KR20130143124A - 다중-입력-다중-출력 무선 통신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 MIMO 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하는 방법을 제공한다. 상기 방법의 실시예들은 송신기에서, 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프리-코딩 행렬은 비-스캐터링 환경에 배치된 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택된다. 상기 변환 행렬은 상기 제 1 안테나 구성 및 상기 송신기와 연관된 스캐터링 환경에 기초하여 규정된다.

Description

다중-입력-다중-출력 무선 통신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하는 방법{METHOD OF TRANSFORMING PRE-CODED SIGNALS FOR MULTIPLE-IN-MULITPLE-OUT WIRELESS COMUNICATION}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것이고, 특히 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은 송신기들과 수신기들 사이의 무선 인터페이스를 통해 정보를 전달하기 위해 전형적으로 무선주파수 신호들을 사용한다. 예를 들어, 기지국(또는 eNodeB)은 상기 기지국 및 사용자 장비(UE)에 구현된 송수신기들을 사용하여 상기 사용자 장비와 통신할 수 있다. 가장 간단한 송수신기들은 상기 무선주파수 신호들을 송신 및 수신하기 위해 단일 안테나를 사용한다. 그러나, 더 진보된 송수신기들은 상기 무선 인터페이스를 통해 송신된 신호들의 송신 및 수신을 위해 하나 이상의 안테나를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기지국들은 상기 무선 인터페이스를 통해 무선주파수 신호들을 송신 및 수신하기 위해 2, 4, 8, 이상의 안테나들의 어레이를 채용할 수 있다. 사용자 장비는 또한 하나 이상의 안테나를 구현할 수 있다. 상기 수신기 측 및/또는 상기 송신기 측에 다수의 안테나들을 채용하는 시스템들은 일반적으로 MIMO(multiple-in-multiple-out) 통신 시스템들로 참조된다. MIMO 시스템들은 또한 단일-사용자 MIMO(SU-MIMO) 시스템들 또는 다수-사용자 MIMO(MU-MIMO) 시스템들로서 구현될 수 있다.
MIMO 시스템의 무선 통신 채널들은 상기 송신-측 안테나들에 의해 송신된 신호 강도의 함수로서 상기 수신기-측 안테나들에서 수신된 신호 강도를 결정하는 채널 행렬에 의해 규정된다. 따라서 상기 채널 행렬은 상기 송신기 및 수신기 안테나 구성들뿐만 아니라, 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 스캐터링 환경(scattering environment)의 함수이다. 상기 채널 행렬의 크기는 송신기-측 안테나들 및 수신기-측 안테나들의 수에 의해 결정된다. 상기 채널 행렬의 비-대각(non-diagonal) 요소들에 의해 표현되는 교차-안테나 간섭은 이론적으로 상기 채널 행렬을 대각화하기 위해 송신된 신호들을 프리-코딩함으로써 제거될 수 있다. 예를 들어, 다운링크 채널 행렬을 대각화하는 프리-코딩 행렬은 종래의 대칭 채널 행렬에 대한 상기 채널 행렬의 고유값/고유벡터 분해 또는 비대칭 채널 행렬에 대한 상기 채널 행렬의 특이 값 분해를 사용하여 각각의 UE에 대해 결정될 수 있다. 그러나, 각각의 UE에 대해 정밀한 프리-코딩 행렬을 규정하는 것은 상기 다운링크 채널 행렬을 정확하게 결정하기 위해 상기 UE로부터의 충분한 피드백뿐만 아니라, 실시간으로 상기 프리-코더들을 계산하기 위해 충분한 계산 전력을 요구한다. 실제로, 상기 업링크 채널 오버헤드 및 송수신기 설계에 대한 제약들이 이를 불가능하게 한다.
따라서, 종래의 MIMO 시스템들은 미리 결정된 양자화된 프리-코딩 행렬들의 세트를 포함하는 코드북을 사용한다. 상기 코드북은 특정한 안테나 구성 및 비-스캐터링 환경에 대해 규정된 이상적인 채널 행렬을 대각화하는 프리-코딩 행렬들의 세트를 포함한다. 그 후 상기 송신기는 상기 수신기로부터 수신된 피드백에 기초하여 상기 프리-코딩 행렬들 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, UE는 상기 다운링크를 통해 상기 UE로 송신된 신호들에 적용할 프리-코딩 행렬을 선택하기 위해 사용될 수 있는 채널 상태 정보를 피드백할 수 있다. 예시적인 채널 상태 정보(CSI: channel state information)는 채널 품질 정보(CQI: channel quality information), 프리-코딩 행렬 표시자(PMI: pre-coding matrix indicator), 랭크 표시자(rank indicator), 프리-코딩 유형 표시(PTI: pre-coding type indication), 등을 포함한다. 상기 CQI는 전형적으로 다운링크 송신에 사용될 수 있는 권고된 변조 스킴 및 코딩 레이트를 나타내고, RI는 상기 채널의 랭크에 관한 정보를 제공하고 공간 다중화된 시스템들에서의 다운링크 송신을 위해 사용될 수 있는 층들의 최적의 수를 결정하기 위해 사용될 수 있고, 상기 PMI는 예를 들어, 폐루프 공간 다중화된 시스템들에서 사용하기 위한 프리-코딩 행렬을 나타낸다. 상기 프리-코딩 코드북의 크기는 상기 필요한 피드백을 제공하기 위해 사용가능한 제어 시그널링 오버헤드에 의해 제한된다.
코드북들은 전형적으로 교차-편파 안테나 어레이 또는 선형 안테나 어레이와 같은, 하나의 가정된 안테나 구성에 대해 표준화된다. 예를 들어, 다운링크 상에서, 2, 4, 및 8개의 TX 안테나들의 선형 어레이들에 대한 코드북들은 SU-MIMO 및 MU-MIMO를 지원하기 위해 Rel-10 LTE 기술 명세에 대해 표준화되었다. 상기 표준에 따라 동작하는 eNodeB들 및 UE는 이들의 실제 안테나 구성들과 상관없이, 상기 무선 인터페이스를 통한 송신을 위해 이들 코드북들을 사용해야 한다. 또한, DL MIMO를 위한 상기 CSI 피드백 매커니즘 설계는 상기 표준화된 코드북들에 기초하고 각각의 UE는 상기 가정된 안테나 구성을 구현하는 eNodeB에 의해 생성된 신호들을 수신했다고 가정한다. 다른 예에 대해, 업링크 상에서, UL SU 또는 MU-MIMO에 대해 상기 UE에 할당된 프리-코딩 벡터는 3GPP(Third Generation Partnership Project)에 의해 확립된 명세서에 규정된 2 및 4개의 TX 안테나들에 대한 코드북들에 기초한다. 상기 eNodeB는 명시된 세트로부터 상기 UE에 의해 사용된 실제 안테나 구성과 상관없이 각각의 UE에 코드북을 할당할 수 있다.
개시된 주제는 상기된 하나 이상의 문제들의 영향들을 처리하는 것을 지향한다. 개시된 주제의 일부 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 상기 개시된 주제의 간략화된 요약이 이하에 제공된다. 이 요약은 개시된 주제의 완전한 개요는 아니다. 이는 개시된 주제의 핵심 또는 중요한 요소들을 식별하거나 개시된 주제의 범위를 묘사하도록 의도되지 않는다. 이의 단 하나의 목적은 나중에 논의되는 더 상세한 설명의 서문으로서 간략화된 형태로 일부 개념들을 제공하는 것이다.
일 실시예에서, MIMO 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법의 실시예들은 송신기에서, 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프리-코딩 행렬은 비-스캐터링 환경에 배치된 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택된다. 상기 변환 행렬은 상기 제 1 안테나 구성 및 상기 송신기와 연관된 스캐터링 환경에 기초하여 규정된다.
다른 실시예에서, MIMO 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들에 적용할 변환을 선택하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법의 실시예들은 무선 통신 네트워크의 기능적 엔티티에서, 사용자 장비와 연관된 변환 행렬을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬은 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 적용하기 위해 선택된다. 상기 프리-코딩 행렬은 비-스캐터링 환경에서 배치된 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택된다. 상기 변환 행렬은 제 1 안테나 구성 및 상기 송신기와 연관된 스캐터링 환경에 기초하여 규정된다.
또 다른 실시예에서, MIMO 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들에 적용하기 위한 변환 행렬들을 결정하는 방법이 제공된다. 상기 방법의 실시예들은 제 1 안테나 구성, 제 2 안테나 구성, 및 상기 송신기와 연관된 스캐터링 환경에 기초하여 송신기에 대한 변환 행렬을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬은 상기 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 적용되도록 구성된다. 상기 프리-코딩 행렬은 비-스캐터링 환경에 배치된 상기 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택된다.
도 1은 무선 통신 시스템의 제 1 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 2는 무선 통신 시스템의 제 2 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 3a는 균일한 원형 어레이로부터 균일한 선형 어레이로의 변환을 개념적으로 도시하는 도면.
도 3b는 제 1 배향을 갖는 균일한 선형 어레이로부터 상기 제 1 배향으로부터 특정한 각도만큼 오프셋된 제 2 배향을 갖는 균일한 선형 어레이로의 변환을 개념적으로 도시하는 도면.
도 4는 8개의 안테나 포트들을 통한 송신을 위해 기준 신호를 프리-코딩함으로써 생성된 파형을 도시하는 도면.
도 5는 무선 통신 시스템의 제 3 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 6은 무선 통신 시스템의 제 4 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 7은 사용자-특정 변환 행렬들에 따라 수정된 기준 신호들을 제공하기 위해 사용될 수 있는 타이밍도를 개념적으로 도시하는 도면.
도 8은 무선 인터페이스의 다운링크를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하기 위한 방법의 제 1 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 9는 무선 인터페이스의 업링크를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하기 위한 방법의 제 1 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 10은 변환 행렬들을 결정하기 위한 방법의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
개시된 주제는 유사한 참조 번호가 유사한 소자들을 식별하는 첨부된 도면들과 함께 이하의 설명들을 참조하여 이해될 수 있다.
개시된 주제는 다양한 수정들 및 대안적인 형태들에 민감하지만, 이들의 구체적인 실시예들은 도면들에 예로서 도시되고 본원에 상세히 설명되었다. 그러나, 본원의 구체적인 실시예들의 설명은 개시된 특정 형태들로 개시된 주제를 제한하도록 의도되지 않고, 반대로, 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 모든 수정들, 등가물들, 및 대안들을 포괄하는 것으로 의도된다는 것이 이해될 것이다.
예시적인 실시예들이 이하에 설명된다. 명확성의 관점에서, 실제 구현의 모든 특징들이 본 명세서에 설명되는 것은 아니다. 임의의 이러한 실제 실시예의 개발 시, 구현에 따라 변할 수 있는 시스템-관련 및 비지니스-관련 제약들에 따르는 것과 같이 개발자들의 구체적인 목표들을 달성하기 위해 다양한 구현-특정 결정들이 이루어진다는 것이 물론 이해될 것이다. 게다가, 이러한 개발 노력이 복잡하고 시간-소모적이지만, 그럼에도 불구하고 본원의 혜택을 받는 당업자에게 일상적인 약속일 수 있다는 것이 이해될 것이다.
개시된 주제는 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 다양한 구조들, 시스템들 및 디바이스들은 단지 예시의 목적이고 당업자에게 공지된 상세들로 본 발명을 모호하게 하지 않도록 도면들에 개략적으로 도시된다. 그럼에도 불구하고, 첨부된 도면들은 개시된 주제의 예시적인 예들을 설명 및 기술하도록 포함된다. 본원에 사용된 단어들 및 구들은 당업자에 의해 이들 단어들 및 구들의 이해와 일치하는 의미를 갖도록 이해되고 해석될 것이다. 용어 또는 구의 특별한 정의 없이, 즉, 당업자에 의해 이해되는 바와 같은 통상적이고 관례적인 의미와 상이한 정의가 본원에서 용어 또는 구의 일관된 사용을 암시하도록 의도된다. 용어 또는 구가 특별한 의미 즉, 당업자에게 이해되는 것과 다른 의미를 갖도록 확장하기 위해, 이러한 특별한 정의가 상기 용어 또는 구에 대한 특별한 정의를 직접적이고 명백하게 제공하는 명확한 방식으로 본 명세서에 분명히 언급될 것이다.
일반적으로, 본 출원은 MIMO(multiple-in-multiple-out) 무선 통신 시스템에서 상이한 안테나 구성들 및/또는 환경적 조건들을 고려하는 프리-코딩 행렬들을 변환하는 기술들의 실시예들을 기술한다. 오버헤드 제약들은 전형적으로 선택된 안테나 구성 및 비-스캐터링 환경에 대해 규정된 미리 결정된 양자화된 세트로 종래의 프리-코딩 행렬들의 수를 제한한다. 즉, 무선주파수 신호들이 상기 송신 안테나들과 상기 수신 안테나들 사이에서 어떠한 장애들도 마주하지 않는 완벽한 진공을 통해 이동한다고 가정된다. 따라서 상기 미리 결정된 코드북은 상기 무선 인터페이스를 통한 상기 통신 채널들을 나타내는 채널 행렬들 상의 스캐터링 및/또는 페이딩(fading)과 같은 환경적인 영향들을 정확하게 반영하지 않는다. 또한, 실제 안테나 구성들은 가정된 표준 구성과 매우 다를 것이다. 따라서 상기 미리 결정된 코드북의 프리-코딩 행렬들은 모든 가능한 배치들에 대해 교차-안테나 간섭을 감소시키도록 최적화되지 않는다. 상기 송신된 신호를 프리-코딩하는 상기 프리-코딩 행렬을 선택하기 위해 사용되는 종래의 채널 상태 정보 피드백은 수신된 신호들이 상기 가정된 안테나 구성을 사용하여 송신되었다는 가정 하에서 결정된다. 따라서, 피드백은 비-표준 안테나 구성들 및/또는 스캐터링 환경의 무선 인터페이스를 통한 실제 채널들을 정확하게 나타내지 않을 것이다.
상기 종래의 실시의 이러한 단점들을 적어도 부분적으로 처리하기 위해, 변환 행렬들은 변환 행렬을 적용하는 단계가 송신기(예를 들어, 기지국 또는 사용자 장비)와 연관된 스캐터링 환경의 제 1 안테나 구성에 대한 채널 행렬을 비-스캐터링 환경의 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 채널 행렬로 변환할 수 있도록 규정될 수 있다. 예를 들어, 변환 행렬들은 프리-코딩 행렬들, 상기 배치된 안테나 구성, 및 배치된 시스템의 지리적 위치의 환경적 조건들의 시뮬레이션을 규정하도록 사용된 표준 안테나 구성에 기초하여 계산될 수 있다. 상기 변환 행렬들은 또한 상기 변환 행렬들을 배치 및 테스트함으로써 조정될 수 있다. 그 후 기지국들 및/또는 사용자 장비의 송신기들은 상기 무선 인터페이스를 통해 신호들을 송신하기 전에 상기 신호들에 하나 이상의 변환 행렬들 및 선택된 프리-코딩 행렬을 적용할 수 있다. 기준 신호들은 또한 상기 표준 프리-코딩 행렬 및 상기 변환 행렬을 사용하여 프리-코딩될 수 있어서 피드백 정보가 상기 비-스캐터링 환경의 표준 안테나 구성에 대해 규정된 표준 채널 행렬에 기초하여 수신기들에 의해 정확하게 결정될 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)의 제 1 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 예시된 실시예에서, 상기 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 eNodeB들 또는 기지국들(105)과 하나 이상의 모바일 유닛들 또는 사용자 장비(110) 사이의 무선 인터페이스를 통한 MIMO 송신들을 지원하는 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 동작한다. 예를 들어, 상기 기지국(105)은 무선주파수 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 4개의 안테나들(115)을 포함하는 어레이를 사용할 수 있다. 상기 안테나들(115)은 선형 어레이, 교차-편파 어레이, 원형 어레이 등을 포함하는 다양한 구성들로 배치될 수 있다. 게다가, 본원의 혜택을 받는 당업자는 상기 안테나들(115)의 어레이가 임의의 수의 안테나들(115)을 포함할 것이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 2, 4, 8, 및 12개의 안테나들의 어레이들이 종종 다양한 구성들에서 배치된다. 사용자 장비(110)는 또한 무선주파수 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 다수의 안테나들(도 1에 도시되지 않음)을 구현할 수 있다.
상기 기지국(105)과 상기 모바일 유닛들(110) 사이에서 교환된 무선주파수 신호들은 전형적으로 진공을 통해 이동하지 않는다. 예시된 실시예에서, 상기 무선주파수 신호들은 빌딩들(120) 및 산, 나무들, 차량들, 사람, 등과 같은 다른 고정된 및/또는 가변하는 엔티티들과 같은 다양한 장애들 및/또는 스캐터러들(scatterers)을 마주할 수 있다. 게다가, 환경적인 조건들은 또한 상기 무선 인터페이스를 통한 무선주파수 신호들의 전파에 영향을 줄 수 있다. 이들 장애들 및/또는 조건들은 상기 기지국(105) 및/또는 상기 사용자 장비(110)와 연관된 스캐터링 환경(125)으로 집합적으로 참조될 수 있다. 상기 스캐터링 환경(125)은 위치, 시간, 및/또는 주파수 의존적일 수 있다. 상기 스캐터링 환경(125)의 위치, 시간, 및/또는 주파수 의존성은 이들이 상이한 위치들 사이에서, 상이한 시간들에, 및/또는 상이한 주파수로 이동할 때 무선주파수 신호들을 상이한 조건들을 통해 전파하는 것을 나타내도록 공간 다양성(diversity), 시간 다양성, 및/또는 주파수 다양성으로 참조될 수 있다. 상기 스캐터링 환경(125)이 상기 기지국(105)과 사용자 장비(110) 사이에 개재된 것으로 도 1에 도시되지만, 본원의 혜택을 받는 당업자는 상기 기지국(105) 및/또는 상기 사용자 장비(110)가 상기 스캐터링 환경(125)에 넣어질 수 있고 및/또는 포괄될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 기지국(105)과 사용자 장비(110) 사이의 무선 인터페이스를 통한 통신 채널들은 채널 행렬(H)로 관습적으로 참조되는 행렬에 관해 규정될 수 있다. 상기 채널행렬의 크기들은 상기 기지국(115)에 구현된 안테나들의 수(M) 및 사용자 장비(110)에 구현된 안테나들의 수(N)에 의해 결정되어 상기 채널 행렬(H)은 MxN 행렬이다. 상기 채널 행렬의 대각 요소들은 각각의 안테나에 대응하는 무선 인터페이스 채널들을 나타낼 수 있고 비-대각 요소들은 교차-안테나 간섭을 나타낸다. 상기 무선 인터페이스를 통해 송신된 프리-코딩 신호들은 상기 MIMO 채널 행렬을 대각화하고 상기 교차-안테나 간섭을 감소시키거나 최소화하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리-코딩 행렬은 상기 수신된 신호의 교차-안테나 간섭을 감소시키거나 최소화하기 위해 상기 송신된 신호에 적용될 수 있다.
상기 기지국(105)으로부터 상기 사용자 장비(110)로의 다운링크에 대해, 상기 기지국(105)에 의해 송신된 기준 신호들은 또한 프리-코딩될 수 있어서 상기 기지국(105)이 사용자 장비(110)로의 송신을 위해 임의의 프리-코딩 행렬을 선택할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 사용자 장비(110)는 유한한 크기를 갖는 프리-코딩 행렬들의 양자화된 세트, 예를 들어, 코드북으로부터 선택된 바람직한 프리-코딩 행렬의 표시자를 피드백함으로써 프리-코딩 행렬의 선택을 보조할 수 있다. 예를 들어, 사용자 장비(110)는 프리-코딩 행렬 표시자(PMI)뿐만 아니라 채널 품질 표시자(CQI), 랭크 표시자(RI), 및/또는 프리-코딩 유형 표시(PTI)를 피드백할 수 있고 - 집합적으로, 상기 사용자 장비(110)에 의해 제공된 피드백 정보는 채널 상태 정보(CSI)로 공지될 수 있다. 본원에 논의된 바와 같이, 상기 프리-코딩 코드북의 크기는 상기 제어 시그널링 및 피드백에 대해 이용 가능한 오버헤드에 대한 제한으로써 제약될 수 있다. 결론적으로, 2, 4, 및 8개의 Tx 안테나 코드북들이 다운링크 송신들에 대해 표준화되고, 예를 들어, 상기 Rel-10 LTE 기술 명세서가 SU-MIMO 및 MU-MIMO를 지원하기 위한 구체적인 안테나 코드북들을 규정한다. DL MIMO를 위한 상기 CSI 피드백 매커니즘 설계는 상기 구체화된 코드북들에 기초한다. 이들 코드북들은 비-스캐터링 환경에 배치된 표준 선형 안테나 어레이 구성에 적용하는 프리-코딩 행렬들에 대해 규정된다.
사용자 장비(110)로부터 상기 기지국(105)으로의 업링크에 대해, 상기 기지국(105)(또는 상기 네트워크(100)의 다른 엔티티)은 프리-코딩 벡터들을 사용자 장비(110)로 할당할 수 있다. 예를 들어, 3GPP(Third Generation Partnership Project) 표준 및/또는 프로토콜들에 따라 동작하는 기지국들(105)은 상기 명세서에서 규정된 2 및 4개의 TX 안테나 코드북들에 기초하여 규정된 업링크 SU 또는 MU-MIMO에 대해 프리-코딩 벡터들을 할당할 수 있다. 상기 3GPP 표준에 규정된 코드북들은 특정한 안테나 구성들(예를 들어, 선형 어레이 안테나)에 대해 최적화되고 다른 안테나 구성들에 대해 최적화되지 않는다. 상기 코드북이 상기 안테나 구성과 매칭하지 않으면, 상기 교차-안테나 간섭이 증가할 수 있고 상기 프리-코딩 이득이 감소될 수 있다. 또한, 모든 가능한 현재 및 미래의 안테나 구성에 대해 코드북을 규정하는 것은 불가능하지 않지만 비현실적이다, 적어도 부분적으로 이러한 많은 수의 잠재적인 코드북들을 설계하고 구현하려는 시도가 상기 사용자 장비(110)에 상당한 복잡성을 부가할 수 있고 상기 코드북들을 구현 및 테스트하는데 필요한 노력을 증가시킬 수 있기 때문이다.
따라서 상기 기지국(105) 및/또는 사용자 장비(110)는 하나의 안테나 구성 및/또는 스캐터링 환경에 대해 규정된 채널 행렬들을 상이한 안테나 구성 및/또는 스캐터링 환경에 대해 규정된 채널 행렬들로 변환하도록 변환 행렬들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 변환 행렬들은 임의의 안테나 구성으로부터 생성된 MIMO 채널을 상기 표준 프리-코딩 코드북들을 규정하도록 사용된 상기 표준 MIMO 채널로 변환하도록 규정될 수 있다. 상기 변환 행렬은 다음과 같이 규정될 수 있다:
Figure pct00001
여기서,
·
Figure pct00002
는 표준 명세서에 규정된 안테나 구성으로부터 생성된 MxN MIMO 채널이다. 3GPP LTE 시스템에서, 상기 DL 4x4 및 2x2 코드북들은 하우스홀더 변환(Householder transform)을 사용하여 단위 벡터들에 기초하여 생성된다. 상기 DL 8x8 코드북들은 이산 푸리에 변환(DFT: discrete Fourier transform)으로부터 단위 벡터들에 기초하여 유도된다.
·
Figure pct00003
는 임의로 배치된 안테나 구성으로부터 생성된 KxN MIMO 채널이다.
·
Figure pct00004
는 상기 배치된 안테나 구성을 상기 표준 MxN MIMO 채널로 변환하는 MxK 변환 행렬이다.
상기 변환 행렬
Figure pct00005
은 균일한 선형 어레이 안테나 구성에 의해 생성될 수 있는 파형으로 임의의 특정한 안테나 구성의 송신된 파형을 변환하도록 설계될 수 있다. 상기 수신기에서 본 상기 변환 후의 상기 특정한 안테나 구성의 실질적인 MIMO 채널은 선형 어레이 안테나 구성으로부터 생성된 MIMO 채널과 유사하게 나타날 수 있다. 따라서, 상기 표준에 규정된 코드북은 새로운 코드북들을 규정하지 않고, 임의의 안테나 구성에 대해 사용될 수 있다.
도 2는 무선 통신 시스템(200)의 제 2 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 예시된 실시예에서, 기지국(205) 및 사용자 장비(210)는 모두 상기 무선 인터페이스를 통한 MIMO 통신을 지원한다. 상기 기지국(205)은 안테나들(225)을 사용하여 상기 무선 인터페이스를 통해 신호들을 송신 및 수신하도록 사용되는 송신기(215) 및 수신기(220)를 포함한다. 사용자 장비(210)는 안테나들(240)을 사용하여 상기 무선 인터페이스를 통해 신호들을 송신 및 수신하기 위해 송신기(230) 및 수신기(235)를 포함한다. 본원의 혜택을 받는 당업자는 안테나들(225, 240)의 구성 및 수가 상기 기지국(205)의 예시적이고 대안적인 실시예들로 의도되고 및/또는 사용자 장비(210)가 상이한 수들 및/또는 구성들의 안테나들을 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 기지국(205) 및 상기 사용자 장비(210)는 상기 무선 인터페이스를 통해 송신된 신호들을 프리-코딩하기 위해 사용된 프리-코딩 행렬들을 생성 및/또는 저장하기 위한 기능성(245, 250)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 상기 기능성(245, 250)은 코드북들(245, 250)로 참조된다. 각각의 코드북(245, 250)은 상기 기지국(205)과 상기 사용자 장비(210) 사이의 MIMO 채널의 교차-안테나 간섭을 감소 또는 최소화하기 위해 상기 송신된 신호들을 프리-코딩하도록 사용될 수 있는 양자화된 프리-코딩 행렬들의 세트(또한 코드워드로 공지됨)(또는 상기 세트를 생성하기 위한 기능성)이다. 예를 들어, 상기 다운링크 코드북(245)은 상기 사용자 장비(210)가 폐루프 공간 다중화를 위한 DL MIMO 채널을 피드백할 수 있게 설계될 수 있다. 다른 예에 대해서, 상기 업링크 코드북(250)은 상기 기지국(205)이 최적화된 MIMO 성능을 달성하기 위해 업링크 송신들을 위한 프리-코딩 벡터를 할당하게 하도록 설계될 수 있다. 전형적으로, 상기 표준화된 코드북은 상기 프리-코딩 행렬들에 의해 규정된 빔들 사이의 최대 공간 분리를 갖도록 설계된다. 실제 배치된 안테나 구성이 상기 코드북에 대해 설계된 디폴트 안테나 구성과 다르면, 상기 공간 분리는 상기 코드북의 프리-코딩 벡터들 사이에서 최적화되지 않을 것이다. 게다가, 상기 스캐터링 환경의 변화들은 비-최적 빔들을 생성하는 표준 프리-코딩 벡터들을 도출할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 기지국(205)은 또한 상기 코드북으로부터 코드워드들의 서브세트를 상기 사용자 장비(210)에 나타낼 수 있다. 상기 사용자 장비(210)는 상기 서브세트로부터 코드워드를 선택할 수 있다. 상기 기지국(205)은 예를 들어, 자신의 안테나 구성으로부터 상기 서브세트를 유도할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 장비(210)는 피드백 코드워드들의 저장된 미리 결정된 코드북을 포함하는 메모리(250)를 포함하고 상기 기지국(205)은 상기 사용자 장비(205)가 코드워드를 선택할 수 있는 피드백 코드워드들의 서브세트를 상기 사용자 장비(210)에 나타낼 수 있다. 따라서 상기 사용자 장비(210)에 의해 제공된 피드백은 상기 서브세트로부터 선택된 코드워드를 포함할 수 있다.
변환 행렬들(255, 260)은 상이한 안테나 구성들 및/또는 스캐터링 환경의 영향들을 보상하도록 규정될 수 있다. 상기 변환 행렬들(255, 260)은 특정한 사용자 장비(210)를 목적지로 하는 데이터 트래픽과 같은, 상이한 사용자 장비(210)로 송신된 신호들을 수정하도록 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 무선 인터페이스를 통해 브로드캐스팅된 다양한 기준 신호들을 수정하도록 사용된다. 예를 들어, 변환 행렬들(255)은 DL MIMO 송신들을 위한 CSI 피드백에 적용되기에 적합하게 설계될 수 있고 변환 행렬들(260)은 UL MIMO 송신들을 위해 상기 송신 프리-코더에 적용되도록 규정될 수 있다. 다운링크에 대해, 상기 사용자 장비(210)에서 CSI 유도를 지원하기 위해, 상기 변환 행렬(255)은 상기 사용자 장비(210)로부터 상기 업링크 송신들을 디코딩하기 위해 상기 업링크 채널을 추정하도록 상기 기지국(205)에 의해 사용된 MIMO-관련 기준 신호들(RS)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 행렬(255)은 CSI-RS가 UE-특정 구성이기 때문에 CSI-RS에 적용될 수 있다. 상기 CSI-RS는 8-층 빔-형성까지 지원하는, 송신 모드(9)에 대한 피드백 유도 및 상기 CSI 측정을 위해 상기 기준 신호로서 사용된다. 상기 CSI-RS는 각각의 지리적 위치 또는 수직적 위치의 상이한 레벨, 예를 들어, 상이한 높이들로 위치된 사용자 장비(210)에 대해 상이하게 구성될 수 있다. 상기 변환 행렬(255)은 CRS(cell specific RS)가 단일 안테나 포트가 가정되는, 비-빔-형성 DL 송신 모드들 및 연관된 무선 링크 모니터링(RLM: Radio Link Monitoring) 및 무선 자원 관리(RRM: Radio Resource Management) 절차들에 대해 전형적으로 사용되기 때문에, 상기 CRS에 인가될 수 없다. UL MIMO에 대해, 상기 CSI 정보는 주기적 및 비주기적 사운딩 기준 신호(SRS: sounding reference signal)들을 포함할 수 있는 SRS를 사용하는 상기 기지국(205)에 의해 추정된다. 따라서 상기 변환 행렬(260)은 상기 사용자 장비(210)의 안테나 구성 및/또는 위치에 기초하여 상기 SRS에 적용될 수 있다.
8개의 TX 안테나 균일한 원형 어레이(UCA)를 수평 도메인의 8개의 TX 안테나 균일한 선형 어레이(ULA)로 변환할 수 있는 고정된 2-D 변환 행렬
Figure pct00006
의 일 예는 다음과 같다:
Figure pct00007
여기서,
Figure pct00008
도 3a는 균일한 원형 어레이(305)로부터 균일한 선형 어레이(310)로의 변환(300)을 개념적으로 도시한다. 상기 변환(300)의 일 실시예는 상기 고정된 2-D 변환 행렬
Figure pct00009
에 대응할 수 있다. 그러나, 본원의 혜택을 받는 당업자는 다른 변환 행렬들이 다른 유형들의 안테나 어레이들 간의 변환들을 수행하도록 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도 3b는 제 1 배향을 갖는 균일한 선형 어레이(320)로부터 특정한 각도로 상기 제 1 배향으로부터 오프셋된 제 2 배향을 갖는 균일한 선형 어레이(325)로의 변환(315)을 개념적으로 도시한다. 다른 유형들의 안테나 구성들 간의 다른 변환들이 또한 상이한 변환 행렬들을 사용하여 구현될 수 있다.
도 4는 8개의 안테나 포트들을 통한 송신을 위해 기준 신호를 프리-코딩함으로써 생성된 파형(400)을 도시한다. 도시된 실시예에서, 수직 축은 dB로 측정된 가상 안테나 이득을 나타내고 수평 축은 0의 기준 각도에 대한 각도(°로)를 나타낸다. 상기 프리-코딩된 파형(400)은 비-스캐터링 환경을 취한다. 사용자 장비는 상기 다운링크에서 CSI 피드백을 유도하기 위해 상기 프리코딩된 CSI-RS에서 생성된 파형(400)을 사용할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 포트들 1 및 7에 대한 가상 안테나 이득은 삼각형들로 나타내고, 포트들 2 및 6은 사각형들로 나타내고, 포트들 3 및 5는 원형들로 나타내고, 포트 4는 다이아몬드들로 나타내고, 포트 8은 역삼각형들로 나타낸다. 각각의 포트에 대한 가상 안테나 이득은 두꺼운 점선으로 나타낸 이상적인 전방향성 가상 안테나 이득에 관하여 결정된다.
도 5는 무선 통신 시스템(500)의 제 3 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 무선 접속성은 셀(510)에 무선 접속성을 제공하는 메인 안테나(505) 및 각각 셀 또는 핫스팟(520) 내의 무선 접속성을 제공하는 원격 무선 헤드들(RRHs: remote radio heads)(515)의 그룹을 포함하는 집적된 시스템에 의해 제공된다. 따라서 사용자 장비(525)는 상기 메인 안테나(505) 및/또는 하나 이상의 RRH들(515)의 상이한 조합들로부터 무선 접속성을 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 모바일 유닛(525(1))은 상기 메인 안테나(505) 및 상기 RRH들(515(1-2))로부터 무선 접속성을 수신할 수 있고, 상기 모바일 유닛(525(2))은 RRH(515(3))로부터만 무선 접속성을 수신할 수 있고, 상기 모바일 유닛(525(3))은 상기 메인 안테나(505)로부터만 무선 접속성을 수신할 수 있고 상기 모바일 유닛(525(4))은 상기 메인 안테나(505) 및 RRH(515(4))로부터 무선 접속성을 수신할 수 있다.
상기 안테나들(505, 515)과 상이한 모바일 유닛들(525) 사이의 무선 인터페이스들 상의 채널들을 나타내는 채널 행렬들은 따라서 매우 상이할 수 있고 상기 연관된 프리-코딩 행렬들은 미리 결정된 및/또는 표준화된 안테나 구성에 대해 규정된 표준 코드북들로부터 상당히 벗어날 수 있다. 따라서 도시된 실시예에서, 변환 행렬들이 상이한 지리적 영역들에서 상이한 안테나 구성들 및/또는 전파 조건들을 지원하기 위해 상이한 사용자 장비 위치들에 특정할 수 있다. 예를 들어, 변환 행렬들의 세트는 상기 안테나 구성들 및 상기 메인 안테나(505) 및 상기 RRH들(515)의 배치에 의해 규정된 대응하는 커버리지 영역들에 기초하여 결정될 수 있다. 그 후 하나 이상의 변환 행렬들이 각각의 사용자 장비(525)의 좌표 및 상기 사용자 장비(525)의 위치에서 무선 접속성을 제공하는 안테나 구성을 구성하는 안테나들(505, 515)의 커버리지 영역에 기초하여 선택될 수 있다. 예시적인 안테나 구성들은 상기 사용자 장비(525)의 위치에 의존하여, 중앙 안테나(505)만, 하나 이상의 RRH들(515)만, 또는 상기 중앙 안테나(505)와 하나 이상의 RRH들(515)의 조합을 포함할 수 있다.
도 6은 무선 통신 시스템(600)의 제 4 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 무선 접속성은 셀(610)에 무선 접속성을 제공하는 메인 안테나(605)에 의해 제공된다. 빌딩들(615)이 상기 셀(610) 내에 위치되고 사용자 장비(620)는 지면 또는 예를 들어, 상기 빌딩들(615)의 다양한 상이한 높이들에서 발견될 수 있다. 따라서 상기 안테나(605)와 상이한 높이들의 모바일 유닛들(620) 사이의 무선 인터페이스 상의 채널들을 나타내는 채널 행렬들이 매우 상이할 수 있고 연관된 프리-코딩 행렬들이 미리 결정된 및/또는 표준화된 안테나 구성에 대해 규정된 표준 코드북들로부터 상당히 벗어날 수 있다. 도시된 실시예에서, 따라서 3-D 변환 행렬들은 상기 모바일 유닛들(620)의 높이의 변화를 고려하도록 규정될 수 있다. 예를 들어, 한 세트의 변환 행렬들은 상기 셀(610)의 스캐터링 환경에서 지면 모바일 유닛(620(1))과 통신하기에 적합한 행렬들로 표준 비-스캐터링 행렬들을 변환하도록 사용될 수 있다. 다른 세트의 변환 행렬들은 상기 빌딩(615(1)) 내의 상기 모바일 유닛(620(2))의 높이(625(1))를 고려하여 사용될 수 있다. 또 다른 세트의 변환 행렬들은 상기 빌딩(615(2))의 상기 모바일 유닛(620(3))의 높이(625(2))를 고려하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 상이한 세트들의 변환 행렬들이 수직 변위들 및/또는 각도들의 특정한 범위들에 대해 규정될 수 있다.
도 7은 사용자-특정 변환 행렬들에 따라 수정된 기준 신호들을 제공하기 위해 사용될 수 있는 타이밍도(700)를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 기준 신호들은 하나 이상의 타임슬롯들(705)(도 7에서 하나만이 숫자로 표시됨)에서 송신될 수 있다. 상이한 변환 행렬들을 적용함으로써 수정된 기준 신호들은 상기 타임슬롯들(705)의 상이한 시퀀스들로 송신될 수 있다. 예를 들어, 제 1 세트의 변환 행렬들을 적용함으로써 수정된 기준 신호들은 화살표들(710)로 나타낸 슬롯들에서 송신될 수 있다. 상기 제 1 세트의 변환 행렬들은 특정한 안테나 구성, 메인 안테나들 및/또는 RRH들의 세트, 특정한 수직 또는 높이 변위, 등과 연관될 수 있다. 제 2 세트의 변환 행렬들을 적용함으로써 수정된 기준 신호들은 화살표들(715)로 나타낸 슬롯들로 송신될 수 있고 제 3 세트의 변환 행렬들을 적용함으로써 수정된 기준 신호들은 화살표들(720)로 나타낸 슬롯들로 송신될 수 있다. 사용자 장비는 타임슬롯들(705)의 적절한 세트를 모니터링하도록 지시될 수 있어서 이들은 상기 할당된 UE-특정 변환 행렬들에 의해 수정된 기준 신호들을 수신한다.
도 8은 무선 인터페이스의 다운링크를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하기 위한 방법(800)의 제 1 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 상기 방법(800)은 기지국 또는 eNodeB에서 구현될 수 있다. 본원의 혜택을 받는 당업자는 도 8이 특정한 순서로 수행된 동작들의 특정한 세트로서 상기 방법(800)을 도시한다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 상기 방법(800)의 대안적인 실시예들이 이들 동작들을 상이한 순서로 수행할 수 있고 및/또는 일부 동작들을 다른 동작들과 동시에 수행할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 기지국은 하나 이상의 사용자 장비의 위치를 나타내는 정보에 액세스한다(805에서). 상기 정보는 GPS(global positioning system) 정보, 상기 사용자 장비 또는 상기 네트워크에 의해 제공된 정보, 레인징 정보(ranging information), 등을 포함할 수 있다. 그 후 하나 이상의 변환 행렬들이 상기 사용자 장비의 위치에 기초하여 선택될 수 있다(810에서).
프리-코딩 행렬은 또한 프리-코딩 행렬들의 표준 미리 결정된 세트를 포함하는 코드북과 같은, 코드북으로부터 선택될 수 있다(815에서). 일 실시예에서, 하나 이상의 사용자 장비로부터 수신된 피드백은 상기 프리-코딩 행렬을 선택하도록 사용될 수 있다(815에서). 상기 변환 행렬 및 상기 프리-코딩 행렬은 상기 무선 인터페이스를 통해 상기 기지국으로부터 신호를 송신하기 전에 상기 신호를 수정하도록 상기 신호에 적용될 수 있다(820에서). 그 후 상기 수정된 신호들은 상기 무선 인터페이스를 통해 송신된다(825에서). 일 실시예에서, 상기 기지국은 사용자 장비로부터 피드백을 수신하도록 대기한다(830에서). 상기 수신된 피드백은 기준 신호와 같은, 상기 송신된 신호에 기초하여 사용자 장비에 의해 생성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 기지국은 상기 사용자 장비가 새로운 위치로 이동했는지 여부를 결정한다(835에서). 이 결정은 사용자 장비로부터 수신된(830에서) 피드백 및/또는 개정된 위치 정보에 기초할 수 있다. 상기 사용자 장비가 동일한 위치에 남아 있으면, 새로운 변환 행렬을 선택할 필요가 없고(810에서) 상기 방법(800)은 후속 송신들을 위해 프리-코딩 행렬을 선택함으로써(815에서) 진행할 수 있다. 상기 사용자 장비가 이동했으면, 새로운 변환 행렬이 상기 프리-코딩 행렬의 결정(815에서)을 진행하기 전에 새로운 위치에 대해 선택될 수 있다(810에서). 상기 방법(800)은 상기 무선 인터페이스를 통해 송신될 정보가 있는 한 이러한 방식으로 진행할 수 있다.
도 9는 무선 인터페이스의 업링크를 통한 송신을 위해 프리-코딩된 신호들을 변환하기 위한 방법(900)의 제 1 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 상기 방법(900)의 부분들은 기지국, eNodeB, 모바일 유닛, 또는 사용자 장비에서 구현될 수 있다. 본원의 혜택을 받는 당업자는 도 9가 특정한 순서로 수행된 동작들의 특정한 세트로서 상기 방법(900)을 도시한다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 상기 방법(900)의 대안적인 실시예들이 이들 또는 다른 동작들을 상이한 순서로 수행할 수 있고 및/또는 다른 동작들과 동시에 일부 동작들을 수행할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 기지국 또는 사용자 장비는 상기 사용자 장비의 위치를 나타내는 정보에 액세스한다(905에서). 상기 정보는 GPS 정보, 상기 사용자 장비 또는 상기 네트워크에 의해 제공된 정보, 레인징 정보 등을 포함할 수 있다. 그 후 하나 이상의 변환 행렬들이 상기 사용자 장비의 위치에 기초하여 선택될 수 있다(910에서). 상기 기지국이 상기 변환 행렬을 선택(910에서)하는 실시예들에서, 상기 선택된 행렬의 표시는 상기 사용자 장비로 전달될 수 있다(915에서). 이 정보는 실제 변환 행렬 또는 상기 사용자 장비가 상기 사용자 장비에 의해 저장 또는 생성된 특정한 변환 행렬을 사용해야 한다는 표시를 포함할 수 있다.
상기 사용자 장비는 프리-코딩 행렬들의 표준 미리 결정된 세트를 포함하는 코드북과 같은, 코드북으로부터 프리-코딩 행렬을 선택한다(920에서). 상기 사용자 장비는 상기 업링크를 통해 신호를 송신하기 전에 상기 신호를 수정하도록 상기 신호에 상기 변환 행렬 및 상기 프리-코딩 행렬을 적용할 수 있다(925에서). 그 후 상기 수정된 신호들은 상기 무선 인터페이스의 업링크를 통해 송신된다(930에서). 일 실시예에서, 상기 사용자 장비는 상기 기지국으로부터 다운링크 송신들을 수신할 수 있고(935에서) 일부 경우들에서 상기 수신된 다운링크 송신에 기초하여 피드백을 제공할 수 있다. 상기 기지국 또는 상기 사용자 장비는 예를 들어, 개정된 위치 정보 및/또는 피드백을 사용하여 상기 사용자 장비가 새로운 위치로 이동했는지 여부를 결정할 수 있다(940에서). 상기 사용자 장비가 동일한 위치에 남아 있다면, 새로운 변환 행렬을 선택할 필요가 없고(910에서) 상기 방법(900)은 후속 송신들을 위한 프리-코딩 행렬을 선택함으로써(920에서) 진행할 수 있다. 상기 사용자 장비가 이동했으면, 진행 전에 새로운 변환 행렬이 선택될 수 있다(910에서). 상기 방법(900)은 상기 업링크를 통해 송신될 정보가 있는 한 이러한 방식으로 진행할 수 있다.
도 10은 방법(1000) 또는 변환 행렬들을 결정하는 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 하나 이상의 변환 행렬들
Figure pct00010
(여기서, j = 1, 2, ..., I는 각각의 행렬의 인덱스들)이 상기 표준 코드북들, 상기 배치된 안테나 구성 및 상기 스캐터링 환경에 관한 정보를 규정하기 위해 사용된 표준 안테나 구성에 기초하여 계산될 수 있다. 상기 계산은 예를 들어, 셀 계획 동안, 이론적 관계들, 실증적 관계들 또는 다른 관계들 또는 정보에 기초한 시뮬레이션들을 사용하여 오프-라인으로 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 변환 행렬
Figure pct00011
은 자신의 특별한 안테나 구성 또는 안테나 구성의 서브세트의 커버리지, 지리적으로 공동으로 위치되거나 분리된 안테나 할당과 같은 지리적 위치 정보 및/또는 상이한 변환 행렬들의 상이한 각도 범위와 같은 수직 커버리지 정보와 연관된다. 도시된 실시예에서, 제 1 채널 행렬은 제 1 안테나 구성 및 스캐터링이 없다는 가정에 기초하여 생성된다(1005에서). 예를 들어, 상기 제 1 채널 행렬은 표준화된 안테나 구성에 대해 규정될 수 있다(1005에서).
그 후 스캐터링 환경의 모델이 생성될 수 있다(1010에서). 일 실시예에서, 상기 모델은 상기 배치된 안테나 어레이의 지리적 위치에 관한 정보를 사용하여 생성된다(1010에서). 상기 정보는 이론적으로, 경험적으로, 수동으로, 및/또는 다른 기술들 또는 기술들의 조합들을 사용하여 유도될 수 있다. 그 후 제 2 채널 행렬이 상기 배치된 안테나 구성 및 상기 스캐터링 환경의 모델에 기초하여 생성될 수 있다(1015에서). 예를 들어, 광선 추적 기술들(ray tracing)과 같은 기술들이 상기 배치된 안테나 구성 및 상기 스캐터링 환경에 대한 상기 제 2 채널 행렬을 규정하기 위해 사용될 수 있다. 변환 행렬이 상기 제 1 및 제 2 채널 행렬들을 사용하여 결정될 수 있다(1020에서). 예를 들어, 상기 변환 행렬은 다음과 같이 규정될 수 있다:
Figure pct00012
그러나, 대안적인 실시예들에서, 다른 기술들이 상기 제 1 및 제 2 채널 행렬들에 관해 상기 변환 행렬을 규정하도록(1020에서) 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변환 행렬들의 세트
Figure pct00013
는 상이한 안테나 구성들 또는 서브세트들, 상이한 지리적 위치들, 빔들의 상이한 수직 각도 범위들, 등에 대한 배치의 일부로서 조정될 수 있다. DL MIMO에 대해, 상기 변환 행렬들은 상기 기지국에 피드백되는 UE 측정치들을 사용하여 조정될 수 있다. 상기 조정 절차들은 미리 계산된 변환 행렬들을 테스트하고 상기 대응하는 안테나 구성의 커버리지 내의 상기 사용자 장비의 위치에 기초하여 상기 사용자 장비에서 최고의 수신된 신호 대 잡음비를 달성하기 위해 이들 행렬들의 파라미터들을 조정하도록 사용될 수 있다. UL MIMO에 대해, 상기 조정 프로세스 동안 별도의 변환 행렬들이 테스트 UE로 다운로드될 수 있다. 각각의 UE 제작자가 각각의 UE 모델에 대해 상이한 안테나 설계를 구현하기 때문에, 상기 변환 행렬은 각각의 모델에 대해 테스트될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기지국은 상기 수신된 신호 품질을 측정할 수 있고 각각의 UE 안테나 구성 및 지리적 위치에 대해 최상의 변환 행렬을 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 커버리지 영역 및 안테나 구성 서브세트는 3차원 지리 좌표로 인덱싱된 데이터베이스에 로그(log)될 수 있다. 각각의 3-D 좌표에 대응하는 엔트리들은 안테나 구성들의 서브세트 및 업링크 수신된 신호 강도 및 각각의 위치에 대응하는 도착 각도의 범위와 같은, 업링크 신호들에 의해 결정된 UE 위치의 추정치를 포함할 수 있다. 상기 로그는 상기 사용자 장비 및 상기 다운링크 안테나 구성의 위치를 결정하기 위해 상기 기지국에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국은 수신된 신호 강도 및 도착-각도를 측정할 수 있고 이 정보를 상기 수신된 신호 강도 및 도착-각도에 대응하는 위치에서 사용자 장비가 중앙 안테나, 하나 이상의 RRH들, 또는 이들의 조합에 의해 커버되는지 여부를 결정하는데 사용할 수 있다. 상기 테스트 절차는 적합 테스트단, IoT(Inter-Operation Test)단, 무선주파수(RF) 최적화단, 또는 하나 이상의 기지국들 또는 안테나 구성들의 배치 동안 또는 후의 임의의 다른 단에서 수행된다.
일단 규정되고 조정되면, 적절한 변환 행렬들이 상기 사용자 장비에 무선 접속성을 제공하기 위해 사용된 연관된 안테나 구성 및 상기 사용자 장비의 위치에 기초하여 선택될 수 있다. 그 후 상기 선택된 변환 행렬들은 프리-코딩 코드북에(또는 관련하여) 적용될 수 있다. 다운링크 및 업링크 MIMO에 대해, 상기 변환 행렬들은 상기 사용자 장비의 위치에 무선 접속성을 제공하도록 사용된 소정의 안테나 구성에 기초하여 상기 코드북에 적용될 수 있다. 다양한 대안적인 실시예들에서, 기지국들은 DM RS, SRS, PUCCH, PUSCH, 등과 같은 업링크 수신된 신호들을 사용하여 상기 사용자 장비의 위치를 추정할 수 있다. 상기 수신된 신호 강도 및 각각의 UE의 도착 각도는 상기 업링크 수신된 신호들을 사용하여 추정될 수 있다. 그 후 상기 UE 위치 및 연관된 안테나 구성은 상기 배치 동안 수집된 로그의 3-D 좌표에 기초하여 결정될 수 있다.
상이한 사용자 장비와 연관된 기준 신호들이 또한 상기 변환 행렬들을 사용하여 수정될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 변환 행렬이 상기 구성된 기준 신호들의 서브세트에 적용될 수 있다. 상기 기준 신호 구성은 UE-특정일 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 구성의 한 서브세트는 RRH 커버리지 영역, 수직 빔 위치, 등과 같은 UE 지리적 위치에 기초하여 하나의 안테나 구성과 연관될 수 있다. DL MIMO에 대해, 상기 변환 행렬은 상기 CSI-RS에 적용될 수 있다, 이는 UE-특정 구성이기 때문이다. 각각의 CSI-RS 서브세트는 상기 지리적 커버리지 영역에 기초하여 하나의 변환 행렬과 연관된다. 예를 들어, 상이한 변환 행렬들이 중심부만의 안테나 구성, 중심부 및 RRH를 갖는 안테나 구성으로부터 무선 접속성을 수신하는 커버리지 영역과 연관될 수 있다. 다른 예에 대해, 상이한 변환 행렬들이 고층 빌딩 또는 아파트 단지의 상이한 수직적 커버리지 영역들에 대해 사용될 수 있다. UL MIMO에 대해, 상기 변환 행렬들은 다수의 SRS가 UL MIMO에 대한 특정한 UE에 대해 구성될 때 주기적이거나 비주기적인 SRS를 포함하는, 상기 SRS에 적용될 수 있다. 각각의 프리코딩된 SRS는 상이한 사용자 장비에서 보아 상이한 안테나 구성을 커버하도록 설계될 수 있다. DL 및 UL MIMO에 대해, RRC 재구성 메시지가 상기 사용자 장비와 연관된 상기 안테나 구성의 변화들에 응답하여 상기 기지국으로부터 사용자 장비로 전송될 수 있다. 예를 들어, 재구성 메시지는 사용자 장비에서 보아 다운링크 안테나들의 수/구성이 중앙 안테나로부터 상기 중앙 안테나 및 하나 이상의 RRH들로 변경될 때 전송될 수 있다. 상기 사용자 장비는 PUSCH에 대한 UL 코드북 및 UL MIMO에 대한 SRS에 새로운 변환 행렬을 적용할 수 있다. 상기 UE는 또한 새로운 프리코딩된 CSI-RS 구성에 기초하여 상기 CSI를 피드백할 수 있다.
개시된 주제 및 대응하는 상세한 설명의 부분들이 소프트웨어, 또는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들에 대한 동작들의 알고리즘들 및 심볼 표현들과 관련해 제공된다. 이들 설명들 및 표현들은 당업자에 의해 자신의 업무의 요지를 다른 당업자에게 효과적으로 전달하는 것들이다. 본원에 사용된 용어로서 및 일반적으로 사용되는 바와 같이, 알고리즘은 원하는 결과를 도출하는 단계들의 일관된 시퀀스라는 것이 인식된다. 상기 단계들은 물리량들의 물리적 조작들을 필요로 한다. 통상적으로, 이들 양들은 저장, 이동, 조합, 비교 및 달리 조작될 수 있는 광, 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취하지만 반드시 그런 것은 아니다. 주로 통상의 용도 때문에, 이들 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들, 등으로 참조하는 것이 편리하다는 것이 증명되었다.
그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두가 적절한 물리량들과 연관되고 이들 양들에 인가된 단순히 편리한 라벨들이라는 것을 유념해야 한다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 또는 논의로부터 명백한 바와 같이, "프로세싱하는" 또는 "컴퓨팅하는" 또는 "계산하는" 또는 "결정하는" 또는 "디스플레이하는" 등과 같은 용어들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들의 물리적, 전자량들로 표현된 데이터를 상기 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 장치들의 물리량들로 유사하게 표현된 다른 데이터로 조작 및 변환하는 상기 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 계산 디바이스의 액션 및 프로세스들을 참조한다.
상기 개시된 주제의 소프트웨어 구현된 양태들은 프로그램 저장 매체의 일부 형태로 통상적으로 인코딩되거나 일부 유형의 송신 매체 상에서 구현된다는 것을 또한 주의한다. 상기 프로그램 저장 매체는 자기(예를 들어, 플로피 디스크 또는 하드드라이브) 또는 광(예를 들어, CD ROM(compact disk read only memory)) 및 판독 전용 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 유사하게, 상기 송신 매체는 트위스티드 배선 쌍들, 동축 케이블, 광 섬유, 또는 당업계에 공지된 일부 다른 적절한 송신 매체일 수 있다. 개시된 주제는 임의의 주어진 구현의 이들 양태들에 의해 제한되지 않는다.
개시된 주제가 본원의 교훈들의 이익을 갖는 당업자에게 명백한, 상이하지만 등가의 방식들로 수정 및 실시될 수 있으므로, 상기에 개시된 특정한 실시예들은 단지 예시적인 것이다. 또한, 이하의 청구항들에 기술된 것이 아닌, 본원에 도시된 구성 또는 설계의 상세들로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 상기에 개시된 특정한 실시예들이 변경 또는 수정될 수 있고 모든 이러한 변화들이 개시된 주제의 범위 내에 있는 것으로 고려되는 것이 명백하다. 따라서, 본원에서 요구된 보호는 이하의 청구항에 제시된 바와 같다.

Claims (10)

  1. 송신기에서, 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬을 적용하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 프리-코딩 행렬은 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택되고, 상기 변환 행렬은 적어도 상기 제 1 안테나 구성으로부터 도출되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리-코딩 행렬은 선형 안테나 어레이 또는 교차 편파 안테나 어레이 중 적어도 하나에 대해 규정된 코드북으로부터 선택되고, 상기 송신기는 기지국에서 구현되고,
    상기 변환 행렬을 적용하는 단계는 사용자 장비에 대한 위치 정보에 기초하여 변환 행렬을 선택하고 상기 선택된 변환 행렬을 다운링크를 통해 상기 사용자 장비로 송신된 신호들에 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는 사용자 장비에서 구현되고,
    상기 변환 행렬을 적용하는 단계는 기지국으로부터 수신된 변환 행렬을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 변환 행렬은 상기 사용자 장비의 위치 또는 상기 사용자 장비에 의한 기준 신호 송신 시 상기 기지국에 의한 측정치들 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리-코딩 행렬은 비-스캐터링(non-scattering) 환경을 취하는 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택되고, 상기 변환 행렬은 스캐터링 환경을 나타내는 정보에 기초하여 결정되는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환 행렬 및 상기 프리-코딩 행렬을 적용함으로써 상기 신호를 수정한 후에 상기 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 통해 상기 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 무선 통신 네트워크의 기능적 엔티티에서, 사용자 장비와 연관된 변환 행렬을 선택하는 단계를 포함하는 방법으로서,
    상기 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬은 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 적용하기 위해 선택되고, 상기 프리-코딩 행렬은 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택되고, 상기 변환 행렬은 상기 제 1 안테나 구성에 기초하여 규정되는, 방법.
  7. 제 7 항에 있어서,
    상기 변환 행렬을 선택하는 단계는 기지국으로부터 상기 사용자 장비로 다운링크를 통해 송신된 신호 또는 상기 사용자 장비로부터 적어도 하나의 기지국으로 업링크를 통해 송신된 신호 중 적어도 하나에 적용하기 위해 상기 변환 행렬을 선택하는 단계 및 상기 사용자 장비로의 송신을 위해 상기 적어도 하나의 기지국으로 상기 선택된 변환 행렬을 나타내는 정보를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제 1 안테나 구성 및 제 2 안테나 구성에 기초하여 송신기에 대한 변환 행렬을 결정하는 단계를 포함하는 방법으로서,
    상기 변환 행렬 및 프리-코딩 행렬은 상기 제 1 안테나 구성으로 배치된 복수의 안테나들을 사용하여 신호를 송신하기 전에 상기 신호에 적용되도록 구성되고, 상기 프리-코딩 행렬은 상기 제 2 안테나 구성에 대해 규정된 코드북으로부터 선택되는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 변환 행렬을 결정하는 단계는 상기 송신기와 연관된 스캐터링 환경에서 무선주파수 신호들의 전파를 시뮬레이팅함으로써 상기 변환 행렬을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 변환 행렬을 결정하는 단계는 사용자 장비로부터 기지국으로 송신된 업링크 신호에 적용하기 위해 상기 변환 행렬을 결정하는 단계 및 복수의 변환 행렬들을 상기 사용자 장비에 제공함으로써 상기 변환 행렬을 조정하고 상기 사용자 장비로부터 수신된 신호들의 측정된 품질들에 기초하여 상기 제공된 변환 행렬들 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
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