 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부; 및
    상기 초기 프리코딩 행렬 코드북과 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일한가를 판단하고, 만일 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북과 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하다면 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북을 상기 다중 안테나 통신 시스템에서 사용될 프리코딩 행렬 코드북으로서 출력하며, 만일 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북과 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북이 동일하지 않다면, 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북과 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북이 동일할 때까지, 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북을 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북으로서 채택하면서, 상기 채널 집합을 재분할하도록 상기 채널 분류부를 제어하며, 신규 프리코딩 행렬 코드북을 생성하도록 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 채널 분류부는
    상기 채널 집합의 각각의 채널 인스턴스와 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 각각의 프리코딩 행렬에 대해, 상기 채널 인스턴스에서 상기 프리코딩 행렬을 채택할 때 상기 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 신호 대 잡음 비 벡터를 계산하고, 상기 후험적 신호 대 잡음 비 벡터에 따라 각자의 시스템 성능 척도를 생성하는 시스템 성능 척도 생성부;
    상기 채널 집합의 각각의 채널 인스턴스에 대해, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북에서 시스템 성능 척도가 최고인 프리코딩 행렬을 상기 채널 인스턴스에 대응하는 프리코딩 행렬로서 선택하는 채널 최고 프리코딩 행렬 선택부; 및
    상기 동일한 프리코딩 행렬에 대응하는 모든 채널 인스턴스를 상기 프리코딩 행렬에 대응하는 채널 군으로서 분류하여, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북의 상기 프리코딩 행렬에 일대일 대응되는 상기 L 개의 채널 군을 생성하는 채널 군 생성부를 포함하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북 생성부는
    각각의 채널 군에 대해, 상기 채널 군의 각각의 채널 인스턴스에서 상기 프리코딩 행렬 전체 집합의 각각의 프리코딩 행렬을 채택할 때, 상기 다중 안테나 통신 시스템의 후험적 신호 대 잡음 비 벡터를 계산하고, 상기 계산된 후험적 신호 대 잡음 비 벡터에 따라 각자의 시스템 성능 척도를 생성하며, 상기 프리코딩 행렬 전체 집합의 각각의 프리코딩 행렬에 대해, 상기 채널 군의 모든 채널 인스턴스에서 상기 다중 안테나 통신 시스템의 상기 시스템 성능 척도를 합계하고 상기 합계를 상기 프리코딩 행렬의 전체 시스템 성능 척도로서 채택하는 프리코딩 행렬 전체 시스템 성능 척도 생성부;
    각각의 채널 군에 대해, 상기 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터, 전체 시스템 성능 척도가 최고인 프리코딩 행렬을, 상기 채널 군과 최적으로 합치하는 상기 프리코딩 행렬로서 선택하는 채널 군 최고 프리코딩 행렬 선택부; 및
    상기 채널 군 최고 프리코딩 행렬 선택부에 의해 각각의 채널 군에 대해 선택된 프리코딩 행렬들을 상기 신규 프리코딩 행렬 코드북으로서 조합하는 조합부를 포함하는 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 채널 분류부는 동작할 때마다 상기 채널 집합을 생성하는 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 초기 프리코딩 행렬 코드북은 상기 프리코딩 행렬 전체 집합으로부터 무작위로 선택되거나 상기 다중 안테나 통신 시스템의 기존 프리코딩 행렬 코드북인 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 시스템 성능 척도는 시스템 처리량이며, 상기 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최대 시스템 처리량을 갖는 프리코딩 행렬인 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 시스템 성능 척도는 시스템 상호 정보이며, 상기 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최대 시스템 상호 정보를 갖는 프리코딩 행렬인 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 시스템 성능 척도는 시스템 에러 블록 레이트이며, 상기 최고의 시스템 성능 척도를 갖는 프리코딩 행렬은 최소의 시스템 에러 블록 레이트를 갖는 프리코딩 행렬인 장치.
  17. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 다중 안테나 통신 시스템.
  18. 다중 안테나 통신 시스템의 송신기로서,
    상기 송신기는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 프리코딩 행렬 코드북을 생성하는 송신기.
  19. 다중 안테나 통신 시스템의 수신기로서,
    상기 수신기는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 프리코딩 행렬 코드북을 생성하고, 상기 수신기와의 통신 중에 상기 프리코딩 행렬 코드북을 사용하도록 송신기에 상기 생성된 프리코딩 행렬 코드북을 송신하는 수신기.
  20. 머신 판독 가능한 프로그램 코드를 포함하는 저장 매체로서,
    상기 프로그램 코드는 다중 안테나 통신 시스템 또는 정보 처리 시스템에서 실행될 때, 상기 다중 안테나 통신 시스템 또는 상기 정보 처리 시스템이 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 동작 가능한 저장 매체.
  21. 머신 실행 가능한 수단을 포함하는 프로그램 제품으로서,
    상기 수단은 다중 안테나 통신 시스템 또는 정보 처리 시스템에서 실행될 때, 상기 다중 안테나 통신 시스템 또는 상기 정보 처리 시스템이 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로그램 제품.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761354B (zh) * 2011-04-28 2015-02-18 上海贝尔股份有限公司 在网络设备中生成码本和相关数据的方法及装置
CN102857285B (zh) * 2011-06-30 2017-11-03 中兴通讯股份有限公司 信道信息反馈方法及装置
WO2016095134A1 (zh) * 2014-12-17 2016-06-23 华为技术有限公司 一种预编码信息收集方法及传输设备
CN106160928A (zh) * 2015-04-09 2016-11-23 株式会社Ntt都科摩 生成预编码矩阵的方法、无线基站和装置以及移动台
CN106879000B (zh) * 2017-04-28 2019-06-21 北京科技大学 一种lte-a系统级仿真平台
CN112543045A (zh) * 2019-09-23 2021-03-23 深圳市中兴微电子技术有限公司 一种获取pmi的方法及装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4711099B2 (ja) * 2001-06-26 2011-06-29 ソニー株式会社 送信装置および送信方法、送受信装置および送受信方法、並びにプログラムおよび記録媒体
US7076263B2 (en) * 2002-02-19 2006-07-11 Qualcomm, Incorporated Power control for partial channel-state information (CSI) multiple-input, multiple-output (MIMO) systems
US7251768B2 (en) * 2002-04-22 2007-07-31 Regents Of The University Of Minnesota Wireless communication system having error-control coder and linear precoder
US7357599B2 (en) 2005-08-10 2008-04-15 Criptonic Energy Solutions, Inc. Waste water electrical power generating system
EP1932148A1 (en) * 2005-09-09 2008-06-18 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Method and apapratus for sending control information in a communications network
JPWO2008032358A1 (ja) * 2006-09-11 2010-01-21 富士通株式会社 無線通信装置および無線通信方法
US8626104B2 (en) 2006-09-28 2014-01-07 Apple Inc. Generalized codebook design method for limited feedback systems
US7961640B2 (en) * 2006-10-26 2011-06-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for codebook exchange in a multiple access wireless communication system
JP4594976B2 (ja) * 2006-10-30 2010-12-08 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ コードブックジェネレータ、コードブック、及びｍｉｍｏ伝送を用いたプリコーディングスキームにおいて使用される更新用行列を求める方法
EP1919097B1 (en) 2006-10-30 2010-01-06 NTT DoCoMo Inc. Codebook generator, codebook and method for generating update matrices to be used in a precoding scheme with MIMO transmission
WO2008086239A1 (en) 2007-01-04 2008-07-17 Texas Instruments Incorporated Precoding codebook for mimo systems
US7746952B2 (en) 2007-01-08 2010-06-29 Samsung Electronics, Co., Ltd. Apparatus for generating precoding codebook for MIMO system and method using the apparatus
US7983322B2 (en) * 2007-01-09 2011-07-19 Broadcom Corporation Method and system for codebook design of MIMO pre-coders with finite rate channel state information feedback
KR20080073624A (ko) 2007-02-06 2008-08-11 삼성전자주식회사 다중 편파 다중 입출력 시스템을 위한 코드북 생성 방법 및그 장치
CN101262309B (zh) * 2007-03-09 2012-01-11 中兴通讯股份有限公司 一种4×2mimo系统基于码本的预编码方法
US8086242B2 (en) * 2007-03-21 2011-12-27 Broadcom Corporation Method and system for adaptive allocation of feedback resources for CQI and transmit pre-coding
CN101277172B (zh) * 2007-03-30 2011-04-13 华为技术有限公司 一种预编码矩阵生成方法、装置和系统
US8135083B2 (en) 2007-05-01 2012-03-13 Nec Laboratories America, Inc. Codebook method for a multiple input multiple output wireless system
US8259824B2 (en) 2007-05-23 2012-09-04 Texas Instruments Incorporated Nested precoding codebook structures for MIMO systems
US7629902B2 (en) 2007-06-08 2009-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. MIMO wireless precoding system robust to power imbalance
US8325839B2 (en) 2007-06-26 2012-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Simple MIMO precoding codebook design for a MIMO wireless communications system
CN101394256B (zh) * 2007-09-19 2012-07-04 中兴通讯股份有限公司 一种基于码本方式的预编码方法及码本构建方法
CN101505205A (zh) * 2008-02-05 2009-08-12 夏普株式会社 基于波达方向的开环mimo方法、基站及用户设备

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