KR20130047761A - Ｍｉｍｏ 통신에 대한 채널 피드백을 효율적으로 제공하는 통신 스테이션 및 방법 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 통신에 대한 채널 피드백을 효율적으로 제공하는 통신 스테이션 및 방법 Download PDF

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신티안 이. 린
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토마스 제이. 켄니
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홍강 리
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Abstract

OFDM 채널을 통해 MIMO 통신에 대한 채널 피드백을 효율적으로 제공하는 통신 스테이션 및 방법의 실시예가 일반적으로 기재된다. 일부 실시예에서, 수신 스테이션은 시간 및/또는 주파수에 걸쳐 채널 정보의 재귀적 차동 양자화를 수행하여 양자화된 차동 채널 피드백을 생성할 수 있다. 각각의 수신 스테이션으로부터의 양자화된 차동 채널 피드백은 수신 스테이션 중의 하나 이상으로의 MIMO 송신을 프리코딩하기 위하여 송신 스테이션에 의해 사용될 수 있다. 양자화된 차동 채널 피드백은 양자화된 차동 채널 매트릭스 또는 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스일 수 있다.

Description

ＭＩＭＯ 통신에 대한 채널 피드백을 효율적으로 제공하는 통신 스테이션 및 방법{COMMUNICATION STATION AND METHOD FOR EFFICIENTLY PROVIDING CHANNEL FEEDBACK FOR MIMO COMMUNICATIONS}
실시예는 WiFi 통신을 포함하는 무선 통신에 관한 것이다. 일부 실시예는 단일 사용자 MIMO(SU-MIMO), 멀티 사용자 MIMO(MU-MIMO) 및 협력 MIMO 통신을 포함하는 MIMO 통신에 관한 것이다. 일부 실시예는 IEEE 802.11ac 다음 표준 등의 IEEE 802.11 표준 중의 하나에 따라 동작하는 MU-MIMO 시스템에 관한 것이다.
MIMO 통신은 통신 성능을 개선하기 위하여 송신기 및 수신기에서 다중 안테나를 사용한다. SU-MIMO 시스템은 2이상의 안테나를 이용하여 단일 스테이션과 신호를 송수신할 수 있는 반면에, MU-MIMO 시스템은 2이상의 안테나를 이용하여 동시에 다수의 스테이션과 신호를 송수신하기 위하여 다수의 공간 채널을 이용한다. MU-MIMO 시스템에서, 상이한 스테이션에 대한 신호는 상이한 공간 채널 상의 송신을 위해 프리코딩된다. 프리코딩은 수신 스테이션이 특정한 스테이션을 위해 의도된 데이터를 구분하게 한다. MU-MIMO 송신을 위한 신호의 프리코딩은 채널 매트릭스 또는 빔포밍 매트릭스 등의 채널 정보의 피드백을 이용한다. 이 채널 피드백의 하나의 문제점은 피드백을 송신 스테이션으로 송신하는 것과 연관된 많은 양의 오버헤드이다. 피드백의 사이즈 때문에, 이용가능한 채널 스루풋이 감소될 수 있다. 이 피드백의 다른 문제점은 채널 피드백의 생성과 연관된 처리 오버헤드이다. 피드백을 생성하고 송신하는 것은 스테이션의 소비 전력을 증가시킨다.
따라서, MIMO 통신을 위한 채널 피드백을 효율적으로 제공하는 통신 스테이션 및 방법이 필요하다. 또한, 채널 오버헤드 및 처리 오버헤드를 모두 감소시킬 수 있는 채널 피드백을 효율적으로 제공하는 통신 스테이션 및 방법이 필요하다.
도 1은 일부 실시예에 따른 기본 서비스 세트(BSS; basic service set)를 나타내는 도면.
도 2는 일부 실시예에 따른 송신 스테이션 및 수신 스테이션을 나타내는 도면.
도 3은 다양한 채널 피드백 기술을 위한 채널 용량의 비교를 나타내는 도면.
다음의 설명 및 도면은 당업자가 실행할 수 있도록 특정 실시예를 설명한다. 다른 실시예는 구조적, 논리적, 전기적 프로세스 및 다른 변형을 포함할 수 있다. 일부 실시예의 부분들 및 특징부들은 다른 실시예의 부분들 및 특징부들에 포함되거나 이들로 대체될 수 있다. 청구범위에 기재된 실시예는 청구범위의 모든 이용가능한 균등물을 포함한다.
도 1은 일부 실시예에 따른 BSS를 나타낸다. BSS(100)는 액세스 포인트(AP)(102) 및 복수의 연관된 통신 스테이션(STA)(104)을 포함한다. 실시예에 따르면, 액세스 포인트(102)는 MIMO 기술을 이용하여 스테이션(104) 중의 하나 이상으로 데이터 프레임을 송신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 데이터 프레임은 MIMO 송신(105)일 수 있다. 일부 MU-MIMO 실시예에서, 데이터 프레임은 스테이션(104)의 적어도 일부로의 공간적으로 분리된 데이터 패킷의 동시 송신을 포함할 수 있는 MU-MIMO 송신일 수 있다. 공간적으로 분리된 데이터 패킷은 동일한 주파수 스펙트럼 내에서 동시에 송신되는 복수의 개별 데이터 패킷을 포함할 수 있다. 각각의 데이터 패킷은 수신 스테이션에 의해 수신되도록 개별적으로 프리코딩될 수 있다. MU-MIMO 통신은 하향링크 공간 분할 다중 액세스(DL-SDMA) 기술을 이용할 수 있다.
실시예에 따르면, 오버헤드 및 복잡성을 감소시키기 위하여 인접하는 채널 또는 빔포밍 매트릭스 간의 상관이 이용된다. 스테이션(104)은 채널 피드백(103)을 액세스 포인트(102)에 제공하여 액세스 포인트(102)가 MIMO 송신(105)의 데이터 패킷을 프리코딩하도록 할 수 있다. 채널 피드백은 채널 상태 정보 또는 빔포밍 정보를 포함하는 양자화된 차동 채널 피드백을 포함할 수 있다. 양자화된 차동 채널 피드백은 시간 또는 주파수에 걸쳐 차동적으로 양자화될 수 있다. 일부 실시예에서, 양자화된 차동 채널 피드백은 시간 및 주파수 시간에 걸쳐 차동적으로 양자화될 수 있다. 채널 피드백의 차동 양자화는 특히 MU-MIMO 통신에 대하여 피드백 양을 크게 감소시킬 수 있다. 이들 실시예는 이하에서 상세히 설명한다.
IEEE 802.11n 시스템 등의 종래의 시스템의 문제점은 차동 양자화가 없고 채널 및 빔포밍 매트릭스가 일반적으로 각각의 서브캐리어에 대하여 독립적으로 양자화된다는 것이다. 따라서, 서브캐리어에 걸친 상관은 무시된다. 실시예에 따르면, 피드백 오버헤드 및 양자화 복잡성을 감소시키기 위하여 서브캐리어에 걸친 상관이 이용된다. 임의의 선택적 실시예에서, 약간 더 높은 오버헤드를 희생하여 양자화 복잡성을 감소시키기 위하여 차동 양자화가 또한 단일 서브캐리어에 적용될 수 있다. 이들 실시예는 이하에서 상세히 설명한다.
MU-MIMO 송신을 포함하는 공간 분리된 데이터 패킷은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 주파수 캐리어의 동일 세트를 포함할 수 있는 동일한 주파수 채널 상에서 동시에 송신될 수 있다. 데이터 패킷의 각각은 스테이션(104) 중의 하나에 의한 수신을 위해 어드레싱되고 프리코딩될 수 있다. 이들 실시예에서, 개별 데이터 패킷은 동시에 송신되고 각각의 데이터 패킷은 상이한 공간 채널 상에서 송신될 수 있다. 이들 실시예에서, MU-MIMO 송신의 데이터 패킷은 각각의 스테이션에 의해 제공되는 양자화된 차동 채널 피드백에 기초하여 스테이션 중의 하나에 의한 수신을 위해 특별히 프리코딩될 수 있다.
일부 실시예에서, MU-MIMO 기술에 따라 2 이상의 스트림이 액세스 포인트(102)에 의해 송신될 수 있다. 각각의 스트림은 스테이션(104) 중의 하나 이상에 의한 수신을 위해 프리코딩된 패킷을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 단일 스트림은 SU-MIMO 기술에 따라 스테이션(104) 중의 하나로 송신될 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 OFDM 서브캐리어를 포함하는 단일 주파수 채널은 MIMO 송신(105)을 송신하는데 사용될 수 있다. 일부 IEEE 802.11ac 실시예에서, 프라이머리 주파수 채널 및 7개까지의 세컨더리 주파수 채널은 MIMO 송신(105)을 송신하도록 사용될 수 있다. 각각의 주파수 채널은 예를 들어 20MHz 주파수 채널일 수 있고 소정 세트의 OFDM 서브캐리어를 이용할 수 있다.
BSS(100)의 액세스 포인트(102) 및 스테이션(104)은 IEEE 802.11의 CSMA/CA(carrier-sense multiple access with collision avoidance) 등의 무선 매체를 액세스하는 CSMA를 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, MIMO 송신(105)은 CSMA/CA 기술에 따라 액세스 포인트(102)에 의해 단일 프레임으로서 송신될 수 있다. 액세스 포인트(102)는 스테이션(104)로부터 BA(block acknowledgement) 등의 개별 확인응답(individual acknowledgements)을 수신하여 데이터 패킷의 수신을 지시할 수 있다. 확인응답은 MIMO 송신(105)의 수신에 응답하여 동일한 주파수 채널 상에서 CSMA/CA 기술에 따라 스테이션(104)에 의해 송신될 수 있다.
MIMO 송신(105)은 그중에서도 하나 이상의 트레이닝 필드 및 하나 이상의 시그널링 필드를 포함할 수 있는 단일 프레임일 수 있다. MIMO 송신(105)은 IEEE 802.11ac 다가올 표준 등의 IEEE 802.11 표준에 따라 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 액세스 포인트(102) 및 스테이션(104)은 MIMO 통신을 위해 4 이상의 안테나를 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 액세스 포인트(102) 및 스테이션(104)은 MIMO 통신을 위한 양자화 차동 채널 정보를 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 액세스 포인트(102) 및 스테이션(104)은 MIMO 통신을 위한 양자화 차동 빔포밍 정보를 이용할 수 있다.
일부 실시예에서, 스테이션(104)은 개인 휴대 단말기(PDA), 무선 통신 능력을 갖는 랩탑 또는 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 웹 태블릿, 무선 전화, 무선 헤드셋, 페이저, 인스턴트 메시지 장치, 디지털 카메라, 액세스 포인트, 텔레비전, 의학 장치(예를 들어, 심장 박동 모니터, 혈압 모니터, 등) 또는 무선으로 정보를 송수신할 수 있는 다른 장치 등의 고정형 또는 이동형 무선 통신 장치일 수 있다. 액세스 포인트(102) 및 스테이션(104)은 무선 트랜시버, 처리 회로 및 메모리를 포함하여 여기에 기재된 동작을 수행하는 몇 개의 개별 기능 소자를 포함할 수 있다. 기능 소자들 중의 하나 이상이 결합되고 디지털 신호 처리기(DSP)를 포함하는 처리 회로 및/또는 다른 하드웨어 소자 등의 소프트웨어 구성 소자의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부의 소자는 하나 이상의 마이크로프로세서, DSP, ASIC(application specific integrated circuit), 무선 주파수 집적 회로(RFIC) 및 적어도 여기에 기재된 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 로직 회로의 결합 등을 포함할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 송신 스테이션 및 수신 스테이션을 나타낸다. 송신 스테이션(202)은 액세스 포인트(102)(도 1) 또는 임의의 스테이션(104)(도 1)에 사용되기에 적합할 수 있다. 수신 스테이션(204) 또한 액세스 포인트(102)(도 1) 또는 임의의 스테이션(104)(도 1)에 사용되기에 적합할 수 있다. 일반적으로, 송신 스테이션(202)은 수신 스테이션(204) 등의 하나 이상의 수신 스테이션으로의 송신을 위하여 MIMO 송신(105)을 프리코딩하도록 구성되고, 수신 스테이션(204)은 MIMO 송신(105)의 프리코딩에 사용하기 위하여 송신 스테이션으로 채널 피드백을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 채널 피드백은 양자화된 차동 채널 매트릭스를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 채널 피드백은 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 포함할 수 있다.
송신 스테이션(202)은 그 중에서도 채널 피드백에 기초하여 하나 이상의 수신 스테이션으로의 송신을 프로코딩하는 프리코딩 회로(206)를 포함할 수 있다. 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 채널 피드백은 양자화된 차동 채널 매트릭스 또는 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 채널 매트릭스 또는 빔포밍 매트릭스는 (2개 이상의 서브캐리어에 걸쳐) 주파수에서 차동적으로 양자화될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 채널 매트릭스 또는 빔포밍 매트릭스는 시간에 걸쳐(예를 들어, 상이한 시간에서 취해진 시간 샘플에 걸쳐) 차동적으로 양자화될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 채널 매트릭스 또는 빔포밍 매트릭스는 피드백을 더 감소시키기 위하여 주파수 및 시간에 있어서 차동적으로 양자화될 수 있다.
수신 스테이션(204)은 그 중에서도 송신 스테이션(202)에 의해 송신된 신호에 기초하여 채널 매트릭스의 형태로 채널 추정치 또는 채널 상태 정보를 생성하는 채널 추정기(208)를 포함할 수 있다. 수신 스테이션(204)은 또한 채널 피드백(103)으로서 송신 스테이션(202)로의 송신을 위해 여기에 기재된 양자화된 차동 채널 매트릭스 또는 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하는 차동 양자화 회로(210)를 포함할 수 있다. 수신 스테이션(204)은 또한 수신 스테이션(204)에 의한 후속 수신을 위한 MIMO 송신(105) 내의 정보의 프리코딩에 사용하기 위하여 송신 스테이션(202)으로 양자화된 차동 채널 피드백(103)을 송신하는 물리-계층 회로를 포함할 수 있다.
OFDM 시스템에서, 서브캐리어가 4개의 서브캐리어만큼 떨어져 있어도, 인접하는 서브캐리어의 채널 매트릭스 뿐만 아니라 인접하는 서브캐리어의 빔포밍 매트릭스 사이에도 강한 상관이 일반적으로 존재한다. 실시예는 주파수에서의 이 상관을 이용하여 차동 양자화를 채용함으로써 피드백 오버헤드 및 양자화 복잡성을 감소시킨다. 일부 실시예는 채널 매트릭스 피드백에 대하여 이 상관을 이용하고, 다른 실시에는 빔포밍 매트릭스 피드백에 대하여 이 상관을 이용한다.
차동 양자화를 채용하는 이 실시예에서, 양자화를 위한 입력은 기준과 비교되고 입력 및 기준 간의 차가 계산되고 양자화된다. 입력을 재구성하기 위하여, 양자화된 차는 기준과 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 차동 양자화는 정확도를 증가시키기 위하여 재귀적으로 채용될 수 있다. 이들 실시예에서, 재구성된 입력은 잔여 차를 계산하는 정제된(refined) 기준으로서 사용될 수 있다. 잔여 차는 더 정밀한 기준을 구성하기 위하여 다시 양자화될 수 있다.
채널 매트릭스 또는 빔포밍 매트릭스에 대하여 차동 양자화를 채용하는 실시예에서, 현재 및 이전의 매트릭스 간의 차는 양자화되어 수신 스테이션(204)으로부터 송신 스테이션(202)으로 피드백된다. 인접하는 서브캐리어 간의 차는 일반적으로 작기 때문에, 양자화 복잡도 및 피드백 오버헤드는 낮다.
일부 실시예에서, 채널 매트릭스 또는 빔포밍 매트릭스의 풀 양자화(full quantization)가 수행되어 송신 스테이션(202)으로 피드백될 수 있다. 풀 양자화는 후속의 차동 피드백에 대한 코드북 이외의 양자화 코드북을 이용하여 수행될 수 있지만, 차동 양자화를 재귀적으로 적용함으로써 풀 양자화가 수행될 수 있다. 이들 실시예에서, 콘스턴트 매트릭스(예를 들어, 모두 제로인 매트릭스 또는 아이덴티티 매트릭스의 제1 칼럼)은 초기 기준으로서 사용될 수 있다. 차동 코드북은 초기 기준과 입력 매트릭스 간의 차를 양자화하여 정제된 기준을 얻는데 사용될 수 있다. 정제된 기준과 매트릭스 간의 차는 몇 번의 반복(iteration)(예를 들어, 2-4 반복)에 대하여 재귀적으로 양자화될 수 있다. 양자화 매트릭스는 입력 매트릭스를 재구성하기 위하여 송신 스테이션(202)으로 피드백될 수 있다.
채널 매트릭스의 차동 양자화
채널 매트릭스의 피드백은 IEEE 802.11n에서 지원되지만, 이것을 지원하기 위한 피드백 오버헤드의 양은 크다(예를 들어, 4×2 40-MHz MIMO 채널에 대하여 3000 비트). 실시예에 따르면, 이 피드백은 추가의 복잡성없이 및 하드웨어 변경이 거의 없이 3배까지 감소된다. 이들 실시예에서, 채널 매트릭스의 각 엔트리에 대하여 주파수에 걸쳐 차동 양자화가 적용될 수 있다. 이 방식으로, 전체 채널 매트릭스에 대한 조인트 양자화가 필요없다.
예를 들어, f번째 샘플링 서브캐리어 상의 채널 매트릭스의 i번째 행 및 j번째 열 상의 엔트리는 hij(f)로 표시될 수 있다. 차동 양자화는 후술하는 바와 같이 hij(f)에 걸칠 수 있고, 여기서, f=0, ..., F이다.
1. 채널 매트릭스의 정규화: 일부 실시예에서, 주파수 영역에서 측정된 N×M 채널 매트릭스는 정규화될 수 있다. 일부 실시예에서, 인접하는 샘플링 서브캐리어에 걸친 채널 변경의 크기의 평균은 채널 매트릭스 정규화에 사용될 수 있다. 간략화를 위하여, 채널 매트릭스는 제1 서브캐리어의 채널 통계(예를 들어, 평균 전력)에 따라 정규화될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 채널 매트릭스의 정규화 대신에, 차동 코드북이 스케일링될 수 있다. 이들 대안적인 실시예에서, 스케일링 인자는 인접하는 서브캐리어에 결쳐 채널 변경 통계로부터 계산된다. 차동 코드북은 스케일링 인자에 의해 승산되어, 크기가 시간에 따라 변할 수 있는 채널 매트릭스로의 적용을 위해 미리 설계되고 정규화된 차동 코드북이 얻어진다. 이들 실시예에서, N은 송신 스테이션에 의해 사용되는 안테나의 수를 나타낼 수 있고, M은 수신 스테이션에 의해 사용되는 안테나의 수를 나타낼 수 있다. N 및 M은 1부터 8 이상의 범위일 수 있다.
2. 재귀적 양자화: 초기 기준으로서 제로를 이용하여 제1 서브캐리어의 채널 매트릭스는, 기준을 업데이트하고 차를 양자화함으로써 주파수 영역에서 재귀적으로 양자화될 수 있다.
기준을 업데이트하기 위하여:
Figure pct00001
, 여기서, k=2, ..., K이고, k는 반복 인덱스이고, (0)는 제1 양자화된 서브캐리어에 대한 인덱스이고,
Figure pct00002
는 차동 양자화에 대한 초기 기준이고,
Figure pct00003
는 (k-1)번째 반복에 대한 양자화된 차이고,
Figure pct00004
는 기본적으로 k-1 반복 후의 재구성된 채널 엔트리이다.
차는 다음의 식을 이용하여 양자화된다.
Figure pct00005
, 여기서 Cd는 양자화 코드워드(예를 들어, QPSK 성상 포인트(constellation points))를 갖는 차동 코드워드를 나타낸다. 차(즉, 테스트하의 차동 코드워드)는 기준에 더해지고 그 합은 상기 식에 의해 설명한 바와 같이 현재의 채널과 비교될 수 있다. 이 동작은 QPSK 성상 내의 각 포인트를 채널 매트릭스 엔트리 및 기준 간의 차와 비교하는 것과 유사할 수 있지만, QPSK 성상 내의 각 포인트를 채널 매트릭스 엔트리 및 기준 간의 차와 비교하는 것은 성능 열화를 초래할 수 있다.
3. 채널 엔트리 양자화: 기준으로서 이전의 서브캐리어의 재구성된 엔트리를 이용하여, 현재의 서브캐리어의 채널 엔트리는 다음과 같이 양자화될 수 있다.
Figure pct00006
및
Figure pct00007
4. 피드백:
Figure pct00008
및
Figure pct00009
의 인덱스는
Figure pct00010
(f=1, ..., F)를 재구성하기 위하여 송신 스테이션(202)으로 피드백될 수 있다.
일부 실시예에서, 피드백 오버헤드는 종래의 코드북(예를 들어, IEEE 802.11n 또는 64-QAM 성상)을 이용하여 제1 서브캐리어의 채널 매트릭스를 엔트리 바이 엔트리(entry by entry)로 양자화함으로써 더 감소될수 있다.
도 3은 다양한 채널 피드백 기술에 대한 채널 용량의 비교를 나타낸다. 도 3은 이상적인 피드백(302)에 대한 채널 용량, 차동 양자화 피드백(304)(상술함)에 대한 채널 용량 및 종래의 양자화 피드백(306)에 대한 채널 용량을 나타낸다.
도 3에 도시된 채널 용량은 NLOS(non-line-of-sight) 설정 및 4×2 MIMO 채널을 갖는 IEEE 802.11n 채널 모델 D를 채용한다. 종래의 양자화 피드백(306)은 6비트를 이용하여 채널 매트릭스의 각 컴플렉스 엔트리를 양자화한다. 상술한 실시예에 따른 차동 양자화 피드백(304)은 채널 매트릭의 각 엔트리에 대하여 2개의 비트를 이용한다. 이상적인 피드백(302)의 채널 용량은 양자화 손실이 없고 비교를 위해 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 차동 양자화 피드백(304)은 종래의 양자화 피드백(306)과 유사한 성능을 달성하지만, 피드백 오버헤드의 약 1/3만이 필요하고 복잡성이 감소된다. 양쪽의 양자화 방식(차동 양자화 피드백(304) 및 종래의 피드백(306))에 의한 성능의 감소는 이상 피드백(302)의 2% 내이다.
빔포밍 매트릭스의 차동 피드백
빔포밍 매트릭스의 피드백 오버헤드는 일반적으로 채널 매트릭스의 피드백 오버 헤드의 절반보다 작기 때문에, 빔포밍 매트릭스의 양자화된 차동 피드백은 오버헤드를 더 감소시킬 수 있다. 빔포밍 매트릭스 내의 각 엔트리가 서브캐리어에 걸쳐 페이즈 플립(phase flip) 없이 연속적으로 변화하면, 채널 매트릭스의 스케일 양자화가 또한 빔포밍 매트릭스에 적용될 수 있다. 그러나, SVD(singular value decomposition)을 수행하는 것 등의 종래의 방법으로부터 얻어진 빔포밍 매트릭스는 페이즈 플립을 갖는다. 페이즈 플립은 수신기에서 채널 추정기에서의 평활화 프로세스(smoothing process)를 불가능하게 할 수 있고, 따라서, 채널 추정 정확도를 감소시킨다. 또한, SVD 계산은 매우 복잡하다.
일부 실시예에 따르면, 빔포밍 매트릭스는 시간 및 주파수에 걸쳐 차동적으로 양자화된다. 이들 실시예에서, 빔포밍 매트릭스는 연속적인 페이즈, 낮은 복잡도 및 낮은 오버헤드로 양자화된다. 일부 실시예에서, CRC(cyclic redundancy check)가 피드백에 부가되어 에러 전파를 방지하는 것을 도울 수 있다. 채널 매트릭스에 대한 스케일 양자화와 달리, 빔포밍 매트릭스는 전체적으로 조인트 양자화될 수 있다. 차동 양자화에 사용되는 기준은 유니터리(unitary) 매트릭스일 수 있는 매트릭스이다. 이들 실시예에서, 기준은 빔포밍 매트릭스의 후보 세트를 생성하기 위하여 모든 방향으로 작은 각만큼 회전된다. 각 후보 매트릭스의 성능이 체크될 수 있고 최상의 성능을 갖는 후보 매트릭스가 양자화된 빔포밍 매트릭스로서 선택될 수 있다. 이것은 채널 매트릭스의 SVD를 계산할 필요성을 제거한다. 성능 메트릭(performance metric)은 채널 용량, 합 SINR(signal-to-interference and noise ratio), 빔포밍 채널의 결정 크기(determinant magnitude) 등을 포함할 수 있다.
이들 실시예에서, 최종 선택된 양자화된 빔포밍 매트릭스는 다음의 샘플링 서브캐리어에 대한 기준으로서 사용될 수 있다. 후보 세트의 사이즈가 섭동 방향(perturbation direction)의 치수에 의해 결정되기 때문에, 서브캐리어 당 6 내지 8비트의 피드백이면 빔포밍에 충분할 수 있고, 이는 IEEE 802.11n 시스템 등의 임의의 종래의 시스템에서의 서브캐리어 당 30 내지 60비트의 피드백보다 훨씬 작다. 따라서, 빔포밍 피드백에 대한 오버헤드는 4배 이상까지 감소될 수 있다.
또한, 채널이 연속적이고 인접하는 서브캐리어의 양자화된 빔포밍 매트릭스는 작은 회전만큼만 다르기 때문에, 채널 매트릭스 및 빔포밍 매트릭스의 곱인 빔포밍 채널은 연속적이다. 따라서, 채널 추정기 내의 평활화가 가능할 수 있고, 따라서, 채널 추정기 성능은 개선될 수 있다.
다음은 일부 실시예에 따른 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스의 생성을 설명한다.
f번째 샘플링 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스는 H(f)로 표시되고 f번째 샘플링 서브캐리어에 대한 양자화된 빔포밍 매트릭스는
Figure pct00011
로 표시된다. 양자화된 빔포밍 매트릭스의 후보 세트는 다음과 같이 업데이트된다.
Figure pct00012
및
Figure pct00013
, 여기서,
Figure pct00014
,
여기서,
Figure pct00015
는
Figure pct00016
에 직교한 칼럼을 갖는 M×N-M 유니터리 매트릭스이고, L은 후보 매트릭스의 수이고 예를 들어 32 내지 256의 범위 내에 있을 수 있다.
업데이트된 양자화된 빔포밍 매트릭스 간의 차는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00017
, 여기서,
Figure pct00018
는 성능 메트릭의 평가 함수이다. 채널 용량 메트릭에 대하여,
Figure pct00019
이고, 여기서, p는 정규화된 송신 파워이고, R은 간섭 플러스 잡음의 공분산(covariance) 매트릭스이다. 성능 메트릭에 대하여,
Figure pct00020
이다.
제1 서브캐리어에 대하여, 초기 기준은 아이덴티티 매트릭스의 처음 M개의 칼럼일 수 있다. 하나의 차동 양자화후에, 이상적인 빔포밍 매트릭스 및 양자화된 버전(즉,
Figure pct00021
(f=0)) 간의 잔여 에러는 클 수 있다. 재구성된 빔포밍 매트릭스(
Figure pct00022
)는 동일한
Figure pct00023
를 다시 양자화하기 위한 기준으로서 사용되어 양자화 에러를 감소시킬 수 있다. 이것은 채널 매트릭스의 스칼라(scalar) 양자화에 적용되었고 정확도를 증가시키기 위하여 제1 서브캐리어 뿐만 아니라 다른 서브캐리어에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 차동 양자화는 상술한 채널 매트릭스의 양자화에서보다 적은 횟수(예를 들어, 3-5)로 제1 서브캐리어에 재귀적으로 적용될 수 있다. 다른 서브캐리어에 대하여, 차동 양자화는 예를 들어 각 실행(run)에 대하여 적은 코드워드로 2배로 실행될 수 있다.
일부 실시예에서, 채널 매트릭스의 초기 빔포밍을 양자화하는데 있어서 수렴을 가속화하기 위하여, 다수의 양자화 코드북이 사용될 수 있다. 이들 실시예에서, 더 큰 보정 스텝을 갖는 코드북은 더 빠른 수렴을 위해 초기 반복에 사용되지만, 더 작은 보정 스텝을 갖는 코드북은 더 작은 잔여 에러를 위해 후속의 반복에 사용될 수 있다.
시간 영역 상관
OFDM 시스템 내의 주파수 영역 상관에 더하여, 시간 영역에서의 강한 상관이 또한 있을 수 있다. IEEE 802.11ac 네트워크 내의 OFDM 채널의 코히어런스(coherence) 시간은 10 밀리초(ms)보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 이 시간 영역 상관은 피드백 오버헤드를 더 감소시키고 및/또는 빔포밍 정확도를 증가시키기 위하여 이용된다. 이들 실시예에서, 상술한 차동 양자화 기술은 시간 영역에 적용된다. 차동 계산의 기본은 이전의 채널 매트릭스 또는 이전의 빔포밍 매트릭스일 수 있다. 긴 코히어런스 시간이 SU-MIMO에 대한 피드백 레이트를 감소시키지만, MU-MIMO는 그 만큼 이득을 갖지 않는데, 그 이유는 부정확한 빔포밍은 SU-MIMO보다 MU-MIMO의 성능을 저하시킬 수 있기 때문이다. 그러므로, 시간 영역 상관을 이용하는 여기에 개시된 실시예는 MU-MIMO에 사용되기에 더 바람직할 수 있는데, 그 이유는 적은 피드백을 더 자주 제공함으로써 성능이 유지될 수 있기 때문이다.
일부 실시예에서, 시간에 있어서의 채널 변화는 일반적으로 각 스테이션(104)에 따라 다르기 때문에, 채널 피드백(103)(도 1)은 채널 상태의 변화를 검출함으로써 구동될 수 있다. 이들 실시예에서, 액세스 포인트(102)(도 1)는 각 스테이션(104)의 채널 상태를 모니터링할 수 있고 채널 상태의 변화의 크기(significance)에 기초하여 채널 피드백(103)을 동적으로 요청할 수 있다. 스테이션(104)은 또한 채널 상태를 모니터링할 수 있고, 변화가 크면, 피드백에 대한 요청을 송신할 수 있다.
일부 실시예에서, 수신 스테이션(204)은, 시간 및 주파수 중의 적어도 하나에 걸쳐서 채널 정보의 차동 양자화를 수행하여 양자화된 차동 채널 피드백을 생성하고 MIMO 송신(105)의 프리코딩에 사용하기 위하여 양자화 차동 채널 패드백을 송신 스테이션(202)로 송신함으로써 OFDM 채널에 대한 채널 피드백을 제공하도록 구성될 수 있다. 양자화된 차동 채널 피드백은 양자화된 차동 채널 매트릭스 또는 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 채널 정보의 차동 양자화는 시간 및 주파수에 걸쳐서 수행되어 피드백을 더 감소시킬 수 있다.
MIMO 송신(105)은 SU-MIMO 송신, MU-MIMO 송신 또는 협력 MIMO 송신일 수 있다. 이들 실시예는 양자화된 차동 채널 매트릭스 또는 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스가 송신 스테이션(202)에 제공되는 폐쇄 루프 MIMO 기술을 이용할 수 있다. 협력 MIMO 실시예에서, 상이한 스테이션(104)의 분배 안테나의 송신기/수신기 협력의 사용을 통해 추가적인 공간 멀티플렉싱 이득을 포함하는 추가의 MIMO 이점이 달성될 수 있다.
양자화된 차동 채널 매트릭스는 각 매트릭스 엘리먼트에 대하여 2 내지 4 비트를 포함할 수 있고, 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스는 각 매트릭스에 대하여 2 내지 21 비트를 포함할 수 있다. 각 매트릭스에 대하여 2 내지 21 비트를 이용하는 실시예는 2×1, 2×2, 3×1, 3×2, ..., 4×2 빔포밍 매트릭스에 적용가능하다. 추가의 비트는 8×1, 8×2, ..사이즈의 매트릭스 등의 더 큰 매트릭스에 사용될 수 있다.
양자화된 차동 채널 매트릭스를 생성하기 위하여, 수신 스테이션(204)은 주파수 영역에서 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스를 정규화하고 차동 코드북을 이용하여 제1 서브캐리어에 대한 정규화된 채널 매트릭스와 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하거나 차동 코드북을 스케일링하여 채널 크기를 매칭하고 스케일링된 차동 코드북을 이용하여 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스와 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화할 수 있다. 각각의 차동 코드북은 값에 있어서 제한된 범위(예를 들어, 0.1-0.3)을 가질 수 있기 때문에, 차동 코드북은 평균 채널 파워(또는 표준 편차)가 1인 정규화된 채널에 대하여 설계될 수 있다. 입력 채널이 초기에 자동 이득 제어(AGC)에 의해 스케일링업되거나 증대된 신호 강도를 가지면, 채널 입력은 적절하게 차동 코드북을 적용하기 위하여 스케일링다운될 수 있다. 실시예에 따르면, 입력 채널이 스케일링되거나 차동 코드북이 스케일링되어 채널 및 코드북이 매칭되도록 한다. 차동 코드북을 스케일링하는 것은 그 작은 사이즈 때문에 더 적은 승산을 이용할 수 있다. 채널 매트릭스의 정규화는 예를 들어 서브캐리어 및 안테나 쌍에 걸쳐서 모든 채널 엔트리로부터 계산되는 표준 편차로 모든 채널 엔트리를 나누는 것을 포함할 수 있다. 다른 기술이 채널 매트릭스를 정규화하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 재귀적으로 양자화하는 것은, 이전에 업데이트된 기준 매트릭스와 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 간의 차에 기초하여 복수의 반복을 위한 초기 기준 매트릭스를 반복하여 업데이트하여 정제된 기준 매트릭스를 얻는 것과 각각의 후속하는 정제된 기준 매트릭스와 채널 매트릭스 간의 차를 양자화하여 제1 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 초기 기준 매트릭스는 초기에 콘스턴트 매트릭스이고, 이는 아이덴티 매트릭스의 제1 칼럼을 갖는 매트릭스 또는 모두 제로인 매트릭스를 포함할 수 있다. 양자화 인덱스는 채널 매트릭스의 재구성을 위해 송신 스테이션(202)으로 피드백될 수 있다. 양자화 인덱스는 채널 매트릭스 내의 하나의 엔트리에 대응할 수 있다. 각각의 양자화 인덱스는 종래의 양자화의 경우의 8 내지 16 비트 대신에 2 내지 4 비트일 수 있다.
일부 실시예에서, 수신 스테이션(204)은 현재의 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 내의 채널 엔트리와 이전의 서브캐리어의 재구성된 채널 엔트리 간의 차를 양자화하여 송신 스테이션(202)에 피드백될 현재의 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스를 생성할 수 있다. 이전의 서브캐리어는 초기에 제1 서브캐리어일 수 있다.
주파수에 걸쳐서 차동 양자화를 수행하기 위하여, 현재의 서브캐리어 및 이전의 서브캐리어는 인접하지 않는 서브캐리어일 수 있고 하나 이상의 개재 서브캐리어에 의해 분리될 수 있다. 이들 실시예에서, 수신 스테이션(204)은 개재 서브캐리어에 대하여 차동 양자화를 수행하는 것을 억제할 수 있다. 이들 실시예에서, 인접하는 서브캐리어의 채널 매트릭스 간의 주파수 영역 상관을 이용하는 4이상까지의 개재 서브캐리어가 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 차동 양자화는 또한 서브캐리어의 후속 샘플에 대하여 시간에 걸쳐서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 수신 스테이션(204)은 64-QAM 성상을 갖는 종래의 양자화 코드북을 이용하여 엔트리-바이-엔트리 방식으로 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스를 초기에 양자화하도록 구성될 수 있다.
수신 스테이션(204)이 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하도록 구성된 실시예에서, 수신 스테이션(204)은 초기 기준 빔포밍 매트릭스에 중심을 두고 차동 코드북 내의 초기 빔포밍 매트릭스를 회전시킴으로써 양자화된 빔포밍 매트릭스의 후보 세트를 생성할 수 있다. 수신 스테이션(204)은 또한 후보 매트릭스의 적어도 일부의 성능을 평가하고 평가된 성능에 기초하여 후보 매트릭스 중의 하나를 선택할 수 있다. 수신 스테이션(204)은 (시간에 걸친 차동 양자화를 위한) 현재의 서브캐리어 또는 (주파수에 걸친 차동 양자화를 위한) 다음의 서브캐리어의 추가의 반복을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 선택된 후보 매트릭스를 이용할 수 있다.
양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하기 위하여 주파수에 걸쳐 차동 양자화를 수행하기 위하여, 수신 스테이션(204)은 다음의 서브캐리어의 차동 양자화를 위한 추가의 반복을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 선택된 후보 매트릭스를 이용하도록 구성될 수 있다. 다음의 서브캐리어는 이전의 서브캐리어로부터 하나 이상의 개재 서브캐리어큼 분리될 수 있다.
양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하기 위하여 시간에 걸쳐 차동 양자화를 수행하기 위하여, 수신 스테이션(204)은 동일한 서브캐리어의 후속하는 샘플의 차동 양자화를 위한 추가의 반복을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 선택된 후보 매트릭스를 사용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예는 채널 정보의 차동 양자화를 수행하여 OFDM 채널에 걸쳐 MIMO 통신을 위한 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하는 방법에 관한 것이다. 방법은 초기 기준 빔포밍 매트릭스를 중심으로 차동 코드북 내의 초기 빔포밍 매트릭스를 회전함으로써 양자화된 빔포밍 매트릭스의 후보 세트를 생성하는 단계, 후보 세트의 양자화된 빔포밍 매트릭스의 적어도 일부의 성능을 평가하는 단계, 평가된 성능에 기초하여 후보 세트의 양자화된 빔포밍 매트릭스 중의 하나를 선택하는 단계, 각각의 후속하는 반복을 위한 정제된 기준 빔포밍 매트릭스로서 이전의 반복으로부터 이전의 선택된 양자화된 빔포밍 매트릭스를 이용하여 생성하는 단계, 평가하는 단계 및 선택하는 단계의 추가의 반복을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 각 후속하는 반복에 사용되는 정제된 기준 빔포밍 매트릭스는 각 후속하는 반복에서의 양자화된 빔포밍 매트릭스의 세트를 생성하기 위한 초기 기준 빔포밍 매트릭스 대신에 사용될 수 있다.
요약서는 독자가 기술적 개시물의 본성 및 요지를 확인하도록 하는 요약을 필요로 하는 37 C.F.R. 섹션 1.72(b)에 순응하도록 제공된다. 이는 청구범위의 의미 또는 범위를 제한하거나 해석하기 위하여 사용되지 않을 것이라는 이해로 제출된다. 다음의 청구범위는 상세한 설명에 포함되며, 각 청구범위는 개별 실시예에 기초한다.

Claims (27)

  1. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 채널에 대한 채널 피드백을 제공하기 위하여 수신 스테이션에 의해 수행되는 방법으로서,
    시간 및 주파수 중의 적어도 하나에 걸쳐 채널 정보의 재귀적 차동 양자화(recursive differential quantization)를 수행하여 양자화된 차동 채널 피드백을 생성하는 단계; 및
    MIMO(multiple-input multiple-output) 송신의 프리코딩에 사용하기 위하여 상기 양자화된 차동 채널 피드백을 송신 스테이션으로 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 양자화된 차동 채널 피드백은 양자화된 차동 채널 매트릭스 및 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스 중의 하나를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 MIMO 송신은 SU(single user)-MIMO 송신, MU(multiple-user) MIMO 송신 또는 협력 MIMO 송신 중의 하나이고,
    상기 양자화된 차동 채널 매트릭스는 각 매트릭스 엘리먼트에 대하여 2 내지 4 비트를 포함하고,
    상기 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스는 각 매트릭스에 대하여 2 내지 21 비트를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양자화된 차동 채널 매트릭스를 생성하기 위하여, 상기 방법은
    주파수 영역에서 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스를 정규화하고 차동 코드북을 이용하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 정규화된 채널 매트릭스와 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하는 단계; 또는
    상기 차동 코드북을 스케일링하여 채널 크기를 매칭시키고 상기 스케일링된 차동 코드북을 이용하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스와 상기 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하는 단계
    를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 재귀적으로 양자화하는 단계는,
    이전에 업데이트된 기준 매트릭스와 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 간의 차에 기초하여 복수의 반복에 대한 초기 기준 매트릭스를 반복적으로 업데이트하여 정제된(refined) 기준 매트릭스를 얻는 단계; 및
    각각의 후속하는 정제된 기준 매트릭스와 상기 채널 매트릭스 간의 차를 양자화하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스들을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 초기 기준 매트릭스는 초기에 콘스턴트 매트릭스(constant matrix)인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 현재의 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 내의 채널 엔트리와 이전의 서브캐리어의 재구성된 채널 엔트리 간의 차를 양자화하여 상기 송신 스테이션에 피드백될 현재의 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스들을 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이전의 서브캐리어는 초기에 상기 제1 서브캐리어인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 주파수에 걸쳐 차동 양자화를 수행하기 위하여, 상기 현재의 서브캐리어 및 상기 이전의 서브캐리어는 인접하지 않은 서브캐리어들이고 하나 이상의 개재(intervening) 서브캐리어들만큼 분리되고,
    상기 방법은 상기 개재 서브캐리어들에 대하여 차동 양자화를 수행하는 것을 억제하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 서브캐리어의 후속 샘플들에 대하여 시간에 걸쳐 차동 양자화를 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 64-QAM 성상을 갖는 종래의 양자화 코드북을 이용하여 엔트리-바이-엔트리(entry-by-entry) 방식으로 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스를 초기에 양자화하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하기 위하여, 상기 방법은,
    상기 초기 기준 빔포밍 매트릭스를 중심으로 상기 차동 코드북에서 초기 빔포밍 매트릭스들을 회전시킴으로써 양자화된 빔포밍 매트릭스들의 후보 세트를 생성하는 단계;
    상기 후보 매트릭스들 중의 적어도 일부의 성능을 평가하는 단계; 및
    상기 평가된 성능에 기초하여 상기 후보 매트릭스들 중의 하나를 선택하고 현재의 서브캐리어 또는 다음의 서브캐리어의 추가의 반복들을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 상기 선택된 후보 매트릭스를 이용하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하기 위하여 주파수에 걸쳐 차동 양자화를 수행하기 위하여, 상기 방법은 상기 다음의 서브캐리어의 차동 양자화를 위한 추가의 반복들을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 상기 선택된 후보 매트릭스를 이용하는 단계를 포함하고, 상기 다음의 매트릭스는 이전의 서브캐리어로부터 하나 이상의 개재 서브캐리어들만큼 분리되는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하기 위하여 시간에 걸쳐 차동 양자화를 수행하기 위하여, 상기 방법은 동일한 서브캐리어의 후속 샘플들의 차동 양자화를 위한 추가의 반복들을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 상기 선택된 후보 매트릭스를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 송신 스테이션으로 송신하기 위한 상기 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 포함하는 프레임들에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 MIMO 송신은 상기 송신 스테이션에 의한 2 이상의 수신 스테이션으로의 공간 분리된 데이터 패킷들의 동시 송신을 포함하는 MU(multi-user) MIMO 송신이고,
    상기 공간 분리된 데이터 패킷들의 각각은 연관된 수신 스테이션에 의해 제공되는 양자화된 차동 채널 피드백에 기초하여 상기 수신 스테이션들 중의 연관된 수신 스테이션에 의해 수신되도록 프리코딩되는 방법.
  14. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 채널을 통해 MIMO(multiple-input multiple-output) 통신에 대한 채널 피드백을 제공하도록 구성되는 수신 스테이션으로서,
    시간 및 주파수 중의 하나에 걸쳐 차동 채널 정보를 재귀적으로 양자화하여 양자화된 차동 채널 피드백을 생성하는 차동 양자화 회로; 및
    상기 수신 스테이션에 의한 후속의 수신을 위한 MIMO 송신의 프리코딩에 사용하기 위하여 상기 양자화된 차동 채널 피드백을 송신 스테이션으로 송신하는 회로
    를 포함하고,
    상기 양자화된 차동 채널 피드백은 양자화된 차동 채널 매트릭스 및 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스 중의 하나를 포함하는 수신 스테이션.
  15. 제14항에 있어서, 상기 차동 양자화 회로는,
    주파수 영역에서 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스를 정규화하고 차동 코드북을 이용하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 정규화된 채널 매트릭스와 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하거나,
    상기 차동 코드북을 스케일링하여 채널 크기를 매칭시키고 상기 스케일링된 차동 코드북을 이용하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스와 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하도록
    구성되는 수신 스테이션.
  16. 제15항에 있어서, 상기 차동 양자화 회로는,
    이전에 업데이트된 기준 매트릭스와 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 간의 차에 기초하여 복수의 반복을 위한 초기 기준 매트릭스를 반복적으로 업데이트하여 정제된 기준 매트릭스를 얻고,
    각각의 후속 정제된 기준 매트릭스와 상기 채널 매트릭스 간의 차를 양자화하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스들을 생성함으로써,
    재귀적으로 양자화하도록 구성되고,
    상기 초기 기준 매트릭스는 초기에 콘스턴트 매트릭스(constant matrix)인 수신 스테이션.
  17. 제15항에 있어서, 상기 차동 양자화 회로는 현재의 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 내의 채널 엔트리와 이전의 서브캐리어의 재구성된 채널 엔트리 간의 차를 양자화하여 상기 송신 스테이션에 피드백되는 현재의 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스들을 생성하도록 더 구성되고,
    상기 이전의 서브캐리어는 초기에 상기 제1 서브캐리어인 수신 스테이션.
  18. 제14항에 있어서, 상기 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하기 위하여, 상기 차동 양자화 회로는,
    상기 초기 기준 빔포밍 매트릭스를 중심으로 상기 차동 코드북에서 초기 빔포밍 매트릭스들을 회전시킴으로써 양자화된 빔포밍 매트릭스들의 후보 세트를 생성하고,
    상기 후보 매트릭스들 중의 적어도 일부의 성능을 평가하고,
    상기 평가된 성능에 기초하여 상기 후보 매트릭스들 중의 하나를 선택하고 현재의 서브캐리어 또는 다음의 서브캐리어의 추가의 반복들을 위한 정제된 기준 매트릭스로서 상기 선택된 후보 매트릭스를 이용하도록
    구성되는 수신 스테이션.
  19. 채널 정보의 차동 양자화를 수행하여 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 채널을 통해 MIMO(multiple-input multiple-output) 통신에 대한 양자화된 차동 채널 매트릭스를 생성하는 방법으로서,
    주파수 영역에서 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스를 정규화하고 차동 코드북을 이용하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 정규화된 채널 매트릭스와 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하는 단계; 또는
    상기 차동 코드북을 스케일링하여 채널 크기를 매칭시키고 상기 스케일링된 차동 코드북을 이용하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스와 상기 초기 기준 매트릭스 간의 차를 재귀적으로 양자화하는 단계; 및
    이전에 업데이트된 기준 매트릭스와 상기 제1 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 간의 차에 기초하여 복수의 반복을 위한 초기 기준 매트릭스를 반복적으로 업데이트하여 정제된(refined) 기준 매트릭스를 얻는 단계; 및
    각각의 후속하는 반복적으로 업데이트된 정제된 기준 매트릭스와 상기 채널 매트릭스 간의 차를 양자화하여 상기 제1 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스들을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 초기 기준 매트릭스는 초기에 콘스턴트 매트릭스(constant matrix)인 방법.
  20. 제19항에 있어서, 현재의 서브캐리어에 대한 채널 매트릭스 내의 채널 엔트리와 이전의 서브캐리어의 재구성된 채널 엔트리 간의 차를 양자화하여 상기 송신 스테이션에 피드백될 현재의 서브캐리어에 대한 양자화 인덱스들을 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이전의 서브캐리어는 초기에 상기 제1 서브캐리어인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 채널 정보의 차동 양자화는 주파수에 걸쳐서 수행되어 상기 현재의 서브캐리어 및 상기 이전의 서브캐리어는 인접하지 않은 서브캐리어들이고 하나 이상의 개재 서브캐리어들만큼 분리되고,
    상기 방법은 상기 개재 서브캐리어들에 대하여 상기 차동 양자화를 수행하는 것을 억제하는 단계를 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 서브캐리어의 후속하는 샘플들에 대하여 시간에 걸쳐 상기 채널 정보의 차동 양자화를 수행하여 시간 및 주파수에 걸쳐 상기 채널 매트릭스의 엘리먼트들에서의 양자화 차들을 나타내는 양자화 인덱스들을 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  23. 채널 정보의 차동 양자화를 수행하여 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 채널을 통해 MIMO(multiple-input multiple-output) 통신에 대한 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하는 방법으로서,
    초기 기준 빔포밍 매트릭스를 중심으로 차동 코드북에서 초기 빔포밍 매트릭스들을 회전시킴으로써 양자화된 빔포밍 매트릭스들의 후보 세트를 생성하는 단계;
    상기 후보 세트의 양자화된 빔포밍 매트릭스들 중의 적어도 일부의 성능을 평가하는 단계;
    상기 평가된 성능에 기초하여 상기 후보 세트의 양자화된 빔포밍 매트릭스들 중의 하나를 선택하는 단계; 및
    각각의 후속의 반복을 위한 정제된 기준 빔포밍 매트릭스로서 이전의 반복으로부터의 이전에 선택된 양자화된 빔포밍 매트릭스를 이용하여 상기 생성하는 단계, 상기 평가하는 단계 및 상기 선택하는 단계의 추가의 반복들을 수행하는 단계
    를 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 추가의 반복들은 미리정해진 수의 추가의 반복 동안 또는 미리정해진 성능 기준이 충족될 때까지 수행되는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 주파수에 걸쳐 차동 양자화를 수행하여 다음의 서브캐리어에 대한 추가의 반복들을 위한 정제된 기준 빔포밍 매트릭스로서 상기 선택된 양자화된 빔포밍 매트릭스를 이용함으로써 초기 서브캐리어에 대한 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 다음의 서브캐리어는 이전의 캐리어로부터 하나 이상의 개재 서브캐리어들만큼 분리되는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 시간에 걸쳐 차동 양자화를 수행하여 서브캐리어의 후속하는 샘플들의 추가의 반복들을 위한 정제된 기준 빔포밍 매트릭스로서 상기 선택된 양자화된 빔포밍 매트릭스를 이용하여 현재의 서브캐리어에 대한 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 송신 스테이션으로 송신될 각각의 후속 양자화된 차동 빔포밍 매트릭스를 포함하는 프레임들에 CRC(cyclic-redundancy check)를 부가하는 단계를 더 포함하는 방법.
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