KR20130041772A - 무선 통신 시스템에서의 프리코딩 방법, 피드백 채널 정보 방법, 이동 단말 및 기지국 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 프리코딩 및 채널 정보 피드백에 관한 것이다.

Description

무선 통신 시스템에서의 프리코딩 방법, 피드백 채널 정보 방법, 이동 단말 및 기지국{PRECODING METHOD, FEEDBACK CHANNEL INFORMATION METHOD, MOBILE TERMINAL AND BASE STATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 프리코딩 및 채널 정보 피드백에 관한 것이다.
전송 다이버시티, 폐루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing) 또는 개루프 공간 다중화(open-loop spatial multiplexing)와 같은 다수의 다중 안테나 전송 방식들 또는 전송들이 존재한다. 폐루프 MIMO(CL-MIMO)는 이동 단말로부터의 보다 광범위한 피드백에 의존한다.
일 측면에 따르면, 추정된 하향링크 채널에 기초하여 단기 코드북으로부터 단기 프리코딩 행렬을 선택하는 단계; 통계적 특성을 추정하는 단계; 상기 통계적 특성을 변환하여 장기 변환 행렬을 획득하는 단계; 및 상기 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보 및 장기 코드북으로부터의 상기 장기 변환 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 피드백하는 단계를 포함하는, 채널 정보를 피드백하는 방법이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 추정된 하향링크 채널에 기초한 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보 및 추정된 하향링크의 통계적 특성에 기초한 장기 프리코딩 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 각각 수신하는 단계; 대응 코드북으로부터 상기 단기 피드백 정보 및 상기 장기 피드백 정보를 검색함으로써 상기 단기 프리코딩 행렬 및 상기 장기 프리코딩 행렬을 각각 찾아내는 단계; 상기 장기 프리코딩 행렬을 변환하여 장기 변환 프리코딩 행렬을 획득하는 단계; 및 상기 단기 프리코딩 행렬 및 상기 장기 변환 프리코딩 행렬을 이용하여 멀티 레벨 프리코딩을 수행하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 코드워드를 레이어에 매핑하는 단계; 매핑된 세트의 심볼들을 적어도 두 개의 프리코딩 행렬들을 차례로 이용하여 프리코딩하는 단계로서, 상기 프리코딩 행렬들 중 하나는 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환된 프리코딩 행렬인, 상기 프리코딩하는 단계; 및 프리코딩된 세트의 심볼들을 포함하는 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 추정된 하향링크 채널에 기초하여 단기 코드북으로부터 단기 프리코딩 행렬을 선택하고, 통계적 특성을 추정하고, 단기 프리코딩 행렬에 대한 장기 코드북으로부터의 단기 피드백 정보를 피드백하도록 구성되는 추정기; 상기 통계적 특성을 변환하여 장기 변환 행렬을 획득하고 상기 장기 변환 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 피드백하도록 구성되는 변환기; 및 상기 수신된 신호를 디코딩하여 데이터 심볼들의 세트를 복구하도록 구성되는 포스트-디코더를 포함하는, 이동 단말이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 하나 이상의 코드워드들을 레이어들에 매핑하도록 구성되는 레이어 맵퍼; 추정된 하향링크 채널에 기초한 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보 및 추정된 하향링크의 통계적 특성에 기초한 장기 프리코딩 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 각각 수신하고, 상기 단기 피드백 정보 및 상기 장기 피드백 정보를 이용하여 상기 단기 프리코딩 행렬 및 상기 장기 프리코딩 행렬을 각각 찾아내고, 상기 단기 프리코딩 행렬 및 장기 변환 프리코딩 행렬을 이용하여 멀티 레벨 프리코딩을 수행하도록 구성되는 프리코더; 및 상기 장기 프리코딩 행렬을 변환하여 상기 장기 변환 프리코딩 행렬을 획득하도록 구성되는 변환기를 포함하는, 기지국이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 CL-MIMO 시스템의 흐름도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 CL-MIMO 시스템의 흐름도이다.
설명의 단순성 및 명확성을 위해, 도면에 도시된 구성 요소들이 반드시 일정 비율로 도시되어야 할 필요는 없음을 이해할 것이다. 예를 들어, 명확성 및 이해도를 증진시키고 향상시킬 목적으로, 구성 요소들 중의 일부의 치수들이 다른 구성 요소들에 비해 과장되어 있다. 또한, 적절하다고 여겨지는 경우, 대응하는 또는 유사한 구성 요소들을 나타내기 위해 도면 부호들을 도면들 가운데서 반복하였다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
단일 사용자 CL-MIMO(SU CL-MIMO)를 위해 유니터리(unitary) 프리코딩이 채용되고, 상이한 안테나 구성(antenna configuration)을 위한 유니터리 코드북들이 정의된다. LTE 어드밴스에서는 넌-유니터리(non-unitary)일 수도 있다. 또한, LTE에서 성능을 향상시키기 위해 랭크 적응(rank adaptation)이 고려된다.
이 예시적인 실시예에서, CL-MIMO를 위해 멀티 레벨 프리코딩 방법이 제안된다. 이 제안된 방법에서, 적어도 두 개의 레벨 프리코딩들을 이용하는 것이 고려된다. 이 제안된 방법을 이용하면, CL-MIMO에 대한 최적의 솔루션을 얻을 수 있다. 따라서, CL-MIMO 성능을 증가시킬 수 있다. 또한, 멀티 레벨 프리코딩을 이용함으로써, 각 레벨에 대한 PMI를 별도로 피드백할 수 있다. 제 1 PMI는 제 2 PMI보다 덜 빈번하게 피드백된다. 따라서, 피드백 오버헤드가 더 감소된다.
도 1은 일 실시예에 따라 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템은 MIMO 시스템, SDMA 시스템, CDMA 시스템, OFDMA 시스템, OFDM 시스템 등을 포함하는 모든 종류의 무선 통신 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 통신 시스템에서, 일 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(100)은 송신장치(110) 및 수신장치(120)를 포함한다. 송신장치(110)는 기지국으로서 동작할 수도 있는 반면, 수신장치(120)는 가상적으로 핸드폰, 컴퓨터 시스템을 구비한 무선 디바이스, 및 무선 휴대 정보 단말기와 같은 모든 종류의 단방향 또는 양방향 무선 통신 디바이스일 수 있는 가입국(subscriber station)으로서 동작할 수도 있다. 물론, 수신국(receiver station)/가입국(120)은 또한 송신국(transmitter station)/기지국(110)에 의해 수신되는 신호들을 송신할 수 있다. 송신장치(110)와 수신장치(120) 사이에서 통신하는 신호들은 음성, 데이터, 전자메일, 비디오, 및 다른 데이터, 음성 및 비디오 신호들을 포함할 수 있다.
동작 시에, 송신장치(110)는 수신장치(120)에 하나 또는 하나 이상의 안테나들을 통해 채널 상으로 신호 데이터 스트림을 송신하며, 이 수신장치는 하나 이상의 수신 안테나들로부터 수신된 신호를 결합하여 송신된 데이터를 재구성한다. 신호를 송신하기 위해, 송신장치(110)는 신호에 대한 벡터로 표현되는 송신 신호를 준비한다.
송신장치(110)는 레이어 맵퍼(layer mapper, 130) 및 프리코더(precoder, 140)를 포함한다.
송신장치(110)의 레이어 맵퍼(130)는 한 개 또는 두 개의 트랜스포트(one or two transport)에 대응하는 한 개 또는 두 개의 코드워드를, 최소 한 개의 레이어에서 최대 안테나 포트들의 수와 동일한 수의 레이어들에 해당하는 NL 개의 레이어들에 매핑한다. 다중 안테나 송신의 경우, 각 전송 시간 간격(Transmission Time Interval: TTI)에 대해 동적 크기의 두 개까지의 전송 블록들이 존재할 수 있으며, 여기서, 각 전송 블록은 하향링크 공간 다중화의 경우에서의 한 개의 코드워드에 대응한다. 다시 말해, 변조 심볼들의 블록(각 전송 블록당 하나의 블록)은 코드워드로 불린다. 하나의 코드워드만이 존재하는 경우, 단일 코드워드(single codeword: SCW)로 부른다. 그렇지 않은 경우에는, 다중 코드워드(multiple codeword: MCW)로 부른다.
레이어 맵퍼(130)에 의한 레이어 매핑 후, 한 세트의 NL 개의 심볼들(각 레이어로부터 하나의 심볼)이 프리코더(140)에 의해 선형으로 결합되고, NA 개의 안테나 포트에 매핑된다. 이 결합/매핑은 크기 NL × NA 인 프리코딩 행렬 P 에 의해 표현될 수 있다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 프리코딩 행렬 P는 P=WR 로 구현되며, 여기서 R은 예를 들어 채널 상관에 대한 제 1 행렬이고, W는 예를 들어 상관을 갖지 않는 제 2 행렬이다. 이것은 유니터리 또는 넌-유니터리일 수도 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 프리코딩 행렬 P는 행렬 P=RW 로 구현되며, 여기서 W는 예를 들어 채널 상관을 갖지 않는 제 1 행렬이고, R은 예를 들어 채널 상관에 대한 제 2 행렬이다. 상기 실시예들에 대해, 제 1 프리코딩 행렬과 제 2 프리코딩 행렬은 성능을 향상시키기 위해 EVD 기반의 변환 또는 제곱근 변환과 같은 몇몇 방법들에 의해 변환될 수도 있다. 예를 들어, 프리코딩 행렬 P는 행렬 P=WT 또는 TW 로 구현되며, 여기서 T는 변환된 행렬이다.
프리코더(140)는 그 자신의 코드북을 갖는데, 이 코드북은 입력 데이터 신호를 처리하는데 각 수신장치들에 대한 현재 채널 상태를 최대한 사용하여 사용될 전송 프로파일 및/또는 프리코딩 정보를 획득하기 위하여 접속된다. 추가로, 수신장치(120)는 하기에 설명되는 바와 같이 채널을 피드백하거나, 피드포워드 할 때 정보를 효율적으로 전송하는데 사용되는 동일한 코드북을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 코드북은 분리가능한 섹션들로부터의 컴포지트 프로덕트 코드북(composite product codebook)으로 구성되며, 여기서 코드북 인덱스는 코드북의 상이한 섹션들을 접속하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 행렬을 접속하기 위해 코드북 인덱스로부터 하나 이상의 소정의 비트들이 할당되는 한편, 제 2 행렬에 대한 값들을 지시하기 위해 제 2 인덱스로부터 소정의 제 2 세트의 비트들이 할당된다.
다양한 실시예들에서, 송신장치(110) 및 수신장치(120)의 각각에서 단일의 코드북을 갖는 대신에, 별개의 코드북들이 저장되어 예를 들어 제 1 프리코딩 행렬 W 에 대한 코드북, 제 2 행렬 R 에 대한 코드북이 존재할 수 있다. 이러한 경우, 별개의 인덱스들이 생성될 수도 있는데, 여기서 각각의 인덱스는 그 대응하는 코드북에서의 코드워드를 지시하며, 이들 인덱스들의 각각은 피드백 채널을 통해 송신장치에 송신되어, 송신장치가 대응 코드북들로부터 대응 코드워드들을 접속하고 송신 프로파일 또는 프리코딩 정보를 결정하기 위해 이들 인덱스를 사용할 수도 있다.
송신장치(110)에 의해 적합한 송신용 프리코딩 행렬을 선택할 때 기지국을 돕기 위하여, 수신장치/이동 단말(120)은 하향링크 채널 조건의 추정에 의존하는 추천된 레이어들의 수(랭크 지시자(Rank Indication; RI)로 표현되는) 또는 추천된 프리코딩 행렬(Precoding Matrix Index; PMI)와 같은 채널 정보를 보고할 수 있다.
수신장치(120)는 채널 추정기(channel estimator, 150) 및 포스트-디코더(post-decoder, 160)를 포함할 수도 있다.
수신장치(120)는 채널 추정기(150)로 채널을 추정한다. 송신장치(110)는 장기(long term)에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 단기(short term)에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다. 송신장치(110)는 도 1에 나타낸 바와 같이 두 개의 피드백 PMI들에 기초하여 프리코딩 행렬 P=WR 에 의해 심볼들의 세트를 프리코딩하며, 여기서 R은 채널 상관에 대한 제 1 행렬이고 W는 채널 상관을 갖지 않는 제 2 행렬이다.
수신장치(120)는 이전의 피드백 프리코딩 행렬들 조합을 이용하여 포스트-디코더(160)에 의해 원 데이터 심볼들을 복구한다. 포스트-디코더(160)는 수신된 신호를 처리하고, 이 프리코딩된 심볼들을 디코딩한다.
도 2는 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 통신 시스템에서, 일 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(200)은 송신장치(210) 및 수신장치(220)를 포함한다. 송신장치(210)는 레이어 맵퍼(230) 및 프리코더(240)를 포함한다.
레이어 맵퍼(230)에 의한 레이어 매핑 후, 한 세트의 NL 개의 심볼들(각 레이어로부터 하나의 심볼)은 프리코더(240)에 의해 선형으로 결합되고 NA 개의 안테나 포트에 매핑된다.
프리코더(240)는 두 개의 프리코더들(242 및 244)을 포함하여 성능을 최적화한다. 제 1 프리코더(242)는 채널 상관에 대한 것일 수도 있다. 제 2 프리코더(244)는 채널 상관을 갖지 않는 것일 수도 있다. 다시 말해, 제 1 프리코더(242)는 장기 PMI(long term PMI)와 같은 장기 피드백 정보에 대한 것일 수도 있다. 제 2 프리코더(244)는 단기 PMI(short term PMI)와 같은 단기 피드백 정보에 대한 것일 수도 있다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 제 1 프리코더(242)는 레이어 맵퍼(230)로부터의 한 세트의 심볼들을 크기 NL × NL 의 프리코딩 행렬 R에 의해 프리코딩할 수도 있다. 제 2 프리코더(244)는 또한 제 1 프리코더(242)로부터의 한 세트의 심볼들을 크기 NL × NA 의 프리코딩 행렬 W에 의해 프리코딩할 수도 있다. 프리코딩 행렬 R은 채널 상관에 대한 제 1 행렬이고, 프리코딩 행렬 W는 채널 상관을 갖지 않는 제 2 행렬이다. 그 결과, 제 1 및 제 2 프리코더(242 및 244)는 한 세트의 심볼들을 행렬 P=WR 에 의해 프리코딩한다.
다양한 실시예들에서, 송신장치(210)와 수신장치(220)에 대한 별개의 코드북들이 저장되어, 예를 들어 제 1 프리코딩 행렬 R에 대한 코드북 및 제 2 행렬 W에 대한 코드북이 존재할 수도 있다. 이러한 경우, 별개의 인덱스들이 생성될 수도 있으며, 여기서 각 인덱스들은 그 대응 코드북에서의 코드워드를 지시하고, 이들 인덱스들의 각각은 피드백 채널을 통해 송신장치에 송신되어, 송신장치가 대응 코드북들로부터의 대응 코드워드들을 접속하고 송신 프로파일 또는 프리코딩 정보를 결정하기 위해 이들 인덱스들을 사용할 수도 있다.
수신장치(220)는 채널 추정기(250) 및 포스트-디코더(260)를 포함할 수도 있다.
수신장치(220)의 채널 추정기(250)는 하향링크 채널 조건을 추정한다. 채널 추정기(250)는 적어도 하나의 RI 및 PMI를 송신장치에(210)에 피드백한다. 채널 추정기(250)는 많은 종류의 코드북 기반의 PMI 피드백을 수행할 수 있다.
수신장치(220)는 채널 추정기(250)에 의해 채널을 추정한다. 그 후, 이 추정된 채널 정보에 기초하여, 수신장치(220)는 대응 코드북들로부터의 각 레벨에 대한 프리코딩 행렬을 선택한다. 일단 각 레벨에 대한 프리코딩 행렬이 결정되면, 수신장치/이동 단말(220)은 양 레벨의 PMI들을 별도로 송신장치(210)에 피드백한다.
코드북 기반의 PMI 피드백이 존재할 수도 있는데, 여기에서는 수신장치/이동 단말(220)이 코드북에서의 선호하는 행렬의 프리코딩 행렬 인덱스(PMI)를 송신장치/기지국(210)에 피드백하여 무선 통신 시스템에서 CL-MIMO(closed MIMO) 동작을 지원한다.
수신장치(220)의 피드백 빈도는 상이한 레벨 프리코딩마다 상이하다. 제 1 프리코딩은 채널 상관에 대한 것이며, 채널 진폭에 의해 결정된다. 제 2 프리코딩은 채널 상관을 갖지 않는 것일 수 있다. 제 1 프리코딩은 장기 피드백에 의한 것이고, 제 2 프리코딩은 단기 피드백에 의한 것이다. 따라서, 멀티 레벨 프리코딩은 피드백 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
송신장치(210)는 장기에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 단기에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다. 도 2에 나타낸 바와 같은 다른 실시예에서, 송신장치(210)는 피드백 PMI들에 기초하여 두 개의 레벨 프리코더들(242 및 244)에 의해 데이터 심볼들의 세트를 프리코딩한다. 예를 들어, 제 1 프리코더(242) 및 제 2 프리코더(244)는 장기 피드백 PMI와 단기 피드백 PMI에 기초하여 행렬들 W 및 R의 각각에 의해 데이터 심볼들의 세트를 차례로 프리코딩한다.
그 후, 송신장치(210)는 프리코딩된 데이터 심볼들을 상이한 안테나들에 의해 송신한다.
수신장치(220)는 이전의 피드백 프리코딩 행렬 조합을 이용하여 포스트-디코더(260)에 의해 원 데이터 심볼들을 복구한다. 포스트-디코더(260)는 수신된 신호를 처리하고, 이 프리코딩된 심볼들을 디코딩한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3을 참조하면, 통신 시스템에서, 일 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(300)은 송신장치(310) 및 수신장치(320)를 포함한다. 송신장치(310)는 레이어 맵퍼(330) 및 프리코더(340)를 포함한다.
레이어 맵퍼(330)에 의한 레이어 매핑 후, 프리코더(340)에 의해 한 세트의 NL 개의 심볼들(각 레이어로부터 하나의 심볼)이 선형으로 결합되고, NA 개의 안테나 포트에 매핑된다.
프리코더(340)는 두 개의 레벨 프리코더들(342 및 344)을 포함하여 성능을 향상시키거나 실질적으로 최적화한다. 제 1 프리코더(342)는 채널 상관을 갖지 않는 것일 수도 있다. 제 2 프리코더(344)는 채널 상관에 대한 것이다. 다시 말해, 제 1 프리코더(342)는 단기 PMI와 같은 단기 피드백 정보에 대한 것일 수도 있다. 제 2 프리코더(344)는 장기 PMI와 같은 장기 피드백 정보에 대한 것일 수도 있다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 제 1 프리코더(342)는 레이어 맵퍼(330)로부터의 한 세트의 심볼들을 크기 NL × NA 의 프리코딩 행렬 W에 의해 프리코딩할 수도 있다. 제 2 프리코더(344)는 또한 제1 프리코더(342)로부터의 한 세트의 심볼들을 크기 NA × NA 의 프리코딩 행렬 R에 의해 프리코딩할 수도 있다.
프리코딩 행렬 W는 채널 상관을 갖지 않는 제 1 행렬이고, 프리코딩 행렬 R은 채널 상관에 대한 제 2 행렬이다. 그 결과, 제 1 및 제 2 프리코더들(342 및 144)은 행렬 P=RW 에 의해 한 세트의 심볼들을 프리코딩한다.
수신장치(320)는 채널 추정기(350)와 포스트-디코더(360)를 포함할 수도 있다.
수신장치(320)는 채널 추정기(350)에 의해 채널을 추정한다. 그 후, 이 추정된 채널 정보에 기초하여, 수신장치(320)는 대응 코드북들로부터 각 레벨에 대한 프리코딩 행렬을 선택한다. 일단 각 레벨에 대한 프리코딩 행렬이 결정되면, 수신장치/이동 단말(320)은 양 레벨의 PMI들을 별도로 송신장치(310)에 피드백한다.
송신장치(310)는 단기에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 장기에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다.
수신장치(320)는 이전의 피드백 프리코딩 행렬들 조합을 이용하여 포스트-디코더(360)에 의해 원 데이터 심볼들을 복구한다. 포스트-디코더(360)는 수신된 신호를 처리하고, 이 프리코딩된 심볼들을 디코딩한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 통신 시스템에서, 일 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(400)은 송신장치(410) 및 수신장치(420)를 포함한다.
송신장치(410)는 제 1 프리코더(442)와 제 2 프리코더(230)를 포함하는 프리코더(440)를 포함할 수 있다. 제 1 프리코더(442)와 제 2 프리코더(444)의 동작은 전술한 바와 같으므로, 제 1 프리코더(442)와 제 2 프리코더(444)에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
예를 들어, 제 1 프리코더(442)는 레이어 맵퍼로부터의 한 세트의 심볼들을 단기 PMI와 같은 단기 피드백 정보로부터 도출되는 제 1 프리코딩 행렬에 의해 프리코딩할 수도 있다. 제 2 프리코더(444)는 제 1 프리코더(442)로부터의 한 세트의 심볼들을 장기 PMI와 같은 장기 피드백 정보로부터 도출되는 제 2 프리코딩 행렬에 의해 프리코딩할 수도 있다.
수신장치(420)는 채널 추정기(450), 포스트-디코더(460) 및 변환기(470)를 포함할 수도 있다.
수신장치(420)는 채널 추정기(450)에 의해 채널을 추정한다. 그 후, 단기 채널 정보로서의 이 추정된 채널 정보에 기초하여, 수신장치(420)는 유니터리 코드북과 같은 대응 코드북(455)으로부터 제 1 레벨에 대한 프리코딩 행렬을 선택한다. 수신장치(420)는 제 1 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 프리코더(440), 예를 들어 제 1 프리코더(442)에 피드백할 수도 있다. PMI는 대응 코드북(455)에서 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스이다.
수신장치(420)는 또한 다음과 같이 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서의 채널 상관 행렬 R과 같은 장기/광대역 통계적 특성을 추정한다.
Figure pct00001
여기서, R은 채널 상관 행렬이고, E는 하향링크 채널 행렬과 그 에르미트 트랜스포즈(Hermitian transpose)의 곱에 대한 예측치이며, N은 고려된 하향링크 채널 행렬들의 수이다.
채널 상관 행렬에 있어서, 이 상관 행렬은 다음과 같은 에르미트 행렬일 수도 있다.
Figure pct00002
수신장치(420)는 이 상관 행렬 R을 변환하여 변환 행렬 T를 얻을 수도 있다. MIMO 채널이 몇몇 상관을 갖는다면, MIMO 성능은 더 악화될 것이다. MIMO 채널의 상관은 안테나들 사이의 거리에 의존한다. 거리가 더 멀어질수록, 상관은 더 낮아진다. 성능은 다음과 같이 나타난다.
Figure pct00003
그러나, 채널 상관 행렬이 송신장치(410)에 알려질 수 있다면, 프리코딩에 대한 몇몇 변환을 행할 수 있다. 이 경우, 채널 상관은 송신장치(410)에서 보상될 수 있다. 상관된 채널 H는,
Figure pct00004
로서 표현될 수 있고, 여기서
Figure pct00005
는 독립동일분포(independent and identically distributed: i.i.d) 채널 행렬이고, R은 상관 행렬이다. 변환을 행한다면, 이 변환된 채널은
Figure pct00006
와 같다. 변환 후에는 i.i.d 채널과 유사한 성능을 가질 것이다.
변환 동작에 대해서는, 상이한 복잡성과 성능을 갖는 변환에 대한 몇몇 방법들이 존재한다. 예를 들어, 변환에 대한 몇몇 방법들은 EVD(eigenvalue decomposition) 기반의 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나일 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
EVD(eigenvalue decomposition) 기반의 변환은 다음과 같을 수 있다.
Figure pct00007
여기서, R은 채널 상관 행렬이고, T는 EVD(eigenvalue decomposition) 기반의 변환을 이용한 변환 행렬이며, exev는 EVD의 함수를 의미한다.
채널 상관 행렬의 제곱근은 다음과 같다.
Figure pct00008
보다 단순한 변환은 직접 프리코딩인데, 이는 프리코딩 행렬로서 채널 상관 행렬을 직접 이용하는 것이다.
Figure pct00009
수신장치(420)는 변환 행렬 T와 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북(475)으로부터 제 2 프리코딩 행렬을 선택한다. 장기 피드백에 대한 이 대응 코드북(475)은 단기 피드백에 대한 상기 코드북(455)과 동일할 수도 있고 또는 상이할 수도 있다.
수신장치(420)에서의 변환에 대한 코드북에 있어서, 장기 피드백에 대한 대응 코드북(475)은 DFT 코드북, FFT 코드북 및 에르미트 코드북과 같은 몇몇 코드북들 중 하나일 수도 있다. DFT 코드북은 EVD 기반의 변환을 위해 양호한 선택일 수도 있다. 고유벡터(Eigen vector) 피드백에 대한 FFT 코드북은 다음과 같다.
Figure pct00010
상관 행렬은 에르미트 행렬일 수 있으므로, 그 코드북에 대한 행렬 역시 다음과 같은 에르미트 행렬이다.
Figure pct00011
예를 들어, 상관 행렬에 대한 에르미트 코드북은 다음과 같다.
Figure pct00012
다시 말해, 이 변환된 행렬은 EVD 기반의 변환을 제외한 다른 변환들에 대한 채널 상관 행렬의 동일한 특징을 가질 수도 있다. 따라서, 에르미트 코드북은 예로서 사용될 것이다.
대응 코드북(475)으로부터의 PMI 검색에 대해서는, 코르달 거리(chordal distance)가 사용될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 변환을 위해 EVD가 이용된다면, 예를 들어, 코르달 거리는 수신장치(420)에서의 변환을 위한 하나의 선택일 수도 있다. 두 개의 행렬 U과 V 사이의 코르달 거리(chordal distance)는 다음과 같이 정의된다.
Figure pct00013
여기서,
Figure pct00014
이다.
채널 상관 행렬에 직접 관계되는 다른 변환의 경우, 원시 코르달 거리는 최적이 아닐 수도 있다. 이것은 채널 상관 행렬에서 상이한 원소들의 특성이 상이한 중요도를 갖기 때문이다. 평균전력을 결정하는 대각 요소들(diagonal elements)은 통상적으로 더 높은 중요도를 갖는다. 따라서, 가중 거리(weighted distance)가 제안된다. 이것은 대각선 원소가 더 높은 가중치를 가지며 다른 원소들은 더 낮은 가중치를 갖는 것이다.
제안된 가중 거리는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00015
여기서,
Figure pct00016
이고,
Figure pct00017
이다. 또한,
Figure pct00018
는 실수이고,
Figure pct00019
이다. 또한,
Figure pct00020
는 이하의 예와 같이 행렬들 사이의 내적이다.
Figure pct00021
수신장치(420)는,
Figure pct00022
와 같은 코드북으로부터의 제 2 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 송신장치(410)의 프리코더(440), 예를 들어 제 2 프리코더(444)에 피드백할 수도 있다.
그 결과, 수신장치/이동 단말(420)은 양 레벨의 PMI들을 송신장치(410)에 별도로 피드백한다.
송신장치(410)는 단기에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 장기에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다.
입력 데이터 심볼이,
Figure pct00023
이라면, 송신장치(410)의 출력 신호는,
Figure pct00024
이며, 여기서
Figure pct00025
은 단기 프리코딩 행렬이고,
Figure pct00026
은 장기 프리코딩 행렬이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 통신 시스템에서, 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(500)은 송신장치(510) 및 수신장치(520)를 포함한다.
송신장치(510)는 제 1 프리코더(542)와 제 2 프리코더(530)를 포함하는 프리코더(540)를 포함할 수 있다. 송신장치(510)의 모든 구성 요소들은 도 4에서의 송신장치(410)의 구성 요소들과 실질적으로 동일하다. 다만 제 1 프리코더(542)가 레이어 맵퍼로부터의 한 세트의 심볼들을 장기 PMI와 같은 장기 피드백 정보로부터 도출되는 제 1 프리코딩 행렬에 의해 프리코딩할 수도 있다. 제 2 프리코더(544)는 또한 제 1 프리코더(542)로부터의 한 세트의 심볼들을 단기 PMI와 같은 단기 피드백 정보로부터 도출되는 제 2 프리코딩 행렬에 의해 프리코딩할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 단기 PMI는, 추정된 채널 정보 또는 행렬에 기초하여 대응 코드북(555)으로부터 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스이다. 장기 PMI는 변환 행렬 T와 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북(575)으로부터의 제 2 프리코딩 행렬의 인덱스이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 통신 시스템에서, 일 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(600)은 송신장치(610) 및 수신장치(620)를 포함한다.
송신장치(610)는 제 1 프리코더(642)와 제 2 프리코더(644)를 포함하는 프리코더(640)를 포함할 수 있다. 제 1 프리코더(642)와 제 2 프리코더(644)의 동작은 전술한 바와 같으므로, 제 1 프리코더(642)와 제 2 프리코더(644)에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
송신장치(610)는 또한 변환기(670)를 포함할 수도 있다. 변환기(670)에 대한 상세한 동작은 후술하기로 한다.
수신장치(620)는 채널 추정기(650) 및 포스트-디코더(660)를 포함할 수 있다.
수신장치(620)는 채널 추정기(650)에 의해 채널을 추정한다. 수신장치(620)는 단기 PMI와 같은 단기 피드백 정보를 제 1 프리코더(642)에 피드백할 수도 있고, 장기 PMI와 같은 장기 피드백 정보를 제 2 프리코더(644)에 피드백할 수도 있다.
제 1 프리코더(642)로의 단기 피드백의 동작은 전술한 바와 같으므로, 그 동작에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
수신장치(620)는 또한 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서의 채널 상관 행렬 R과 같은 장기/광대역 통계적 특성을 추정한다.
전술한 바와 같이 이 상관 행렬 R을 변환하여 변환 행렬 T를 얻고, 변환에 대한 몇몇 방법들을 이용하여 변환 행렬 T과 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북(675)으로부터 장기 프리코딩 행렬을 선택하고나서, 이하와 같은 코드북(675)으로부터 장기 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 피드백할 수 있다.
Figure pct00027
수신장치(620)는 변환 행렬 T가 아니라 그 자신의 상관 행렬 R과 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북(675)으로부터 장기 프리코딩 행렬을 선택하고나서, 코드북(675)으로부터 선택된 장기 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 피드백할 수도 있다.
그 결과, 수신장치/이동 단말(620)은 두 개의 레벨의 PMI들을 송신장치(610)에 별도로 피드백한다.
송신장치(610)는 단기에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 장기에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다.
송신장치(610)의 프리코더(640)는 피드백 PMI들에 기초하여 두 개의 레벨 프리코더들을 이용함으로써 데이터 심볼들을 프리코딩한다. 제 1 레벨 프리코딩에 있어서, 그것은 프리코딩을 위해 직접 사용된 피드백 PMI(PMI 기반의 프리코딩)이다. 제 2 레벨 프리코딩에 있어서, 그것은 변환 기반의 프리코딩이다. 송신장치(610)는 장기 피드백 PMI를 직접 사용하여 송신장치(610)의 코드북(675)과 동일한 코드북으로부터 행렬을 선택하고, 변환기(670)에 의해 EVD 기반의 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩과 같은 몇몇 방법들을 이용하여 이 선택된 행렬을 변환하여 변환 행렬을 얻을 수도 있다. 다시 말해, 이 레벨에 대한 프리코딩 행렬은 그 자신의 코드북으로부터 검색된 행렬의 변환에 의해 획득된다.
송신장치(610)에서의 변환에 대해서는, 가중 거리 및 에르미트 코드북이 또한 이용될 수도 있다. 이 코드북으로부터 선택된 프리코딩 행렬이
Figure pct00028
이라면, EVD 기반의 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩과 같은 몇몇 방법들을 이용한 변환 행렬 T는 다음과 같다.
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
두 개의 레벨 프리코딩 후, 송신장치(610)는 프리코딩된 데이터 심볼들을 상이한 안테나들에 의해 송신한다. 수신장치(620)에서는 포스트 디코더(660)에 의해 원시 데이터 심볼들을 복구한다.
입력 데이터 심볼이
Figure pct00032
이라면, 송신장치(610)의 출력 신호는,
Figure pct00033
이며, 여기서
Figure pct00034
은 단기 프리코딩 행렬이며, T는 변환 행렬이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템의 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 통신 시스템에서, 다른 실시예에 따른 폐루프 공간 다중화를 이용하는 무선 통신 시스템(700)은 송신장치(710) 및 수신장치(720)를 포함한다.
송신장치(710)는 제 1 프리코더(742)와 제 2 프리코더(730)를 포함하는 프리코더(740)를 포함할 수 있다. 송신장치(710)의 모든 구성 요소들은 도 4에서의 송신장치(610)의 구성 요소들과 실질적으로 동일하다. 다만 제 1 프리코더(742)가 레이어 맵퍼로부터의 한 세트의 심볼들을 장기 PMI와 같은 대응 코드북(775)으로부터의 장기 피드백 정보로부터 도출되는 제 1 프리코딩 행렬에 의해 프리코딩할 수도 있다. 제 2 프리코더(744)는 또한 제 1 프리코더(742)로부터의 한 세트의 심볼들을 대응 코드북(755)으로부터의 단기 PMI와 같은 단기 피드백 정보로부터 도출되는 제 2 프리코딩 행렬에 의해 프리코딩할 수도 있다.
물론, 장기 PMI로부터 도출되는 제 1 프리코딩 행렬은 변환기(770)가 몇몇 방법들을 이용하여 이 선택된 행렬을 변환하여 얻은 변환 행렬이다.
입력 데이터 심볼이
Figure pct00035
이라면, 송신장치(710)의 출력 신호는,
Figure pct00036
이며, 여기서
Figure pct00037
은 단기 프리코딩 행렬이고 T는 변환 행렬이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 CL-MIMO 시스템의 흐름도이다.
도 4, 도 5 및 도 8을 참조하면, 멀티 레벨 프리코딩 CL-MIMO 시스템에서는, S810에서 채널을 추정할 수도 있다.
그 후, 단기 채널 정보와 같은 이 추정된 채널 정보에 기초하여, S820에서 유니터리 코드북과 같은 대응 코드북으로부터 제 1 레벨에 대한 프리코딩 행렬을 선택할 수도 있다.
단기 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 프리코더에 피드백할 수도 있다. PMI는 S830에서 대응 코드북에서 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스이다.
추정된 채널 정보에 기초하여 프리코딩 행렬을 선택하지 않는다면, S840에서 수학식 1에서의 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서의 채널 상관 행렬 R과 같은 장기/광대역 통계적 특성을 또한 추정할 수도 있다.
이 상관 행렬 R을 변환하여 변환 행렬 T를 얻을 수도 있다. 전술한 바와 같이, 상이한 복잡성과 성능을 갖는 변환을 위해 EVD(eigenvalue decomposition) 기반의 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩과 같은 몇몇 방법들이 존재한다.
S860에서 코드북으로부터의 장기 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 송신장치의 프리코더에 피드백할 수도 있다.
변환 행렬 T와 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북으로부터 장기 프리코딩 행렬을 선택할 수도 있다.
대응 코드북으로부터의 PMI 검색에 대해서는, 수학식 9에서의 코르달 거리 또는 수학식 10에서의 제안된 가중 거리가 채용될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그 결과, S830 및 S860에서 수신장치/이동 단말(420)은 두 개의 레벨의 PMI들을 송신장치에 별도로 피드백한다.
송신장치는 단기에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 장기에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다.
S870에서 단기 PMI를 이용하여 단기 프리코딩 행렬을 찾아낼 수 있다. S880에서 장기 PMI를 이용하여 장기 프리코딩 행렬을 또한 찾아낼 수도 있다. 전술한 바와 같이, 단기 PMI는, 추정된 채널 정보 또는 행렬에 기초하여 대응 코드북으로부터 선택된 단기 프리코딩 행렬의 인덱스이다. 장기 PMI는 변환 행렬 T와 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북으로부터 선택된 장기 프리코딩 행렬의 인덱스이다.
송신장치는 S890에서 단기 프리코딩 행렬 및 장기 프리코딩 행렬을 이용한 멀티 레벨 프리코딩을 수행할 수도 있다.
먼저, 송신장치의 프리코더는 단기 프리코딩 행렬 및 장기 프리코딩 행렬 중 일방으로서의 제 1 프리코딩 행렬에 의해 한 세트의 심볼들을 프리코딩할 수 있다. 차례로, 송신장치의 프리코더는 단기 프리코딩 행렬 및 장기 프리코딩 행렬 중 타방으로서의 제 2 프리코딩 행렬에 의해 한 세트의 심볼들을 또한 프리코딩할 수도 있다.
입력 데이터 심볼이
Figure pct00038
이라면, 송신장치의 출력 신호는,
Figure pct00039
또는 이며, 여기서
Figure pct00041
은 단기 프리코딩 행렬이고,
Figure pct00042
는 장기 프리코딩 행렬이다.
프리코딩된 데이터 심볼들을 송신장치에서 상이한 안테나들에 의해 송신할 수도 있다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 CL-MIMO 시스템의 플로우챠트이다.
도 6, 도 7 및 도 9를 참조하면, S910에서 멀티 레벨 프리코딩 CL-MIMO 시스템에서 채널을 추정할 수도 있다.
그 후, 단기 채널 정보와 같은 추정된 채널 정보에 기초하여, S920에서 유니터리 코드북과 같은 대응 코드북으로부터 제 1 에 대한 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다.
이 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 프리코더에 피드백할 수도 있다. S930에서 PMI는 대응 코드북에서의 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스이다.
추정된 채널 정보에 기초한 프리코딩 행렬을 선택하지 않는다면, S840에서 수학식 1에서의 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서의 채널 상관 행렬 R과 같은 장기/광대역 통계적 특성을 또한 추정할 수도 있다.
S860에서 코드북으로부터의 장기 프리코딩 행렬에 대한 PMI(Precoding Matrix Indication)를 송신장치의 프리코더에 피드백할 수도 있다.
채널 상관 행렬 R과 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북으로부터 장기 프리코딩 행렬을 선택할 수도 있다. 대응 코드북으로부터의 PMI 검색에 대해서는, 수학식 9에서의 코르달 거리 또는 수학식 10에서의 제안된 가중 거리가 채용될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그 결과, S930 및 S960에서 수신장치/이동 단말은 두 개의 레벨의 PMI들을 송신장치에 별도로 피드백한다.
송신장치는 단기에 의한 제 1 프리코딩에 대한 PMI 피드백 및 장기에 의한 제 2 프리코딩에 대한 PMI 피드백을 수신한다.
S870에서 단기 PMI를 이용하여 단기 프리코딩 행렬을 찾아낼 수 있다. S880에서 장기 PMI를 이용하여 장기 프리코딩 행렬을 또한 찾아낼 수도 있다. 전술한 바와 같이, 단기 PMI는, 추정된 채널 정보 또는 행렬에 기초하여 대응 코드북으로부터 선택된 단기 프리코딩 행렬의 인덱스이다. 장기 PMI는 상관 행렬 R과 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북으로부터 선택된 장기 프리코딩 행렬의 인덱스이다.
S985에서 EVD 기반의 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩과 같은 몇몇 방법들을 이용하여 이 선택된 장기 프리코딩 행렬을 변환하여 변환 행렬 T를 얻을 수도 있다. 몇몇 변환 방법들은 수학식 12 내지 수학식 14에서의 EVD 기반의 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나일 수도 있다.
송신장치는 S890에서 단기 프리코딩 행렬 및 장기 변환 프리코딩 행렬을 이용하여 멀티 레벨 프리코딩을 수행할 수도 있다.
먼저, 송신장치의 프리코더는 단기 프리코딩 행렬 및 장기 프리코딩 행렬 중 일방으로서의 제 1 프리코딩 행렬에 의해 한 세트의 심볼들을 프리코딩할 수 있다. 차례로, 송신장치의 프리코더는 단기 프리코딩 행렬 및 장기 변환 프리코딩 행렬 중 타방으로서의 제 2 프리코딩 행렬에 의해 한 세트의 심볼들을 또한 프리코딩할 수도 있다.
입력 데이터 심볼이
Figure pct00043
이라면, 송신장치(610)의 출력 신호는,
Figure pct00044
또는
Figure pct00045
이며, 여기서
Figure pct00046
은 단기 프리코딩 행렬이며, T는 장기 변환 행렬이다.
송신장치에서 상이한 안테나들에 의해 프리코딩 데이터 심볼들을 송신할 수도 있다.
이들 실시예들에서, 멀티 레벨 프리코딩에 대한 장기 채널 상관 행렬/광대역 채널 특성을 고려한다. 제안된 체계에서는, 장기/광대역 채널 특성 피드백에 대한 코드북 기반의 변환이 조사된다. 제 2 프리코딩은 유니터리 프리코딩에 대한 것이다. 제안된 체계에 따르면, 코드북 기반의 PMI와 변환 멀티 레벨 프리코딩의 조화된 솔루션을 얻을 수 있다.
본 명세서에서 도시되고 기술된 방법들 및 시스템들은 임의의 업무를 수행하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장되고 범용 또는 전용 컴퓨터상에서 컴퓨터 프로그램으로 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 하드웨어적 구현에 있어서, 송신장치(예를 들면, 데이터를 코딩하고 변조, 변조된 신호들을 프리코딩, 프리코딩된 신호들을 프리컨디셔닝하는 송신장치) 및/또는 수신장치(예를 들면, 전송된 신호들을 복구, 복구된 신호들을 변조하고 디코딩하는 수신장치)에서 다양한 신호 처리 단계들을 수행하는데 사용되는 구성 요소들은 하나 이상의 주문형 반도체 집적 회로들(Application Specific Integrated Circuits: ASICs), 디지털 신호 처리부들(Digital Signal Processors: DSPs), 디지털 신호 처리 장치들(Digital Signal Processing Devices: DSPDs), 프로그램 가능 논리 장치들(Programmable Logic Devices: PLDs), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이들(Field Programmable Gate Arrays: FPGAs), 처리부들, 제어부들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 본 명세서에 기술된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 또는 이들의 조합에서 구현될 수 있다. 추가로 또는 이의 대안으로, 소프트웨어 구현이 사용될 수 있으며, 이에 의해 송신장치 및 수신장치 각각에서의 신호 처리 단계들의 일부 또는 전부가 본 명세서에서 기술된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 절차들, 기능들 등)에서 구현될 수 있다. 모듈들의 기능의 분리는 단지 예시적일 뿐이며, 다른 실시 예들에서 다중 소프트웨어 모듈들의 기능은 단일 모듈로 통합될 수 있거나 모듈들의 기능의 다른 분리를 의미할 수도 있다. 소프트웨어적 구현에서, 소프트웨어 코드는 처리부 또는 제어부에 의해 온-보드 또는 외부 메모리부와 같은 코드 및 기계로 판독 가능하거나 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장된 기저 또는 처리된 데이터로 실행될 수 있다.
본 명세서에 기술된 예시적인 실시 예들은 다양한 MIMO 프리코딩 시스템들 및 이를 이용한 방법들에 관한 것이지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 명세서에 기재된 MIMO 프리코딩 시스템 및 설계 방법의 다양한 실시 예들은 등록되었거나, IEEE 802.16e, 3GPP-LTE, DVB, 및 다른 다중 사용자 MIMO 시스템들과 같은 무선 통신 표준과 관련하여 구현될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 특정 실시 예들은 단지 예시적 목적으로 사용되었으며, 본 발명의 권리 범위를 제안하여서는 안 된다. 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
혜택들, 다른 이점들, 및 문제들에 대한 해결책들이 특정 실시 예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 혜택, 이점, 또는 해결책을 발생시키거나 이들을 더 확실히 만드는 혜택들, 이점들, 문제에 대한 해결책들, 및 다른 요소(들)는 모든 청구항들에 대한 주요한, 필요한, 또는 필수적인 특징 또는 요소로 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "포함하다" 및 "포함하는"의 용어들 또는 이들의 변형은 구성 요소들의 목록을 포함하는 과정, 방법, 제품, 또는 장치가 이러한 구성 요소들만을 포함하는 것이 아니라 목록에 열거되지 않고, 과정, 방법, 제품, 또는 장치에 고유한 다른 구성 요소들을 포함하도록 비 배타적 포함의 의미를 내포한다.

Claims (22)

  1. 추정된 하향링크 채널에 기초하여 단기 코드북으로부터 단기 프리코딩 행렬을 선택하는 단계;
    통계적 특성을 추정하는 단계;
    상기 통계적 특성을 변환하여 장기 변환 행렬을 획득하는 단계; 및
    상기 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보 및 장기 코드북으로부터의 상기 장기 변환 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 피드백하는 단계를 포함하는 채널 정보를 피드백하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통계적 특성은 채널 상관 행렬인 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보는 대응 코드북에서의 상기 단기 프리코딩 행렬의 PMI이며, 상기 장기 프리코딩 행렬에 대한 장기 피드백 정보는 상기 장기 변환 행렬과 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북으로부터의 상기 장기 프리코딩 행렬의 PMI인 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 통계적 특성을 변환하는 것은, EVD 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나를 이용하여 상기 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 장기 프리코딩 행렬에 대한 대응 코드북은 에르미트(Hermitian) 코드북 및 DFT 코드북 중 일방인 것을 특징으로 하는 채널 정보를 피드백하는 방법.
  6. 추정된 하향링크 채널에 기초한 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보 및 추정된 하향링크의 통계적 특성에 기초한 장기 프리코딩 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 각각 수신하는 단계;
    대응 코드북으로부터 상기 단기 피드백 정보 및 상기 장기 피드백 정보를 검색함으로써 상기 단기 프리코딩 행렬 및 상기 장기 프리코딩 행렬을 각각 찾아내는 단계;
    상기 장기 프리코딩 행렬을 변환하여 장기 변환 프리코딩 행렬을 획득하는 단계; 및
    상기 단기 프리코딩 행렬 및 상기 장기 변환 프리코딩 행렬을 이용하여 멀티 레벨 프리코딩을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 통계적 특성은 채널 상관 행렬인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 통계적 특성은 EVD 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나를 이용하여 상기 장기 프리코딩 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 코드워드를 레이어에 매핑하는 단계;
    매핑된 세트의 심볼들을 적어도 두 개의 프리코딩 행렬들을 차례로 이용하여 프리코딩하는 단계로서, 상기 프리코딩 행렬들 중 하나는 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환된 프리코딩 행렬인, 상기 프리코딩하는 단계; 및
    프리코딩된 세트의 심볼들을 포함하는 신호를 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬은 수신장치에서의 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬은 송신장치에서의 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬은 EVD 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나를 이용하여 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 프리코딩 행렬들은 수신장치로부터의 적어도 두 개의 하향링크 채널 정보로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    두 개의 하향링크 채널 정보는 두 개의 피드백 PMI(Precoding Matrix Index)들인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 추정된 하향링크 채널에 기초하여 단기 코드북으로부터 단기 프리코딩 행렬을 선택하고, 통계적 특성을 추정하고, 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 코드북으로부터의 단기 피드백 정보를 피드백하도록 구성되는 추정기;
    상기 통계적 특성을 변환하여 장기 변환 행렬을 획득하고 상기 장기 변환 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 피드백하도록 구성되는 변환기; 및
    상기 수신된 신호를 디코딩하여 데이터 심볼들의 세트를 복구하도록 구성되는 포스트-디코더를 포함하는 이동 단말.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 통계적 특성은 채널 상관 행렬인 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보는 대응 코드북에서의 상기 단기 프리코딩 행렬의 PMI이며, 상기 장기 프리코딩 행렬에 대한 장기 피드백 정보는 상기 장기 변환 행렬과 더 가까운 거리 또는 가장 가까운 거리를 갖는 대응 코드북으로부터의 상기 장기 프리코딩 행렬의 PMI인 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 통계적 특성을 변환하는 것은, EVD 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나를 이용하여 상기 하향링크 채널 상관 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 장기 프리코딩 행렬에 대한 대응 코드북은 에르미트(Hermitian) 코드북 및 DFT 코드북 중 일방인 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  20. 하나 이상의 코드워드들을 레이어들에 매핑하도록 구성되는 레이어 맵퍼;
    추정된 하향링크 채널에 기초한 단기 프리코딩 행렬에 대한 단기 피드백 정보 및 추정된 하향링크의 통계적 특성에 기초한 장기 프리코딩 행렬에 대한 장기 피드백 정보를 각각 수신하고, 상기 단기 피드백 정보 및 상기 장기 피드백 정보를 이용하여 상기 단기 프리코딩 행렬 및 상기 장기 프리코딩 행렬을 각각 찾아내고, 상기 단기 프리코딩 행렬 및 장기 변환 프리코딩 행렬을 이용하여 멀티 레벨 프리코딩을 수행하도록 구성되는 프리코더; 및
    상기 장기 프리코딩 행렬을 변환하여 상기 장기 변환 프리코딩 행렬을 획득하도록 구성되는 변환기를 포함하는 기지국.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 통계적 특성은 채널 상관 행렬인 것을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 통계적 특성은 EVD 변환, 제곱근 변환 및 직접 프리코딩 중 하나를 이용하여 상기 장기 프리코딩 행렬로부터 변환되는 것을 특징으로 하는 기지국.
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