KR20130075311A

KR20130075311A - ＦＤＤ 모드로 동작하는 ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ를 사용하는 무선통신 시스템에서 제한된 정보량을 이용하여 채널 상태 정보를 피드백 하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130075311A
Application number: KR1020110143631A
Authority: KR
Inventors: 김기일; 김윤선; 이주호; 조준영; 이효진; 문철
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-05
Also published as: KR101921669B1; US20130163457A1; EP2798749B1; EP2798749A1; WO2013100579A1; EP2798749A4; US9408086B2

Abstract

본 발명은 frequency division duplex 모드로 동작하는 massive multiple-input multiple-out(MIMO) 시스템에서, 많은 송신 안테나를 사용하는 massive MIMO 송신기 구조에서도, 송신 안테나 수에 비례하지 않는 제한된 양의 피드백 정보를 이용하여, 하향링크 채널상태정보를 피드백 할 수 있는 기술을 제공한다. 채널상태정보 기준신호(CSI-RS)를 빔 성형하여 전송하는 massive MIMO 시스템에서, 제안하는 피드백 기술은 일정한 크기 이상의 채널이득을 가지는 작은 개수의 주요한(principal) 하향링크 채널 계수만을 양자화하고 이를 피드백 함으로써, 송신 안테나 수에 비례하지 않는 제한된 피드백 정보량를 이용하여, 햐항링크 채널상태정보를 피드백할 수 있다. 제안하는 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 채널 계수들 중에서 일정 이득 이상을 제공하는 빔 성형 가중치의 index를 channel quality information(CQI)와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백된 가중치 index가 가리키는 빔 성형 가중치 벡터들을 더하여 하향링크 채널상태를 근사화한다. 제안하는 위상 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 채널 계수들 중에서 일정 이득 이상을 제공하는 빔 성형 가중치의 index와 채널 계수들의 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백 된 가중치 index가 가리키는 벡터에 피드백된 위상을 보정하여 더함으로써 하향링크 채널상태를 근사화한다. 제안하는 최대비 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 채널 계수들 중에서 일정 이득 이상을 제공하는 빔 성형 가중치의 index와 이들의 크기와 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백된 가중치 index가 가리키는 벡터에 피드백된 크기와 위상을 보정하여 더함으로써 하향링크 채널상태를 근사화한다.

Description

ＦＤＤ 모드로 동작하는 ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ를 사용하는 무선통신 시스템에서 제한된 정보량을 이용하여 채널 상태 정보를 피드백 하기 위한 장치 및 방법{METHOD AND APPRATUS FOR LIMITED FEEDBACK OF CHANNEL STATE INFORMATION IN MASSIVE MIMO SYSTEM BASED FREQUENCY DIVISION DUPLEXING WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 frequency division duplex(FDD) 모드로 동작하는 massive MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서, 제한된 양의 정보만을 사용하여 하향링크 채널 상태 정보를 효과적으로 피드백하는 기술의 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

다수 개의 송신 안테나를 사용하는 기지국에서 multi-user MIMO 기술을 이용하여 다수의 이동국들에 데이터를 전송하는 massive MIMO 기술이 차세대 무선통신 시스템에서 핵심적인 통신 기술로서 연구가 진행되고 있다. 이론적으로, 송신 빔 성형 이득은 송신 안테나 수에 비례한다. 다수 개의 송신 안테나에 massive MIMO 시스템의 높은 빔 성형 이득을 적용하는 경우, 각 송신 안테나는 낮은 송신 전력을 사용할 수 있다. 이에 massive MIMO 시스템의 빔 성형 이득은 green communication의 중요 기술로서 부각되고 있다.

Massive MIMO 시스템에서 송신 빔 성형을 위해서는 송신기가 각 하향링크의 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 필수적으로 가지고 있어야 한다. 이를 위해, TDD(time division duplex) 시스템에서 상향링크 SRS(sounding reference signal) 추정을 통해, 각 하향링크의 채널상태를 추정하는 기술이 제안되었다. 그러나 이러한 방법은 상향링크 SRS의 타 셀 간섭에 의한 채널 추정 성능 열화에 따라 상당한 성능 열화가 발생한다.

기존의 FDD Long Term Evolution-Advanced(LTE-A)에서 매 하향링크 슬롯(slot)마다 각 송신 안테나 포트 별로 직교하는 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information reference signal, CSI-RS) 심볼들이 서로 다른 주파수의 반송파와 서로 다른 OFDM 심볼 시간에 위치하는 자원 요소(resource element, RE)에 할당되여 전송된다. 이동국은 미리 약속된 위치의 RE에서 전송된 CSI-RS 심볼들을 추정하여, 각 송신 안테나 포트로부터의 하향링크 채널상태를 추정한다. 기존 LTE-A 방식을 massive MIMO 시스템에 그대로 적용할 경우, 송신기는 송신 안테나 수만큼의 CSI-RS를 전송하고 이동국은 송신 안테나 수만큼의 하향링크 채널상태 정보를 피드백해야 한다.

송신기는 수 백 개의 RE들을 CSI-RS 전송을 위해 할당해야 한다. 이에 실제 데이터 전송을 위해 할당되어야 하는 RE들의 수가 감소하게 되어, 하향링크 데이터 전송 용량이 감소하게 된다. 또한, 이동국이 피드백해야 할 하향링크 채널상태 정보량은 송신 안테나 수에 비례하여 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서, 실제 데이터 전송을 위해 할당되어야하는 RE들의 수는 감소하게 되어 상향링크 데이터 전송 용량이 감소하게 된다.

위의 문제를 해결하기 위해, FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서, 제한된 양의 CSI-RS 자원만을 사용하여 여러 개의 송신 안테나로부터의 채널 정보들을 효과적으로 전송하고, 이동국이 하향링크 CSI를 효과적으로 추정하는 기술이 제안되어야 한다.

다시 말해 FDD 모드로 동작하는, 빔 별 신호를 빔 성형하여 전송하는 송신기 구조를 가지는 massive MIMO 시스템에서, 송신 안테나 수에 비례하지 않는 제한된 양의 피드백 정보를 이용하여, 하향링크 CSI를 피드백할 수 있는 기술이 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 채널 상태 정보 피드백 방법은 기지국으로부터 수신된 N개의 채널 계수로 구성된 채널 벡터를 추정하고, 상기 N개의 채널 계수를 입력으로 하는 임의의 함수 결과 값을 비교하여 최대 결과 값을 갖는 빔 인덱스를 선택하는 과정과, 상기 함수 결과 값 중에서 상기 최대 결과 값의 일정 값인 크기 임계값 이상인 빔 인덱스를 선택하여 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정과, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 대한 채널 상태 정보를 추정하는 과정과, 상기 추정된 채널 상태 정보 및 상기 유효 빔 인덱스 집합을 상기 기지국으로 피드백하는 과정을 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정은 상기 채널 계수의 위상과 상기 최대 결과 값의 위상 차이가 위상 임계값 이하인 빔 인덱스를 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정은 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수의 위상, 상기 채널 계수와 상기 채널 벡터의 위상차를 양자화하여 위상 인덱스를 결정하는 과정과, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스가 가리키는 위상 값으로 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 피드백하는 과정은 상기 양자화된 위상 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보를 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에서 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정은 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수들이 크기, 위상 및 채널 계수의 크기 비를 양자화하여 위상 인덱스 및 크기 인덱스를 결정하는 과정과, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스와 상기 크기 인덱스가 가리키는 양자화된 값으로 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 피드백하는 과정은 상기 위상 인덱스 및 상기 크기 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보들을 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 채널 상태 정보 피드백 장치는 기지국으로부터 수신된 N개의 채널 계수를 수신하는 무선 통신부와, 상기 채널 계수로 구성된 채널 벡터를 추정하고, 상기 N개의 채널 계수를 입력으로 하는 임의의 함수 결과 값을 비교하여 최대 결과 값을 갖는 빔 인덱스를 선택하고, 상기 함수 결과 값 중에서 상기 최대 결과 값의 일정 값인 크기 임계값 이상인 빔 인덱스를 선택하여 유효 빔 인덱스 집합에 포함시켜 상기 유효 빔 인덱스 집합에 대한 채널 상태 정보를 추정하고, 상기 무선 통신부를 제어하여 상기 추정된 채널 상태 정보 및 상기 유효 빔 인덱스 집합을 상기 기지국으로 피드백하는 제어부를 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 제어부는 상기 채널 계수의 위상과 상기 최대 결과 값의 위상 차이가 위상 임계값 이하인 빔 인덱스를 선택하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 제어부는 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수의 위상, 상기 채널 계수와 상기 채널 벡터의 위상차를 양자화하여 위상 인덱스를 결정하고, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스가 가리키는 위상 값으로 보정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 제어부는 상기 무선 통신부를 제어하여 상기 양자화된 위상 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보를 피드백하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에서 상기 제어부는 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수들이 크기, 위상 및 채널 계수의 크기 비를 양자화하여 위상 인덱스 및 크기 인덱스를 결정하고, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스와 상기 크기 인덱스가 가리키는 양자화된 값으로 보정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 제어부는 상기 위상 인덱스 및 상기 크기 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보들을 피드백하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명은, 하향링크 DAS에서, FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서, 제한된 양의 피드백 정보를 이용하여 이동국이 기지국으로 하향링크 CSI를 효과적으로 피드백하는 기술을 제안한다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화을 위한 피드백 기술은, 이동국이 채널 계수들 중에서 일정 이득 이상을 제공하는 빔 성형 가중치의 index를 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백 된 가중치 index가 가리키는 빔 성형 가중치 벡터들을 더하여 하향링크 채널상태를 근사화함으로써, 송신 안테나 수에 비례하지 않는 제한된 피드백 정보량를 사용하여 효과적으로 하향링크 CSI를 피드백할 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 위상 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 채널 계수들 중에서 일정 이득 이상을 제공하는 빔 성형 가중치의 index와 채널 계수들의 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백된 가중치 index가 가리키는 벡터에 피드백 된 위상을 보정하고 더하여 하향링크 채널상태를 근사화함으로써, 제한된 피드백 정보량를 사용하여 효과적으로 하향링크 CSI를 피드백 할 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 최대비 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 채널 계수들 중에서 일정 이득 이상을 제공하는 빔 성형 가중치의 index와 이들의 크기와 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백된 가중치 index가 가리키는 벡터에 피드백된 크기와 위상을 보정하고 더하여 하향링크 채널상태를 근사화함으로써, 제한된 피드백 정보량를 사용하여 효과적으로 하향링크 CSI를 피드백할 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 하향링크 RRC 시그널링 기술은, 기지국이 하향링크 RRC 시그널링을 통해 active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터들에 대한 정보를 전달함으로써, 기지국과 속한 이동국들이 active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터들을 공유할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술을 위해 이동국과 기지국에서 수행하는 전체적인 동작의 흐름 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술을 위해 이동국과 기지국에서 수행하는 전체적인 동작의 흐름 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 최대비 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술을 위해 이동국과 기지국에서 수행하는 전체적인 동작의 흐름 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 기술에 의해 채널을 근사화하는 성능의 일례를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 기술을 사용하는 SDMA에 의한 시스템 용량의 일례를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 구성을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

후술하는 바와 같이, 본 발명에서는 FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서, 송신 안테나 수에 비례하지 않는 제한된 양의 피드백 정보를 이용하여, 하향링크 채널상태정보를 피드백할 수 있는 기술을 제안한다.

후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

A.Massive MIMO 시스템 모델

Massive MIMO 시스템은, 기지국에서 저전력 송신을 하는 수백 개의 송신안테나들로 구성된 배열안테나를 사용하여 다수의 이동국들에게 동시에 빔 성형을 수행하는 space division multiple access(SDMA) 기술을 통해, 동시에 다수의 이동국들에 데이터를 전송한다. 본 발명에서는 FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템을 고려하며, 송신기는 M개의 송신 안테나를 사용하고 이동국은 하나의 수신 안테나를 사용한다고 가정한다.

그리고 본 발명에서는 CSI-RS를 빔 성형하여 전송하는 송신기 구조를 가지는 massive MIMO 시스템을 고려한다. 고려하는 MIMO 송신기에서는 M 크기의 빔 성형 벡터들 N개를 사용하여 N개의 빔 별 신호를 각각 빔 성형하여 이동국으로 전송한다. 따라서 송신 안테나 별로 저전력을 사용하더라도 특정 빔에 대한 수신 성능이 획기적으로 증가되어 이동국이 여러 송신 안테나로부터 전송된 채널 정보를 추정할 수 있도록 한다.

그러기 위해 massive MIMO 송신기에서는, N×N Discrete Fourier Transform(DFT) 행렬 U의 N개의 컬럼 벡터들

로 N개의 빔 별 신호

} 를 각각 빔 성형하여 다음 [수학식 1]과 같이 전송 한다. 여기서 Rn은 기지국과 이동국 사이에 임의로 결정된 값이다.

동일 서브프레임에서 전송되는 N개의 빔 별 신호 간에 직교성이 보장되도록, N개의 빔 별 신호들에 frequency division multiplexing(FDM)과 time division multiplexing(TDM)에 의해 주파수와 시간영역에서 다중화된 N개의 서로 다른 자원들이 할당된다. 또는, CDM, FDM과 TDM에 의해 주파수와 시간영역에서 다중화된 하나의 CSI-RS 자원를 공유하는 다수의 빔 별 신호들이 massive MIMO 시스템의 높은 공간적인 간섭 억제 성능에 의해 동일 자원에 할당되어도, 동일 채널 간섭이 충분히 억제될 수 있는 서로 다른 빔들에게 할당하는 space division multiplexing(SDM)에 의해 공간 영역에서 다중화되어 전송된다.

이동국은 N개의 서로 직교하는 빔 별 신호들을 추정함으로써, N개의 가중치 벡터

에 의해 빔 성형되어 k번째 이동국의 수신기에 수신되는 채널 계수로 구성된 채널 벡터

를 다음 [수학식 2]와 같이 추정할 수 있다.

여기서, h_k는 개의 송신안테나에서 k번째 이동국의 수신 안테나로의 크기의 채널벡터를 의미한다. 그리고

는 n번째 가중치 벡터 u_n에 의해 빔 성형되어 k번째 이동국에 수신되는 채널 계수로 n번째 빔 별 신호를 이용하여 추정된다.

Massive MIMO는 수백 개의 송신안테나들로 구성된 매우 큰 개구면(aperture)를 가지는 배열안테나를 사용한다. 이에 빔 성형에 의해 만들어지는 주 빔(main beam)의 빔 폭(beamwidth)이 매우 작고 날카로운 모양의 빔 패턴을 형성한다. 따라서 Massive MIMO는 매우 한정된 범위 내의 방향으로만 신호를 전달하는 고 지향성(directivity)를 가진다.

하나의 빔 성형 가중치가 전송되는 신호 방향이 해당 이동국이 위치하는 방향과 유사할 경우, 해당 빔 성형 가중치에 의해 수신되는 채널이득은 매우 크게 된다. 그리고 하나의 빔 성형 가중치가 전송되는 신호 방향이 해당 이동국이 위치하는 방향에서 멀 경우에 수신되는 채널이득은 매우 미미한 값을 가지게 된다. 구체적인 예로써, m번째와 m+1번째 빔 성형 가중치 벡터들로부터 수신된 채널 계수는 매우 큰 채널이득을 가지고, 나머지 빔 성형 가중치들로부터 수신된 채널 계수가 미미한 크기의 채널이득을 가질 경우, 채널 벡터

를 다음 [수학식 3]와 같이 근사화할 수 있다.

따라서, 빔 별 신호를 빔 성형하여 전송하는 송신기 구조를 가지는 massiveMIMO 시스템에서 이동국이 일정한 크기 이상의 채널이득을 가지는 작은 개수의 주요한(principal) 채널 계수만을 양자화하고 이를 피드백할 수 있다. 즉 이동국은 송신 안테나 수에 비례하지 않는 제한된 피드백 정보량를 이용하여, 햐항링크 채널상태정보를 송신기에게 피드백할 수 있다.

B.제안하는 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화을 위한 피드백 기술

Principal beam summation(PBS)에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술에서 이동국은 N개의 채널 계수

중에서 일정 이득 이상을 제공하는 채널 계수의 index(즉, CSI-RS index 또는 beam index)를 channel quality information(CQI)와 함께 피드백한다. 그리고 송신기는 피드백 기술은 피드백된 beam index가 가리키는 DFT 컬럼 벡터들을 더하여 하향링크 채널상태를 근사화할 수 있다.

[도 1]은 제안하는 PBS에 의한 채널 근사화를 위한 하향링크 채널정보 피드백 기술을 위해 이동국과 기지국에서 수행하는 전체적인 동작의 흐름에 대한 것이다.

도 1을 참조하면, 이동국은 (11) 과정에서 N개의 서로 직교하는 빔 별 신호들을 추정한다. 다시 말해 이동국은 N개의 가중치 벡터

에 의해 빔 성형되어 각 이동국의 수신기를 통해 수신되는 채널 계수로 구성된 채널 벡터

를 [수학식 2]와 같이 추정한다.

다음으로 이동국은 (12) 과정에서 [수학식 4]과 같이 N개의 채널 계수

를 입력으로 하는 임의의 함수

의 결과 값들을 비교한다. 그리고 이동국은 비교 결과에 따라 최대 결과 값을 갖는 beam index n^*를 선택한다. 여기서, 임의의 함수

는 채널 계수

의 크기인

, 또는 채널 계수

에 의해 전송 가능한 데이터율, 그리고

에 의해 수신 가능한 signal-to-noise and interference ratio(SINR)등과 같은 함수로 정의될 수 있다.

이동국은 (13) 과정에서 [수학식 5]와 같이 N개의 채널 계수

들의 함수

의 결과 값들을 확인한다. 그리고 이동국은 확인된 결과 값들이 (12) 과정에서 선택된 최대 결과 값

의 일정 값인 크기 임계값 α_th배 이상이며, 채널 계수들의 위상

과 최대 결과 값

의 위상

의 차이가 위상 임계값 β_th이하인 beam index들을 선택하여 유효(active) beam index 집합 A에 포함시킨다.

이동국은 이와 같은 과정을 총 N개의 beam index들에 대하여 수행한다.

다음으로 이동국은 (14) 과정에서 결정된 active beam index 집합 A에 대한 CQI(Channel Quality Indication)를 추정한다. 여기서, CQI는 전송 가능한 데이터율 또는 수신 가능 SINR의 형태로 정의될 수 있다. 그리고 이동국은 (15) 과정에서 (13) 과정과 (14) 과정에서 결정된 active beam index 집합 A와 그에 대한 CQI를 기지국으로 피드백 한다.

이때 선택된 active beam index와 CQI가 피드백 되는 형태별로 다음과 같은 피드백 시그널링(signaling)이 제안될 수 있다. 여기서, Active beam index 집합 A에 L개의 active beam index가 포함되어 있다고 가정한다.

ⓐ

: 각 선택된 active beam index A_(l)와 해당 beam에 의해 수신 가능한 CQI인 CQI_A(l)를 하나의 메시지로 하는 총 L개의 메시지들이 피드백된다.

ⓑ

: 선택된 L개의 active beam index들 {A(l)}_l=0,...,L-1이 그룹핑되어 하나의 active beam index 메시지로 전송한다. 그리고 선택된 L개의 active beam들의 합성에 의해 채널 추정될 경우, 수신 가능한 하나의 결합 CQI인 {CQI_A}메시지가 피드백된다. 여기서, active beam index 메시지에 위치하는 active beam index의 순서는 높은 CQI를 제공하는 순서로 나열될 수 있다.

ⓒ

: 선택된 L개의 active beam index들 {A(l)}_l=0,...,L-1이 그룹핑되어 하나의 active beam index 메시지로 전송된다. 해당 beam들에 의해 수신 가능한 개별 CQI들 {CQI_A(l)}_l=0,...,L-1이 하나의 CQI 메시지로 피드백된다. 여기서, active beam index 메시지에 위치하는 active beam index의 순서와 CQI 메시지에 위치하는 개별 CQI들의 순서는 높은 CQI를 제공하는 순으로 나열될 수 있다.

ⓓ

: 선택된 L개의 active beam index들 {A(l)}_l=0,...,L-1이 그룹핑되어 하나의 active beam index 메시지로 전송된다. 그리고 각 beam에 의해 수신 가능한 개별 CQI들 {CQI_A(l)}_l=0,...,L-1이 하나의 CQI 메시지로, 또한 선택된 L개의 active beam 들이 합성되어 수신 가능한 하나의 결합 CQI 메시지 {CQI_A} 메시지로 함께 피드백된다. 여기서, active beam index 메시지에 위치하는 active beam index의 순서와 CQI 메시지에 위치하는 개별 CQI들의 순서는 높은 CQI를 제공하는 순으로 나열될 수 있다.

기지국은 (16) 과정에서 각 이동국으로부터 (15) 과정을 통해 피드백된 active beam index 정보와 CQI 정보를 이용하여 해당 이동국으로의 하향링크 채널을 추정한다. 각 이동국으로의 근사화된 하향링크 채널벡터

는 다음 [수학식 6]과 같이 선택된 L개의 active beam index들 {A(l)}_l=0,...,L-1이 가리키는 L개의 빔의 가중치 벡터들

을 합산하고, 합산된 값들을 정규화하여 산출한다.

이동국에서 active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터인 α_th 또는 active beam index 집합 A의 크기(즉, 집합에 포함될 수 있는 beam index의 수), 그리고 β_th는 기지국 별로 기지국에 속하는 모든 이동국들에게 공통적인 값이 정의되어 적용되거나, 각 이동국별로 다른 값이 정의되어 적용될 수 있다. 위의 파라메터 정보들은 기지국과 이동국들이 공유하기 위해, 미리 표준 규격을 통해서 약속될 수 있다. 또는 기지국은 하향링크 radio resource control(RRC) 시그널링을 통해 모든 이동국들에게 α_th 또는 active beam index 집합 A 의 크기, β_th 정보를 전달할 수 있다.

C.제안하는 위상 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술

Phase Compensated Principal beam summation(PCPBS)에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술에서 수신기는 N개의 채널 계수

중에서 일정 이득 이상을 제공하는 채널 계수의 index(즉, CSI-RS index 또는 beam index)와 이들의 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백한다. 그러면 송신기는 피드백된 beam index가 가리키는 DFT 컬럼 벡터에 피드백된 위상을 보정하여 더함으로써 하향링크 채널상태를 근사화하는 기술이다.

[도 2]는 제안하는 PCPBS에 의한 채널 근사화를 위한 하향링크 채널정보 피드백 기술을 위해 이동국과 기지국에서 수행하는 전체적인 동작의 흐름을 설명한다.

이동국은 (21) 과정에서 N개의 서로 직교하는 빔 별 신호들을 추정한다. 다시 말해 이동국은 벡터

에 의해 빔 성형되어 각 이동국의 수신기를 통해 수신되는 채널 벡터

를 [수학식 2]와 같이 추정한다. 다음으로 이동국은 (22) 과정에서 [수학식 4]과 같이 N개의 채널 계수

를 입력으로 하는 임의의 함수

의 결과 값들을 비교하여, 최대 결과 값을 갖는 beam index n^*를 선택한다.

이동국은 (23) 과정에서 [수학식 7]와 같이 N개의 채널 계수

들의 함수

의 결과 값 중에서 (22) 과정에서 선택된 최대 결과 값

의 일정 값 α_th배 이상을 가지는 beam index들을 선택하여 active beam index 집합 A에 포함시킨다. 다음으로 이동국은 active beam index 집합 A에 포함된 beam들의 채널 계수들의 위상

또는

과의 위상차

를 양자화한다.

이동국은 기지국과 이동국 간에 약속된 위상 코드북(codebook P)를 이용하여 위상 양자화를 수행한다. 위상 양자화는

구간을 균일하게 양자화하는 것을 의미한다. 예로써,

구간을

간격으로 균일하게 양자화하는 [수학식 8]과 같은 codebook을 기지국과 이동국 간에 약속되었다고 가정한다. 그러면 이동국은

또는

가장 근접하는 양자화된 값을 선택하고 이에 해당하는 위상 인덱스

를 결정한다.

이동국은 총 N개의 beam index들에 대해서 이와 같은 과정을 반복하여 수행한다.

이동국은 (24) 과정에서 결정된 집합 A에 속하는 active beam index들이 가리키는 가중치 벡터

을

들이 가리키는 양자화된 위상 값으로 보정한다. 그리고 이동국은 보정된 위상값을 기반으로 근사화한 채널 벡터에 의해 수신 가능한 CQI CQI_A를 추정한다. 여기서, Active beam index 집합 A에 L개의 active beam index가 포함되어 있다고 가정한다.

다음으로 이동국은 (25) 과정에서 (23) 과정과 (24) 과정에서 결정된 active beam index 집합 A와 양자화된 위상 index

그리고 그에 대한 CQI CQI_A 를 기지국으로 피드백한다. 이를 위해 다음과 같은 피드백 시그널링이 제안된다.

ⓐ

: 선택된 L개의 active beam index들

이 그룹핑되어 하나의 active beam index 메시지로 전송된다. 각 active beam index의 채널 계수 위상의 양자화된 위상 값에 대한 codebook 내의 index

를 모은 위상 메시지, 그리고 선택된 L개의 active beam index들에 의해 수신 가능한 하나의 결합 CQI 메시지 {CQI_A} 메시지가 함께 피드백된다.

기지국은 (26) 과정에서 각 이동국으로부터 피드백된 active beam index 정보, 양자화된 위상 index 정보와 CQI 정보를 이용하여 해당 이동국으로의 하향링크 채널을 추정한다. 이때 각 이동국으로의 근사화된 하향링크 채널벡터

는 선택된 L개의 active beam index들

이 가리키는 가중치 벡터

들에 위상 index

들이 가리키는 양자화된 위상 값으로 각각 보정되어 합산된 후, 정규화되어 산출된다.

여기서 Active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터인 α_th 또는 active beam index 집합 A의 크기(즉, 집합에 포함될 수 있는 beam index의 수), β_th, 위상 codebook P는 기지국 별로 기지국에 속하는 모든 이동국들에게 공통적인 값으로 정의되어 적용되거나, 또는 각 이동국별로 다른 값이 정의될 수 있다. 이와 같은 파라메터 정보들이 기지국과 이동국들 간에 공유되기 위해, 미리 표준 규격을 통해서 약속될 수 있다. 또는 기지국이 하향링크 radio resource control(RRC) 시그널링을 통해 모든 이동국들에게 α_th 또는 active beam index 집합 A의 크기, β_th, 그리고 위상 codebook P 정보를 전달할 수 있다.

D.제안하는 최대비 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술

Maximal Ratio Compensated Principal beam summation(MRCPBS)에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술에서 이동국은 N개의 채널 계수

중에서 일정 이득 이상을 제공하는 채널 계수의 index(즉, CSI-RS index 또는 beam index)와 이들의 크기와 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백한다. 그러면 송신기는 피드백된 beam index가 가리키는 DFT 벡터에 피드백된 크기와 위상을 보정하여 더함으로써 하향링크 채널상태를 근사화할 수 있다.

[도 3]은 제안하는 MRCPBS에 이한 채널 근사화를 위한 하향링크 채널정보 피드백 기술을 위해 이동국과 기지국에서 수행하는 전체적인 동작의 흐름을 설명한다.

이동국은 (31) 과정에서 N개의 서로 직교하는 빔 별 신호들을 추정한다. 다시 말해, 이동국은 벡터

를 [수학식 2]와 같이 추정한다.

그리고 이동국은 (32) 과정에서 [수학식 4]과 같이 N개의 채널 계수

를 입력으로 하는 임의의 함수

의 결과 값들을 비교하여, 최대 결과 값을 갖는 beam index n^*를 선택한다. 다음으로 이동국은 (33) 과정에서 [수학식 9]와 같이 N개의 채널 계수

들의 함수

의 결과 값들 중에서 최대 결과 값

의 일정 값 배 α_th이상을 가지는 beam index들을 선택하여 active beam index 집합 A에 포함시킨다.

이동국은 집합 A에 포함된 beam들의 채널 계수들의 크기

와 위상

을 양자화한다. 또는 이동국은 집합 A에 포함된 beam들의 채널 계수들 크기의 비

와

를 양자화한다.

기지국과 이동국들 간에 약속된

구간을 균일하게 위상 양자화하기 위한 codebook P를 이용하여, 이동국은 위상 codebook index

를 결정한다. 또는 기지국과 이동국들 간 약속된 채널 계수 크기의 통계적 특성을 반영하여 계수 크기를 양자화하기 위한 크기 codebook Q를 이용하여, 이동국은 채널 계수 크기에 가장 근접하는 양자화된 값을 선택하고 이의 index

를 결정한다.

이동국은 (34) 과정에서 결정된 집합 A에 속하는 active beam index들이 가리키는 가중치 벡터

를 크기 index

와 위상 index

들이 가리키는 양자화된 값들로 보정한다. 그리고 이동국은 보정된 값들을 이용하여 근사화한 채널 벡터에 의해 수신 가능한 CQI CQI_A를 추정한다.

이동국은 (35) 과정에서 결정된 active beam index 집합 A, 양자화된 크기 index

, 양자화된 위상 index

, 그리고 그에 대한 CQI CQI_A를 기지국으로 피드백한다. 이를 위한, 다음과 같은 피드백 시그널링이 제안될 수 있다.

ⓐ

: 선택된 L개의 active beam index들

이 그룹핑되어 하나의 active beam index 메시지로 전송된다. 그리고 각 active beam index의 채널 계수 크기의 양자화된 값에 대한 codebook 내의 index

를 모은 크기 메시지, 각 active beam index의 채널 계수 위상의 양자화된 위상 값에 대한 codebook 내의 index

기지국은 (36) 과정에서 각 이동국으로부터 피드백 된 active beam index 정보, 양자화된 크기 index 정보, 양자화된 위상 index 정보와 CQI 정보를 이용하여 해당 이동국으로의 하향링크 채널을 추정한다. 이때 각 이동국으로의 근사화된 하향링크 채널 벡터

는 선택된 L개의 active beam index들

이 가리키는 가중치

들에

들이 가리키는 양자화된 크기 값과

들이 가리키는 양자화된 위상 값으로 각각 보정되어 합산된 후, 이를 정규화하여 산출된다.

여기서 Active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터인 α_th 또는 active beam index 집합 A의 크기, β_th , 위상 codebook P, 크기 codebook Q는 기지국 별로 기지국에 속하는 모든 이동국들에게 공통적인 값으로 정의되어 적용될 수 있다. 또는 각 파라케터 값들은 각 이동국별로 다른 값으로 정의될 수 있다. 위의 파라메터 정보들을 기지국과 이동국들이 공유하기 위해, 미리 표준 규격을 통해서 약속하거나, 또는 기지국은 하향링크 RRC 시그널링을 통해 모든 이동국들에게 α_th 또는 active beam index 집합 A의 크기, β_th, 위상 codebook P, 크기 codebook Q 정보를 전달한다.

E.성능 분석

[도 4]는 64개의 송신 안테나를 사용하는 massive MIMO 시스템에서 각 이동국이 하나의 수신 안테나를 사용할 경우, 송신단 angular spread가 15도이고 모든 이동국들이 수신하는 평균 signal-to-noise ratio(SNR)이 5dB인 환경에서, 제안하는 피드백 기술에 의해 채널을 근사화하는 성능을 보여준다. 주요 빔 합성(PBS)에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은

일 경우 평균적으로 이동국 당 2.2개의 active beam index와 그에 따른 CQI를 피드백한다. 또한 위상 보정된 주요 빔 합성(PCPBS)에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은

이고

일 경우 평균적으로 이동국 당 3.3개의 active beam index와 그에 따른 각 active beam index별 2 bit 양자화된 위상과 CQI를 피드백한다. 따라서, 제안하는 PBS에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술과 PCPBS에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술이 매우 제한된 정보량을 사용하여 하향링크 채널상태를 충분히 근사화함을 보여준다.

[도 5]는 [도 4]과 동일한 시스템과 채널 환경에서, 제안하는 피드백 기술에 의한 시스템 용량 및 space division multiple access(SDMA)에 의한 시스템 용량을 비교한 도면이다. 제안하는 PBS에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술과 PCPBS에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술이, 제한된 피드백 정보량만을 사용하여, ideal한 경우(기지국에서 이동국으로의 하향링크 채널상태를 정확히 아는 경우)의 시스템 용량에 근접함을 보여준다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 구성을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 이동국은 무선 통신부(610), 제어부(620), 저장부(630)로 구성된다.

무선 통신부(610)는 이동국의 수신기를 지칭하는 것으로, 기지국과 신호를 송수신한다. 여기서 무선 통신부(610)는 기지국으로부터 채널 계수를 수신한다. 그리고 무선 통신부(610)는 제어부(620)의 제어하에 기지국으로 유효 빔 인덱스 집합, 위상 인덱스, 크기 인덱스 채널 상태 정보 중 적어도 하나를 피드백할 수 있다.

제어부(620)는 기지국으로부터 수신된 채널 계수를 양자화하여 피드백할 수 있다. 그러기 위해 제어부(620)는 채널 추정부(623), 유효 빔 인덱스 결정부(625), 피드백 정보 생성부(627)를 더 포함한다.

좀 더 상세히, 채널 추정부(623)는 N개의 채널 계수로 구성된 채널 백터를 추정한다. 그리고 채널 추정부(623)는 N개의 채널 계수를 입력으로 하는 채널 계수의 크기, 전송 가능한 데이터율, 수신 가능한 SINR 등과 같은 임의의 함수를 정의한다.

유효 빔 인덱스 결정부(625)는 피드백을 위한 유효 빔 인덱스를 결정할 수 있다. 좀 더 상세히, 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 정의된 함수 값을 비교하여 최대 결과 값인 빔 인덱스 n^* 를 선택한다. 다음으로 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 함수의 결과 값 중에서 최대 결과 값의 크기 임계값 α_th배 이상이며, 채널 계수의 위상들이 위상 임계값 β_th인 빔 인덱스를 선택하여 유효 빔 인덱스 집합(Active beam index)을 구성한다.

여기서 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 유효 빔 인덱스 집합을 구성하는 인덱스에 해당하는 빔들의 채널 계수 위상 또는 채널 계수와 최대 결과 값 간의 위상차 등을 미리 기지국과 약속된 위상 코드북을 통해 양자화할 수 있다. 또는 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 유효 빔 인덱스 집합을 구성하는 인덱스에 해당하는 빔들의 크기, 위상을 미리 약속된 위상 코드북으로 양자화하고, 빔들의 크기 비를 미리 기지국과 약속된 크기 코드북을 통해 양자화할 수 있다. 그리고 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 양자화된 값 중 채널 계수 위상에 가장 근접합 양자화된 값을 선택하고, 이에 해당하는 적어도 하나의 위상 인덱스 및 크기 인덱스를 결정한다. 다음으로 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 결정된 유효 빔 인덱스 집합을 구성하는 각 빔들의 인덱스에 대한 CQI를 추정한다. 또는 유효 빔 인덱스 결정부(625)는 유효 빔 인덱스 집합을 구성하는 각 빔들의 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 양자화된 위상값 또는 크기 값으로 보정하여 수신 가능한 CQI를 추정할 수 있다.

피드백 정보 생성부(627)는 기지국으로 피드백할 유효 빔 인덱스 결정부(625)에서 결정된 유효 빔 인덱스 집합 및 추정된 CQI에 대한 정보를 생성한다. 이때 피드백 정보 생성부(627)는 위상 양자화 또는 크기 양자화에 따라 결정된 인덱스 값인 적어도 하나의 위상 인덱스 및 크기 인덱스에 대한 정보도 함께 생성한다.

그리고 제어부(620)는 이렇게 생성된 유효 빔 인덱스 집합, 위상 인덱스, 크기 인덱 및 CQI에 대한 정보 중 적어도 하나를 무선 통신부(610)를 통해 기지국으로 전송한다.

저장부(630)는 이동국의 전반적인 동작에 필요한 프로그램 및 데이터들을 저장할 수 있다.

본 발명에서 제안한 기술은, 빔 별 신호를 각각 빔 성형하고, massive MIMO 시스템의 높은 공간적인 간섭 억제 성능에 의해 동일채널 간섭이 억제될 수 있는 다수의 빔들을 하나의 자원에 할당할 수 있다. 따라서 CSI-RS를 전송하기 위해 필요한 자원의 수가 성능 열화 없이 줄어들 수 있다.

또한 FDD 모드로 동작하는 massive MIMO 시스템에서, 제한된 양의 피드백 정보를 이용하여 이동국이 기지국으로 하향링크 CSI를 효과적으로 피드백하기 위한 데이터 송/수신 장치 및 방법들을 제공함에 있다. 그리고 본 발명에서 제공하는 빔 별 신호를 빔 성형하여 전송하는 기술은, massive MIMO 송신기에서 다수의 가중치 벡터들로 다수의 빔 별 신호를 각각 빔 성형 전송한다.

또한 본 발명에서 제공하는 피드백 기술은, 일정한 크기 이상의 빔 성형에 의한 채널이득을 가지는 작은 개수의 주요한 하향링크 채널 계수만을 양자화하고 이를 피드백 한다. 본 발명에서 제공하는 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화을 위한 피드백 기술은, 이동국이 일정 크기 이상의 빔 성형에 의한 채널 이득을 제공하는 빔 성형 가중치의 index인 active beam index를 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백 된 가중치 index가 가리키는 빔 성형 가중치 벡터들을 더하여 하향링크 채널상태를 근사화한다.

본 발명에서 제공하는 위상 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 active beam index와 이들 채널 계수의 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백된 가중치 index가 가리키는 빔 성형 가중치 벡터에 피드백 된 위상을 보정하여 더함으로써 하향링크 채널상태를 근사화한다. 다음으로 본 발명에서 제공하는 최대비 보정된 주요 빔 합성에 의한 채널 근사화를 위한 피드백 기술은, 이동국이 active beam index와 이들 채널 계수의 크기와 위상을 양자화하여 CQI와 함께 피드백하고, 송신기에서는 피드백된 가중치 index가 가리키는 빔 성형 가중치 벡터에 피드백된 크기와 위상을 보정하여 더함으로써 하향링크 채널상태를 근사화한다.

본 발명에서 제공하는 하향링크 radio resource control(RRC) 시그널링 기술은, 기지국과 속한 이동국들이 active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터들을 공유하기 위해, 기지국이 하향링크 RRC 시그널링을 통해 active beam index를 결정하는데 필요한 파라메터들에 대한 정보를 전달한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

Massive MIMO 시스템에서 이동국의 채널 상태 정보 피드백 방법에 있어서,
기지국으로부터 수신된 N개의 채널 계수로 구성된 채널 벡터를 추정하고, 상기 N개의 채널 계수를 입력으로 하는 임의의 함수 결과 값을 비교하여 최대 결과 값을 갖는 빔 인덱스를 선택하는 과정과,
상기 함수 결과 값 중에서 상기 최대 결과 값의 일정 값인 크기 임계값 이상인 빔 인덱스를 선택하여 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정과,
상기 유효 빔 인덱스 집합에 대한 채널 상태 정보를 추정하는 과정과,
상기 추정된 채널 상태 정보 및 상기 유효 빔 인덱스 집합을 상기 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제1항에 있어서, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정은
상기 채널 계수의 위상과 상기 최대 결과 값의 위상 차이가 위상 임계값 이하인 빔 인덱스를 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제1항에 있어서, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정은
상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수의 위상, 상기 채널 계수와 상기 최대 결과 값의 위상차를 양자화하여 위상 인덱스를 결정하는 과정과,
상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스가 가리키는 위상 값으로 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제3항에 있어서, 상기 위상 인덱스를 결정하는 과정은
상기 기지국과 이동국 간 약속된 위상 양자화하기 위한 위상 코드북을 이용하여 상기 위상 인덱스를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제3항에 있어서, 상기 피드백하는 과정은
상기 양자화된 위상 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보를 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제1항에 있어서, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함시키는 과정은
상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수들이 크기, 위상 및 채널 계수의 크기 비를 양자화하여 위상 인덱스 및 크기 인덱스를 결정하는 과정과,
상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스와 상기 크기 인덱스가 가리키는 양자화된 값으로 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제6항에 있어서, 상기 위상 인덱스 및 크기 인덱스를 결정하는 과정은
상기 기지국과 상기 이동국 간 약속된 위상 양자화하기 위한 위상 코드북과 크기 양자화하기 위한 크기 코드북을 이용하여 상기 위상 인덱스 및 상기 크기 인덱스를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
제6항에 있어서, 상기 피드백하는 과정은
상기 위상 인덱스 및 상기 크기 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보들을 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
기지국으로부터 수신된 N개의 채널 계수를 수신하는 무선 통신부와,
상기 채널 계수로 구성된 채널 벡터를 추정하고, 상기 N개의 채널 계수를 입력으로 하는 임의의 함수 결과 값을 비교하여 최대 결과 값을 갖는 빔 인덱스를 선택하고, 상기 함수 결과 값 중에서 상기 최대 결과 값의 일정 값인 크기 임계값 이상인 빔 인덱스를 선택하여 유효 빔 인덱스 집합에 포함시켜 상기 유효 빔 인덱스 집합에 대한 채널 상태 정보를 추정하고, 상기 무선 통신부를 제어하여 상기 추정된 채널 상태 정보 및 상기 유효 빔 인덱스 집합을 상기 기지국으로 피드백하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
상기 채널 계수의 위상과 상기 최대 결과 값의 위상 차이가 위상 임계값 이하인 빔 인덱스를 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수의 위상, 상기 채널 계수와 상기 최대 결과 값의 위상차를 양자화하여 위상 인덱스를 결정하고, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스가 가리키는 위상 값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 통신부를 제어하여 상기 양자화된 위상 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보를 피드백하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 빔들의 채널 계수들이 크기, 위상 및 채널 계수의 크기 비를 양자화하여 위상 인덱스 및 크기 인덱스를 결정하고, 상기 유효 빔 인덱스 집합에 포함된 유효 빔 인덱스들이 가리키는 가중치 벡터를 상기 위상 인덱스와 상기 크기 인덱스가 가리키는 양자화된 값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 장치.
제13항에 있어서, 상기 제어부는
상기 위상 인덱스 및 상기 크기 인덱스 및 그에 대한 채널 상태 정보들을 피드백하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 장치.