KR20150099117A

KR20150099117A - Apparatus and method for transmitting/receiving information related to channel in multiple input multipel output system

Info

Publication number: KR20150099117A
Application number: KR1020140020669A
Authority: KR
Inventors: 유형열; 이충용; 박상원; 곽영우; 이효진; 지형주; 김윤선
Original assignee: 삼성전자주식회사; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-08-31
Also published as: KR102186144B1

Abstract

The present invention relates to a method of a signal reception apparatus for transmitting information related to a channel in a multiple input multiple output (MIMO) system. The method includes the steps of: quantizing a channel vector, estimated between a signal transmission device and a signal reception device based on a quantization method considering correlation between adjacent channels; and transmitting the information related to the channel based on the quantized channel vector to the signal transmission device.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for transmitting / receiving channel-related information in a multiple-input multiple-output (MIMO)

본 발명은 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO, 이하 “MIMO“라 칭하기로 한다) 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 대규모 MIMO(Massive MIMO, 이하 “Massive MIMO”라 칭하기로 한다) 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for transmitting / receiving channel related information in a multiple input multiple output (MIMO) system, and more particularly, To a system and method for transmitting / receiving channel related information in a " Massive MIMO " system.

먼저, Massive MIMO 방식은 신호 송신 장치, 일 예로 기지국(Base Station: BS)에 다수의 안테나들을 설치하여 고속 페이딩(fast fading)과, 사용자간 간섭(inter-user interference) 등과 같은 다양한 문제들을 간단한 선형 프리코더(linear pre-coder)만을 사용하여 비교적 쉽게 해결하면서, 비교적 높은 데이터 레이트(data rate)를 획득할 수 있는 방식이다. 상기 Massive MIMO 방식의 장점은 기지국이 그 지원하는 안테나들의 개수에 제한이 없고, 기지국은 상기 기지국 자신이 지원하는 안테나들 각각에 대한 채널 정보를 모두 알고 있다는 가정을 기반으로 한다는 것이다. First, the Massive MIMO scheme is a simple linear method in which various problems such as fast fading and inter-user interference are installed in a signal transmission device, for example, a base station (BS) A relatively high data rate can be obtained while solving relatively easily using only a linear pre-coder. The advantage of the Massive MIMO scheme is that there is no limitation on the number of antennas supported by the base station and that the base station knows channel information for each of the antennas supported by the base station itself.

따라서, 상기 Massive MIMO 방식은 채널 상호성(channel reciprocity, 이하 “channel reciprocity”라 칭하기로 한다)으로 인해, 채널 추정이 기지국이 지원하는 안테나들의 개수에 의한 영향을 받지 않는 시분할 듀플렉싱(Time Division Duplexing: TDD, 이하 “TDD”라 칭하기로 한다) 시스템에서 활발한 연구가 진행되고 있다.Therefore, due to channel reciprocity, the Massive MIMO scheme can be classified into a Time Division Duplexing (TDD) scheme in which channel estimation is not affected by the number of antennas supported by the BS, TDD ") system has been actively researched.

한편, 상기 TDD 시스템은 신호 송신 장치와 신호 수신 장치간의 거리가 멀거나, 혹은 다운링크(downlink) 전송량과 업링크(uplink) 전송량이 유사할 경우, 신호 송신 및 신호 수신의 전환으로 인한 잦은 동작 모드 전환으로 인하여 주파수 분할 듀플렉싱(Frequency Division Duplexing: FDD, 이하 “FDD”라 칭하기로 한다) 시스템 대비 주파수 효율성이 저하될 수 있다. 이러한 이유로 인해 일 예로 범용 이동 전화 시스템(Universal Mobile Telecommunications System: UMTS, 이하 “UMTS”라 칭하기로 한다)과, 광대역 부호 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access: WCDMA, 이하 “WCDMA”라 칭하기로 한다) 시스템과 같은 일반적인 통신 시스템에서는 TDD 방식이 아닌 FDD 방식을 사용하고 있다. 따라서, 호환성(backward compatibility) 확보를 위해 FDD 방식이 사용될 경우에도 효율적으로 동작 가능한 Massive MIMO 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. Meanwhile, in the TDD system, when the distance between the signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus is long, or when the downlink transmission amount and the uplink transmission amount are similar to each other, The frequency efficiency may be lowered compared to the FDD (Frequency Division Duplexing) system due to the switching. For this reason, for example, a universal mobile telecommunication system (UMTS) and a wideband code division multiple access (WCDMA, hereinafter referred to as " WCDMA " ) System, the FDD scheme is used instead of the TDD scheme. Therefore, there is a need for a Massive MIMO system that can operate efficiently even when the FDD scheme is used for ensuring compatibility (backward compatibility).

한편, 상기 TDD 방식을 사용하는 통신 시스템과는 달리 상기 FDD 방식을 사용하는 통신 시스템에서는 channel reciprocity가 성립하지 않으므로, 신호 송신 장치에서의 채널 상태 정보(Channel State Information at the Transmitter: CSIT, 이하 “CSIT”라 칭하기로 한다)를 획득하기 위해 신호 수신 장치, 일 예로 사용자 단말기에서 추정한 채널 정보 관련 정보를 양자화(quantization)하여 신호 송신 장치, 일 예로 기지국으로 송신하는 방식인 제한된 피드백(limited feedback, 이하 “limited feedback”라 칭하기로 한다) 방식을 사용한다. 여기서, 상기 limited feedback 방식은 크게 벡터 양자화(Vector Quantization: VQ, 이하 “VQ”라 칭하기로 한다) 방식과 스칼라 양자화(Scalar Quantization: SQ, 이하 “SQ”라 칭하기로 한다) 방식으로 구분될 수 있다. 또한, 상기 채널 관련 정보는 다양한 파라미터들을 포함할 수 있으며, 일 예로 양자화된 채널 벡터(channel vector)를 포함할 수 있다. Unlike the communication system using the TDD scheme, channel reciprocity is not established in the communication system using the FDD scheme. Therefore, channel state information at the transmitter (CSIT) Quot;), which is a method of quantizing channel information related information estimated by a signal receiving apparatus, for example, a user terminal and transmitting the signal to a signal transmitting apparatus, for example, a base station, Quot; limited feedback ") method. The limited feedback scheme can be roughly divided into a vector quantization scheme (VQ scheme) and a scalable quantization scheme (SQ scheme) . In addition, the channel-related information may include various parameters, for example, a quantized channel vector.

그러면, 여기서, 상기 VQ 방식과 상기 SQ 방식 각각에 대해서 설명하면 다음과 같다.Here, the VQ scheme and the SQ scheme will be described as follows.

상기 VQ 방식은 채널 벡터(channel vector) 자체가 양자화되는 방식을 나타내며, 상기 SQ 방식은 채널 벡터가 포함하는 채널 엘리먼트(channel element)들 각각이 양자화되는 방식을 나타낸다. The VQ scheme indicates a manner in which a channel vector itself is quantized, and the SQ scheme indicates a manner in which channel elements included in a channel vector are quantized.

상기 VQ 방식은 채널 벡터에 대한 양자화로 인한 시스템 성능 열화를 억제하기 위해 코드북(codebook)의 크기를 신호 송신 장치가 지원하는 안테나들의 개수에 대해 지수적으로 증가시켜야 하는데, 이렇게 안테나들의 개수에 대해 지수적으로 증가하는 코드북의 크기는 상기 Massive MIMO 시스템의 동작을 제한하게 된다.In order to suppress deterioration of system performance due to quantization on a channel vector, the VQ scheme should exponentially increase the size of a codebook with respect to the number of antennas supported by a signal transmission apparatus. The size of the codebook that is increasing in size limits the operation of the Massive MIMO system.

상기 SQ 방식은 한 개의 안테나에 대한 성상도(constellation, 이하 “constellation”라 칭하기로 한다)를 설정한 이후, 신호 송신 장치가 지원하는 모든 안테나 엘리먼트(antenna element)들에 대해 양자화를 적용할 수 있다. 따라서, 상기 SQ 방식이 사용될 경우 상기 VQ 방식이 사용될 경우에 비해 빔 포밍(beam forming) 이득은 감소될 수 있지만, 상기 VQ 방식은 안테나 개수에 대해 지수적으로 증가하는 코드북의 크기 증가 문제를 해결할 수 있는 방식이다. The SQ scheme may apply constellation (hereinafter referred to as constellation) to one antenna and then apply quantization to all antenna elements supported by the signal transmission apparatus . Therefore, when the SQ scheme is used, the beam forming gain can be reduced as compared with the case where the VQ scheme is used. However, the VQ scheme can solve the problem of increasing the size of a codebook that exponentially increases with respect to the number of antennas It is a way.

따라서, 상기 SQ 방식이 사용될 경우의 빔 포밍 이득 감소 현상을 해결하기 위해 트렐리스 부호 양자화(Trellis Coded Quantization: TCQ, 이하 “TCQ”라 칭하기로 한다) 방식이 제안된 바 있다. 상기 TCQ 방식은 상기 SQ 방식을 기반으로 하는 양자화 방식이다. Therefore, a Trellis Coded Quantization (TCQ) scheme has been proposed to solve the problem of a decrease in the beamforming gain when the SQ scheme is used. The TCQ scheme is a quantization scheme based on the SQ scheme.

그러면 여기서 도 1a 및 도 1b를 참조하여 TCQ 방식을 기반으로 하는 limited feedback 방식에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a limited feedback method based on the TCQ scheme will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

이하, 설명의 편의상 상기 TCQ 방식을 기반으로 하는 limited feedback 방식을 “TCQ 방식 기반-limited feedback 방식”이라 칭하기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the limited feedback method based on the TCQ method will be referred to as a " TCQ-based based feedback method ".

먼저, 도 1a를 참조하여 일반적인 MIMO 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다. First, the structure of a general MIMO communication system will be described with reference to FIG. 1A.

도 1a는 일반적인 MIMO 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1A schematically shows a structure of a general MIMO communication system.

도 1a를 참조하면, 상기 MIMO 통신 시스템은 기지국(100)과 이동 단말기(Mobile Station: MS, 이하 “MS”라 칭하기로 한다)(120)를 포함한다. 상기 기지국(100)은 다수 개, 일 예로, M_T개의 안테나들, 즉 안테나 #1(110-1)과, 안테나 #2(110-2)와, … , 안테나 # M_T (110- M_T)을 지원하며, 상기 MS(120)는 한 개의 안테나(160)를 지원한다. Referring to FIG. 1A, the MIMO communication system includes a base station 100 and a mobile station (MS) 120. The base station 100 includes a plurality of antennas, for example, M _T antennas, i.e., antenna # 1 110-1, antenna # 2 110-2, , Supports the antenna # M _T (110- M _T) and, to the MS (120) supports a single antenna 160. The

이 경우, 상기 MS(120)가 상기 기지국(100)으로 피드백해야할 채널 행렬

이 포함하는 스칼라 엘리먼트(scalar element) h_i들에는 각각 B 비트들(bits)의 양자화 비트들이 할당되며, 따라서 상기 MS(120)는 총BM_t 비트들을 상기 기지국(100)으로 피드백한다. In this case, a channel matrix to be fed back to the base station 100 by the MS 120

The scalar elements h _i containing the B bits are each assigned quantization bits so that the MS 120 calculates the total BM _t And feeds back the bits to the base station 100.

도 1a에서는 일반적인 MIMO 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 1b를 참조하여 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 TCQ 방식 기반-limited feedback 방식에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 1A, the structure of a general MIMO communication system has been described. Next, a TC feedback-based feedback scheme in a general MIMO communication system will be described with reference to FIG. 1B.

도 1b는 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 TCQ 방식 기반-limited feedback 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.1B is a diagram schematically illustrating a TCQ-based feedback feedback scheme in a general MIMO communication system.

도 1b를 참조하면, 일반적인 SQ 방식이 사용될 경우 도 1a의 MS(150)는 도 1 b에 도시되어 있는 바와 같이 채널의 위상(phase)만을 나타내는

constellation (코드북)을 생성하고, 이후 채널 엘리먼트에 대해서 하기 수학식 1에 나타낸 바와 같이 양자화 동작을 수행한다. Referring to FIG. 1B, when the general SQ scheme is used, the MS 150 of FIG. 1A represents only the phase of a channel as shown in FIG.

constellation (codebook), and then performs a quantization operation on the channel element as shown in Equation (1) below.

<수학식 1>&Quot; (1) "

상기 수학식 1에서,

는

가 스칼라 채널(scalar channel)의 크기가 1로 노말라이징(normalizing)된 값을 나타낸다.In the above equation (1)

The

Indicates a value obtained by normalizing the size of a scalar channel to 1. [

상기 수학식 1에 나타낸 바와 같은 양자화 동작을 모든 채널 엘리먼트들에 대해서 수행하면, 양자화된 채널 벡터를 검출할 수 있으며, 상기 양자화된 채널 벡터는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. If a quantization operation as shown in Equation (1) is performed for all channel elements, a quantized channel vector can be detected, and the quantized channel vector can be expressed by Equation (2).

<수학식 2>&Quot; (2) "

만약, 상기 MS(150)가 각 채널 엘리먼트에 대한 양자화 비트들의 개수 B를 3으로 설정한다고 가정할 경우(B=3) , 상기 SQ 방식은 도 1b에 나타낸 바와 같이 표현될 수 있다. Assuming that the MS 150 sets the number B of quantization bits for each channel element to 3 (B = 3), the SQ scheme can be expressed as shown in FIG. 1B.

도 1b에서, constellation은

이며, 채널 엘리먼트 값이

일 때

와 같이 양자화되며, 양자화 값의 비트 스트림(bit stream)은 “001”과 같이 표현될 수 있다.1B, the constellation

And the channel element value is

when

And the bit stream of the quantization value can be expressed as " 001 ".

도 1b에서는 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 TCQ 방식을 기반으로 하는 limited feedback 방식에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 TCQ 방식에 대해서 설명하기로 한다. 1B shows a limited feedback scheme based on a TCQ scheme in a general MIMO communication system, and a TCQ scheme in a conventional communication system will be described with reference to FIG.

도 2는 일반적인 통신 시스템에서 TCQ 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a diagram schematically showing a TCQ scheme in a general communication system.

도 2를 참조하면, 상기 통신 시스템은 MS(200)와 기지국(250)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the communication system includes an MS 200 and a base station 250.

상기 MS(200)는 트렐리스 디코더(trellis decoder)(211)와, constellation(213)을 포함하며, 상기 기지국(250)은 컨벌루셔널 인코더(convolutional encoder)(251)와, constellation(253)을 포함한다.The MS 200 includes a trellis decoder 211 and a constellation 213. The BS 250 includes a convolutional encoder 251 and a constellation 253. [ .

상기 TCQ 방식은 도 2에 나타낸 바와 같이 트렐리스 디코딩(trellis decoding) 동작이 추가되어 SQ방식보다 구체적으로 채널 벡터를 표현해 줄 수 있는 방식이다. 즉, 상기 MS(200)는 상기 트렐리스 디코더(211)를 포함함으로써 상기 SQ방식보다 구체적으로 채널 벡터를 표현할 수 있다.The TCQ scheme is a scheme in which a trellis decoding operation is added as shown in FIG. 2 to express a channel vector more specifically than the SQ scheme. That is, the MS 200 can express the channel vector more specifically than the SQ scheme by including the trellis decoder 211.

상기 MS(200)는 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널에 대한 채널 추정값, 즉 채널 벡터를 상기 트렐리스 디코더(211)를 통해 트릴레스 디코딩 동작을 수행하여 양자화한다. 그리고 나서, 상기 MS(200)는 상기 양자화된 채널 벡터를 포함하는 피드백 정보를 포함하는 피드백 메시지를 상기 기지국(250)으로 피드백한다. The MS 200 estimates a channel and quantizes a channel estimation value for the estimated channel, that is, a channel vector, through the trellis decoder 211 by trilith decoding. Then, the MS 200 feeds back a feedback message including feedback information including the quantized channel vector to the BS 250.

그러면, 상기 기지국(250)은 상기 MS(200)로부터 수신된 피드백 메시지에 포함되어 있는 피드백 정보를 상기 컨벌루셔널 인코더 (251)를 통해 컨벌루셔널 인코딩(encoding)하여 상기 양자화된 채널 벡터

를 획득할 수 있다. Then, the BS 250 convolutionally encodes the feedback information included in the feedback message received from the MS 200 through the convolutional encoder 251, and outputs the quantized channel vector

Can be obtained.

도 2에서는 일반적인 통신 시스템에서 TCQ 방식에 대해서 설명하였으며, 다음으로 일반적인 통신 시스템에서 트렐리스 디코딩 방식에 대해서 설명하기로 한다. FIG. 2 illustrates the TCQ scheme in a general communication system, and a trellis decoding scheme in a general communication system.

상기 트렐리스 디코딩 방식을 설명하기에 앞서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 컨벌루셔널 인코딩 방식에 대해서 설명하기로 한다. Before explaining the trellis decoding method, a convolutional encoding method in a general communication system will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

먼저, 도 3a를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 컨벌루셔널 인코더의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.First, an internal structure of a convolutional encoder in a general communication system will be described with reference to FIG. 3A.

도 3a는 일반적인 통신 시스템에서 컨벌루셔널 인코더의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.3A is a diagram schematically showing the internal structure of a convolutional encoder in a general communication system.

도 3a를 참조하면, 상기 컨벌루셔널 인코더는 일 예로 코드 레이트(code rate) 2/3를 지원한다고 가정하기로 한다. Referring to FIG. 3A, it is assumed that the convolutional encoder supports a code rate 2/3, for example.

도 3a에서는 일반적인 통신 시스템에서 컨벌루셔널 인코더의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3b를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 코드 레이트 2/3를 지원하는 컨벌루셔널 인코더가 사용될 경우 그 입력 비트(input bit)들과, 출력 비트(output bit)들 및 스테이트 비트(state bit)들간의 관계에 대해서 설명하기로 한다.3A illustrates an internal structure of a convolutional encoder in a general communication system. Referring to FIG. 3B, when a convolutional encoder supporting a code rate of 2/3 is used in a general communication system, bits, and the relationship between output bits and state bits will be described.

도 3b는 일반적인 통신 시스템에서 코드 레이트 2/3를 지원하는 컨벌루셔널 인코더가 사용될 경우 그 입력 비트들과, 출력 비트들 및 스테이트 비트들간의 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.3B is a diagram schematically illustrating a relationship between input bits and output bits and state bits when a convolutional encoder supporting code rate 2/3 is used in a general communication system.

도 3b를 참조하면, 스테이트 비트들이 “000”이고, 입력 비트들이 “10”이면, 출력 비트들은 “010”이고, 다음 상태 비트들이 “010”이 된다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 3B, it can be seen that if the state bits are "000" and the input bits are "10", then the output bits are "010" and the next status bits are "010".

도 3b에서는 일반적인 통신 시스템에서 코드 레이트 2/3를 지원하는 컨벌루셔널 인코더가 사용될 경우 그 입력 비트들과, 출력 비트들 및 스테이트 비트들간의 관계에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 트렐리스 디코딩 방식에 대해서 설명하기로 한다.3B illustrates a relationship between input bits and output bits and state bits when a convolutional encoder supporting code rate 2/3 is used in a general communication system. Next, referring to FIG. 4, The trellis decoding method in the communication system will be described.

도 4는 일반적인 통신 시스템에서 트렐리스 디코딩 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a diagram schematically illustrating a trellis decoding method in a general communication system.

도 4를 참조하면, 기지국이 지원하는 안테나들의 개수, 즉

가 4일 경우, 도 1b에서 설명한 바와 같은 constellation을 사용하여 스칼라 양자화된 채널들에 대한 양자화 비트들이 각각 “000”, “100”, “111”, “001”이라고 가정하기로 한다. Referring to FIG. 4, the number of antennas supported by the base station, that is,

Quot ;, it is assumed that the quantization bits for the scalar quantized channels are " 000 "," 100 "," 111 ", and " 001 "

트렐리스 코드의 특성은 현재의 스테이트 비트들이 미리 결정되어 있을 경우, 각 경로(도 4에서 화살표로 도시되어 있음) 방향에 따라 출력 비트들이 고유한 값을 가진다는 것이다. 이 경우, 모든 경로들을 전부 고려하여 하기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 메트릭(metric) 식을 사용하여 가장 적은 양자화 에러(quantization error)를 갖는 양자화 채널 벡터를 결정할 수 있다. The nature of the trellis code is that when the current state bits are predetermined, the output bits have a unique value along the direction of each path (shown by arrows in FIG. 4). In this case, a quantization channel vector having the smallest quantization error can be determined by using a metric equation as shown in Equation (3) by taking all the paths into consideration.

<수학식 3>&Quot; (3) "

상기 수학식 3에서,

는 양자화 에러를 나타내며,

은 코드북 중 양자화 에러가 가장 적게 선택된 코드를 나타내며, n은 constellation 인덱스(constellation index)를 나타낸다. 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같이

을 최소가 되도록 양자화 채널 벡터가 결정될 수 있다.In Equation (3)

Lt; / RTI > represents a quantization error,

Denotes a code in which a quantization error is least selected in a codebook, and n denotes a constellation index. As shown in Equation (3)

The quantization channel vector may be determined to be minimum.

따라서, 상기와 같은 트렐리스 디코딩 동작을 상기 기지국이 지원하는 안테나들의 안테나 인덱스(antenna index) 순서에 따라 수행한 비트열은 “00”, “01”, “11”, “11”이 된다. 여기서, 한 가지 유의할 점은 트렐리스 디코딩된 비트열이 다시 트렐리스 인코딩될 경우 원래 SQ 방식의 비트열 “000”, “100”, “111”, “001”로 복원된다는 것이 보장되지는 않는다는 점이다. Therefore, the bit stream performed according to the antenna index order of the antennas supported by the base station is '00', '01', '11', and '11' in the trellis decoding operation. It should be noted that it is guaranteed that the trellis-decoded bit stream is restored to the original SQ scheme bit string " 000 ", " 100 ", " 111 & It does not.

즉, 상기 트렐리스 디코딩 방식은 실제 채널 벡터와 양자화된 채널 벡터간의 전체 에러를 최소화시키기 위한 방식이기 때문에, 각 채널 벡터의 에러만을 최소화하는 상기 SQ방식에 비해 그 성능이 향상된다. 따라서, 도 4에서 설명한 바와 같은 예를 고려할 경우, 일반적인 SQ방식이 사용될 경우에는 총 12 비트들이 피드백되고, TCQ방식이 사용될 경우에는 8비트들만이 피드백된다. 따라서, 송신할 피드백 정보 비트들 측면에서도 상기TCQ방식이 상기 SQ 방식에 비해 유리하다는 것을 알 수 있다. That is, since the trellis decoding scheme minimizes the total error between the actual channel vector and the quantized channel vector, the performance of the trellis decoding scheme is improved compared to the SQ scheme that minimizes only the error of each channel vector. Therefore, considering the example described with reference to FIG. 4, a total of 12 bits are fed back when the general SQ scheme is used, and only 8 bits are fed back when the TCQ scheme is used. Therefore, it can be seen that the TCQ scheme is more advantageous than the SQ scheme in terms of feedback information bits to be transmitted.

하지만, 상기 TCQ 방식은 Massive MIMO 시스템에서 필연적으로 존재하는 공간 상관(spatial correlation)에 대한 영향을 전혀 고려하지 않고 있어, 그 양자화 성능 이득을 완전하게 획득하지 못한다. 따라서, 이를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. However, the TCQ scheme does not consider the influence on the spatial correlation inevitably in the massive MIMO system, and thus can not obtain the quantization performance gain completely. Accordingly, this will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.

먼저, 도 5a를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 위상 차이(phase difference)의 분포에 대해서 설명하기로 한다.First, the distribution of phase differences between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a general communication system will be described with reference to FIG. 5A.

도 5a는 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 위상 차이의 분포를 개략적으로 도시한 도면이다. 5A is a diagram schematically showing a distribution of phase differences between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a general communication system.

도 5a에는 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들, 즉 채널 h_i와 h_i ₊ ₁간의 위상 차이의 분포가 도시되어 있다. 5A shows the distribution of the phase difference between adjacent channels, i.e., the channels h _i and h _i ₊ ₁ , in a spatially correlated channel environment.

도 5a에 도시되어 있는 바와 같이 공간적으로 상관되지 않는 채널 환경에서는 인접 채널들간의 위상 차이가

사이에서 균일하게 분포함을 알 수 있다. As shown in FIG. 5A, in a non-spatially correlated channel environment, the phase difference between adjacent channels is

As shown in FIG.

그러나, 공간적으로 상관되는 채널 환경에서는 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이 인접 채널들간의 위상 차이가

정도로 매우 적은 형태로 나타나는 것을 알 수 있다. 특히, 공간적으로 상관되는 채널 환경에서는 인접 채널들간의 위상 차이가

부근에서는 거의 변화가 없음을 알 수 있다.However, in a spatially correlated channel environment, as shown in FIG. 5A, a phase difference between adjacent channels is

And it is very small. Particularly, in a spatially correlated channel environment, a phase difference between adjacent channels

It can be seen that there is almost no change in the vicinity.

도 5a에서는 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 위상 차이의 분포에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5b를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 상관 계수(correlation factor)에 따른 위상 차이의 표준 편차에 대해서 설명하기로 한다. 여기서, 상기 상관 계수는 인접 채널들간 상관 정도를 나타내는 계수를 나타낸다.5A shows a distribution of phase differences between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a general communication system. Next, referring to FIG. 5B, a correlation between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a general communication system The standard deviation of the phase difference according to the correlation factor will be described. Here, the correlation coefficient indicates a coefficient indicating a degree of correlation between adjacent channels.

도 5b는 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 상관 계수에 따른 위상 차이의 표준 편차를 개략적으로 도시한 도면이다.5B is a diagram schematically illustrating a standard deviation of a phase difference according to a correlation coefficient between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a general communication system.

도 5b에는 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들, 즉 채널 h_i와 h_i+1간의 상관 계수에 따른 위상 차이의 표준 편차가 도시되어 있다. 5B shows the standard deviation of the phase difference according to the correlation coefficient between adjacent channels, i.e., the channels h _i and h _{i + 1} , in a spatially correlated channel environment.

또한, 도 5b에서 알 수 있듯이 상관 계수가 증가할수록, 위상 차이의 표준 편차가 점점 감소됨을 알 수 있다. 따라서, Massive MIMO통신 시스템을 위한 TCQ 방식을 기반으로 하는 채널 양자화 방식은 위상 차이에 대한 영향을 반영하는 것이 바람직하다. As can be seen from FIG. 5B, as the correlation coefficient increases, the standard deviation of the phase difference decreases gradually. Therefore, it is preferable that the channel quantization scheme based on the TCQ scheme for the Massive MIMO communication system reflects the influence on the phase difference.

상기에서 설명한 바와 같이, 상기 TCQ 방식은 많은 이점들을 가지고 있음에도 불구하고, Massive MIMO 시스템에서 필연적으로 존재하는 공간 상관에 대한 영향을 전혀 고려하지 않고 있어, 높은 공간 상관을 가지는 채널 환경에서는 효율적이지 않을 수 있다. As described above, although the TCQ scheme has many advantages, it does not consider the influence on the spatial correlation inevitably in the massive MIMO system, and it is not efficient in a channel environment having a high spatial correlation have.

따라서, 높은 공간 상관을 가지는 채널 환경에서 효율적인 채널 관련 정보 송/수신 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
Accordingly, there is a need for an effective channel-related information transmission / reception scheme in a channel environment having a high spatial correlation.

본 발명의 일 실시예는 Massive MIMO 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.One embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for transmitting / receiving channel related information in a Massive MIMO system.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들 간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 트렐리스 기반의 채널 양자화 방식을 사용하여 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.Also, an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information using a trellis-based channel quantization scheme in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들 간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 차동 트렐리스 코드 채널 양자화(Differential Trellis coded Channel Quantization: DTCQ, 이하 “DTCQ”라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.Also, an embodiment of the present invention is based on Differential Trellis Coded Channel Quantization (DTCQ) (hereinafter referred to as " DTCQ ") scheme in a Massive MIMO system in which a correlation exists between channels And an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 사용자 단말기에서 기지국으로의 대규모 채널 피드백(massive channel feedback) 방식을 기반으로 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.Also, an embodiment of the present invention provides an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information based on a massive channel feedback scheme from a user terminal to a base station in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels I suggest.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 상관에 강인한 성상도를 기반으로 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.In addition, an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information based on correlation-robust constellation in a massive MIMO system in which correlation exists between channels.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 빔 포밍(beam forming) 이득을 향상시키는 것이 가능하도록 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.
In addition, an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information so that it is possible to improve the beam forming gain in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

본 발명의 일 측면에 따른 장치는; 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템에서 신호 수신 장치에 있어서, 신호 송신 장치와 상기 신호 수신 장치간에 추정된 채널 벡터를 인접 채널들간 상관 관계가 고려되는 양자화 방식을 기반으로 양자화하는 제어기와, 상기 양자화된 채널 벡터를 기반으로 하는 채널 관련 정보를 상기 신호 송신 장치로 송신하는 송신기를 포함함을 특징으로 한다. An apparatus according to an aspect of the present invention includes: 1. A signal receiving apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system, comprising: a controller for quantizing an estimated channel vector between a signal transmitting apparatus and a signal receiving apparatus based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered; And a transmitter for transmitting channel related information based on the quantized channel vector to the signal transmission apparatus.

본 발명의 다른 측면에 따른 장치는; 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템에서 신호 송신 장치에 있어서, 신호 수신 장치로부터 상기 신호 송신 장치와 상기 신호 수신 장치간에 추정된 채널 벡터가 인접 채널들간 상관 관계가 고려되는 양자화 방식을 기반으로 양자화되어 생성된 양자화된 채널 벡터를 기반으로 하는 채널 관련 정보를 수신하는 수신기를 포함함을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus comprising: A signal transmission apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system, the apparatus comprising: a quantization scheme in which a channel vector estimated between a signal transmission apparatus and a signal reception apparatus is considered to be a correlation between adjacent channels, And a receiver for receiving channel related information based on the quantized channel vector generated by quantization based on the quantized channel vector.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 방법은; 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템에서 신호 수신 장치가 채널 관련 정보를 송신하는 방법에 있어서, 신호 송신 장치와 상기 신호 수신 장치간에 추정된 채널 벡터를 인접 채널들간 상관 관계가 고려되는 양자화 방식을 기반으로 양자화하는 과정과, 상기 양자화된 채널 벡터를 기반으로 하는 채널 관련 정보를 상기 신호 송신 장치로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: A method for transmitting channel related information by a signal receiving apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system, the method comprising the steps of: estimating a channel vector between a signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus, Quantizing the quantized channel vector based on the quantized channel vector, and transmitting channel related information based on the quantized channel vector to the signal transmitting apparatus.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 방법은; 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템에서 신호 송신 장치가 채널 관련 정보를 수신하는 방법에 있어서, 신호 수신 장치로부터 상기 신호 송신 장치와 상기 신호 수신 장치간에 추정된 채널 벡터가 인접 채널들간 상관 관계가 고려되는 양자화 방식을 기반으로 양자화되어 생성된 양자화된 채널 벡터를 기반으로 하는 채널 관련 정보를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: A method for receiving channel related information in a multiple input multiple output (MIMO) system, the method comprising: receiving, from a signal receiving apparatus, channel vectors estimated between the signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus, And receiving channel related information based on a quantized channel vector generated by quantizing based on a quantization scheme in which a correlation is considered.

본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 게시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
Other aspects, benefits, and key features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, which is set forth in the accompanying drawings and which discloses preferred embodiments of the invention.

본 발명의 일 실시예는 Massive MIMO 시스템에서 채널 관련 정보를 효율적으로 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.One embodiment of the present invention is effective in enabling efficient transmission / reception of channel related information in a massive MIMO system.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들 간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에 적합하게 채널 관련 정보를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다. In addition, an embodiment of the present invention has an effect that it is possible to transmit / receive channel-related information suitable for a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 빔 포밍(beam forming) 이득을 향상시키는 것이 가능하도록 채널 관련 정보를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다. In addition, an embodiment of the present invention has an effect of enabling channel related information to be transmitted / received so as to improve beam forming gain in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 피드백 정보를 감소시키는 것을 가능하도록 채널 관련 정보를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.In addition, an embodiment of the present invention has an effect that it is possible to transmit / receive channel related information to enable reduction of feedback information in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 안테나들간 상관에 강인하도록 피드백 정보를 송/수신하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다. In addition, an embodiment of the present invention has an effect that it is possible to transmit / receive feedback information so as to be robust to correlation between antennas in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1a는 일반적인 MIMO 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 1b는 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 TCQ 방식 기반-limited feedback 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 일반적인 통신 시스템에서 TCQ 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 3a는 일반적인 통신 시스템에서 컨벌루셔널 인코더의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 3b는 일반적인 통신 시스템에서 코드 레이트 2/3를 지원하는 컨벌루셔널 인코더가 사용될 경우 그 입력 비트들과, 출력 비트들 및 스테이트 비트들간의 관계를 개략적으로 도시한 도면;
도 4는 일반적인 통신 시스템에서 트렐리스 디코딩 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 5a는 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 위상 차이의 분포를 개략적으로 도시한 도면;
도 5b는 일반적인 통신 시스템에서 공간적으로 상관되는 채널 환경에서 인접 채널들간의 상관 계수에 따른 위상 차이의 표준 편차를 개략적으로 도시한 도면;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 DTCQ 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 표준 편차를 이용하여 채널 벡터를 균등하게 양자화하는 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 Gaussian 근사화 방식을 사용하는 양자화 방식을 기반으로 하는 인접 채널들 간 phase distribution에 대한 확률 그래프를 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제3 DTCQ constellation 생성 방식을 기반으로 constellation을 생성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 error propagation 현상을 감소시키는 과정을 개략적으로 도시한 도면;
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제1 피드백 정보 비트 수 감소 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제2 피드백 정보 비트 수 감소 방식을 개략적으로 도시한 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템의 피드백 정보 송/수신 과정을 개략적으로 도시한 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 MS의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다. Further aspects, features and advantages of the present invention as set forth above in connection with certain preferred embodiments thereof will become more apparent from the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
1A schematically shows a structure of a general MIMO communication system;
FIG. 1B is a diagram schematically illustrating a TCQ-based feedback feedback scheme in a general MIMO communication system;
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a TCQ scheme in a general communication system; FIG.
FIG. 3A schematically illustrates an internal structure of a convolutional encoder in a general communication system; FIG.
Figure 3b schematically illustrates the relationship between input bits and output bits and state bits when a convolutional encoder supporting code rate 2/3 is used in a typical communication system;
FIG. 4 schematically shows a trellis decoding scheme in a general communication system; FIG.
5A schematically illustrates a distribution of phase differences between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a typical communication system;
5b schematically shows a standard deviation of a phase difference according to a correlation coefficient between adjacent channels in a spatially correlated channel environment in a general communication system;
6A and 6B schematically illustrate a DTCQ scheme in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 schematically illustrates a method of uniformly quantizing a channel vector using a standard deviation in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8 illustrates a probability graph for phase distribution between adjacent channels based on a quantization scheme using a Gaussian approximation method in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
9 is a diagram schematically illustrating a process of generating a constellation based on a third DTCQ constellation generation method in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a process of reducing error propagation phenomenon in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 11A schematically illustrates a first feedback information bit number reduction scheme in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 11B is a diagram schematically illustrating a method of reducing a second feedback information bit number in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a process of transmitting / receiving feedback information in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
13 schematically illustrates an internal structure of a base station in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a view schematically illustrating an internal structure of a MS in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention; FIG.
Throughout the drawings, it should be noted that like reference numerals are used to illustrate the same or similar elements and features and structures.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be variously modified and may have various embodiments, and specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

본 발명의 일 실시예는 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO, 이하 “MIMO“라 칭하기로 한다) 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 이하, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 MIMO 시스템은 일 예로 대규모 MIMO(Massive MIMO, 이하 “Massive MIMO”라 칭하기로 한다) 시스템이라고 가정하기로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 채널 관련 정보가 다양한 파라미터들을 포함할 수 있으며, 일 예로 양자화된 채널 벡터(channel vector)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 양자화된 채널 벡터가 피드백 정보가 될 수 있다.An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for transmitting / receiving channel related information in a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system. Hereinafter, it is assumed that the MIMO system is a massive MIMO (Massive MIMO) system, for example. Also, in an embodiment of the present invention, the channel-related information may include various parameters, for example, a quantized channel vector. That is, the quantized channel vector may be feedback information.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 상관에 강인한 성상도(constellation, 이하 “constellation”라 칭하기로 한다)를 기반으로 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.In addition, an embodiment of the present invention is an apparatus for transmitting / receiving channel-related information based on constellation (hereinafter referred to as " constellation ") which is robust to correlation in a massive MIMO system in which correlation exists between channels, Method.

또한, 본 발명의 일 실시예는 채널들간 상관 관계가 존재하는 Massive MIMO 시스템에서 빔 포밍(beam forming) 이득을 향상시키는 것이 가능하도록 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법을 제안한다.In addition, an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information so that it is possible to improve the beam forming gain in a Massive MIMO system in which correlation exists between channels.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 Massive MIMO 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션 (LTE: Long-Term Evolution, 이하 "LTE"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드 (LTE-A: Long-Term Evolution-Advanced, 이하 "LTE-A"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 모바일 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol: Mobile IP, 이하 "Mobile IP"라 하기로 한다) 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 "HSDPA"라 하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 "HSUPA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3^rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 "3GPP2"라 하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 "HRPD"라 하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access, 이하 "WCDMA"라 하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 "CDMA"라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 "IEEE"라 하기로 한다) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(EPS: Evolved Packet System, 이하 "EPS"라 칭하기로 한다) 등과 같은 다양한 이동 통신 시스템들에 적용 가능함은 물론이다.Meanwhile, an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information in a massive MIMO system proposed in an embodiment of the present invention is applicable to a long-term evolution (LTE) mobile communication system (LTE-A) mobile communication system and a Mobile Internet Protocol (hereinafter referred to as "Mobile IP " System, a high-speed downlink packet access (HSDPA) mobile communication system, a high-speed uplink packet access (HSUPA) Speed packet data of 3GPP2 (hereinafter referred to as " 3GPP2 ") mobile communication system and 3 ^rd generation project partnership 2 (hereinafter referred to as " 3GPP2 " HRPD, hereinafter " (Hereinafter referred to as " HRPD ") mobile communication system, a Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) mobile communication system of 3GPP2, a Code Division Multiple Access (CDMA (Hereinafter referred to as " IEEE ") 802.16m communication system, a CDMA mobile communication system, And may be applied to various mobile communication systems such as an evolved packet system (EPS).

먼저, 본 발명의 일 실시예에서는 신호 송신 장치가 기지국이고, 신호 수신 장치가 이동 단말기(Mobile Station: MS, 이하 “MS”라 칭하기로 한다)라고 가정하기로 한다. 또한, 상기 MS는 수신기와, 디코더를 포함하며, 상기 디코더는 트렐리스(trellis) 구조를 가지며, 상기 수신기는 상기 기지국에서 송신한 전체 채널 신호들을 수신하고, 상기 트렐리스 구조의 디코더는 전체 채널 신호를 양자화한다. 이하, 설명의 편의상 상기 트렐리스 구조를 가지는 디코더를 “트렐리스 디코더”라 칭하기로 한다.First, it is assumed that the signal transmitting apparatus is a base station and the signal receiving apparatus is a mobile station (MS). In addition, the MS includes a receiver and a decoder, the decoder has a trellis structure, the receiver receives all channel signals transmitted from the base station, and the decoder of the trellis structure includes all Quantizes the channel signal. Hereinafter, for convenience of explanation, the decoder having the trellis structure will be referred to as a " trellis decoder ".

또한, 상기 기지국은 기준 신호(Reference Signal: RS, 이하 “RS”라 칭하기로 한다)와 상관(correlation, 이하 “correlation”라 칭하기로 한다) 관련 정보를 송신하는 송신기와, 상기 MS가 송신한 피드백 정보(feedback information)을 수신하는 수신기를 포함한다. 여기서, 상기 correlation 관련 정보는 일 예로 correlation 계수(factor)를 포함하며, 상기 correlation 계수는 인접 채널들 간 correlation 정도를 나타내는 계수를 나타낸다.The BS also includes a transmitter for transmitting information related to a correlation with a reference signal (RS), a feedback signal transmitted from the MS, And a receiver for receiving feedback information. Here, the correlation-related information includes a correlation coefficient, for example, and the correlation coefficient indicates a coefficient indicating a degree of correlation between adjacent channels.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 채널 벡터 양자화 방식을 “차동 트렐리스 코드 채널 양자화(Differential Trellis Coded Channel Quantization: DTCQ, 이하 “DTCQ”라 칭하기로 한다) 방식”이라고 칭하기로 한다. The channel vector quantization scheme proposed by an embodiment of the present invention will be referred to as " Differential Trellis Coded Channel Quantization (DTCQ) scheme ".

또한, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 DTCQ 방식이 사용될 경우의 동작을 설명하기 위해서 “발명의 배경이 되는 기술”에서 설명한 바와 같은 내용이 그대로 적용된다고 가정하기로 한다. It is also assumed that the contents described in the " Technology as the background of the invention " are directly applied to explain the operation when the DTCQ scheme proposed in the embodiment of the present invention is used.

먼저, 본 발명의 일 실시예는 공간적으로 상관되는 채널(correlated channel, 이하 “correlated channel”라 칭하기로 한다) 환경에서 안테나들간의 위상 차이(phase difference, 이하 “phase difference“라 칭하기로 한다)가 적은 형태로 나타난다는 특성을 고려하여, MS는 도 1a에서 설명한 바와 같이 인접 채널들간 phase difference를 트렐리스 부호 양자화(Trellis Coded Quantization: TCQ, 이하 “TCQ”라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 비교적 좁은 단위로 양자화 동작을 수행한 후, 그 양자화 동작 결과를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 피드백한다. In one embodiment of the present invention, a phase difference (hereinafter referred to as " phase difference ") between antennas in a correlated channel (hereinafter referred to as " Considering the characteristic that the MS appears in a small form, the MS calculates a phase difference between adjacent channels based on trellis coded quantization (TCQ) After the quantization operation is performed in a narrow unit, the feedback information including the quantization operation result is fed back to the base station.

상기 MS는 인접 채널들 간 phase difference를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 피드백하기 이전에 다수의 채널들 중 기준이 되는 기준 채널(reference channel), 일 예로 채널 벡터 f₁을 미리 결정되어 있는 constellation를 기반으로 양자화하고, 상기 양자화 결과를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 송신해야 한다. The MS based on a constellation which is predetermined for a plurality of channels of the reference channel serving as a reference of the (reference channel), one example of channel vector f ₁ prior to feeding back the feedback information indicative of a phase difference between the adjacent channels to the base station And transmits feedback information indicating the quantization result to the base station.

상기 phase difference는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. The phase difference can be expressed by the following equation (4).

<수학식 4>&Quot; (4) "

상기 수학식 4에서, h_m은 채널 행렬

이 포함하는 스칼라 엘리먼트(scalar element), 즉 상기 기지국이 지원하는 다수의 안테나들 중 안테나 m과 상기 MS간의 채널 벡터를 나타내며,

은 스칼라 채널(scalar channel)의 크기가 1로 노말라이징(normalizing)된 채널 엘리먼트를 나타낸다.In Equation (4), h _m denotes a channel matrix

Denotes a scalar element including a channel vector between an antenna m and the MS among a plurality of antennas supported by the base station,

Represents a channel element whose scalar channel is normalized to 1 in size.

본 발명의 일 실시예에서는 MS가 기지국으로 채널의 phase difference를 송신하는 방식을 사용하기 때문에 일반적인 스칼라 양자화(Scalar Quantization: SQ, 이하 “SQ”라 칭하기로 한다) 방식과는 다른 새로운 constellation을 설계해야 한다. In an embodiment of the present invention, since the MS uses a method of transmitting a phase difference of a channel to a base station, a new constellation different from a conventional Scalar Quantization (SQ) scheme do.

즉, 인접 채널들간 correlation이 전혀 존재하지 않는 채널 상황에서는, phase difference의 분포가 균일하기 때문에 일반적인 TCQ 방식에서 사용되는 constellation을 그대로 사용하는 것이 가능하나, 인접 채널들간 correlation이 비교적 높은 환경일 경우에는 일반적인 TCQ 방식에서 사용되는 constellation을 그대로 사용하는 것보다는 상기 인접 채널들간 correlation이 존재하는 채널 환경에 적합하게 압축된, 새로운 constellation을 사용하는 것이 바람직하다. 이하, 설명의 편의상 인접 채널들간 correlation이 존재하는 채널 환경을 “correlation 채널 환경”이라 칭하기로 한다. That is, in a channel situation where there is no correlation between adjacent channels, the constellation used in the general TCQ scheme can be used as it is because the distribution of the phase difference is uniform. However, when the correlation between adjacent channels is relatively high, It is preferable to use a new constellation which is compressed for a channel environment in which there is a correlation between the adjacent channels, rather than using the constellation used in the TCQ scheme as it is. Hereinafter, for convenience of description, a channel environment in which correlation exists between adjacent channels will be referred to as a " correlation channel environment ".

그러면 여기서 도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 DTCQ 방식에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a DTCQ scheme in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 DTCQ 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. 6A and 6B are views schematically illustrating a DTCQ scheme in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 6a 및 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 DTCQ 방식은 인접 채널들간 phase difference를 고려하여 일반적인 TCQ 방식에서 사용되는 constellation을 그대로 사용하지 않고 correlation channel에 적합하게 압축한다. As shown in FIGS. 6A and 6B, the DTCQ scheme according to an embodiment of the present invention compresses the correlation channel to a correlation channel without considering constellation used in a general TCQ scheme considering phase differences between adjacent channels .

그러면 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 correlation channel에 적합하게 constellation을 압축하는 방식에 대해서 설명하기로 한다. 이하, 설명의 편의상 DTCQ 방식에서 사용되는, 압축된 constellation을 “DTCQ constellation”이라 칭하기로 한다.Hereinafter, a method of compressing constellation suitable for a correlation channel according to an embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the compressed constellation used in the DTCQ scheme will be referred to as " DTCQ constellation ".

먼저, 상기 DTCQ constellation 생성 방식은 다음과 같이 크게 세 가지 방식들, 즉 제1 DTCQ constellation 생성 방식과, 제2 DTCQ constellation 생성 방식과, 제3 DTCQ constellation 생성 방식으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 제1 DTCQ constellation 생성 방식과, 제2 DTCQ constellation 생성 방식과, 제3 DTCQ constellation 생성 방식 각각에 대해서 설명하면 다음과 같다. The DTCQ constellation generation method can be roughly classified into three schemes as follows: a first DTCQ constellation generation method, a second DTCQ constellation generation method, and a third DTCQ constellation generation method. Here, the first DTCQ constellation generation method, the second DTCQ constellation generation method, and the third DTCQ constellation generation method will be described as follows.

첫 번째로, 상기 제1 DTCQ constellation 생성 방식은 인접 채널들간의 phase difference의 표준 편차를 검출하고, 상기 검출한 표준 편차를 균등하게 양자화하는 방식을 나타낸다. First, the first DTCQ constellation generation scheme detects a standard deviation of a phase difference between adjacent channels and quantizes the detected standard deviation evenly.

두 번째로, 상기 제2 DTCQ constellation 생성 방식은 인접 채널들간의 phase difference의 분포도를 가우시안(Gaussian, 이하 “Gaussian”라 칭하기로 한다)으로 근사화(approximation)하고, 이후 확률에 따라 상기 Gaussian을 양자화하는 방식을 나타낸다. Second, the second DTCQ constellation generation method approximates the distribution of the phase difference between adjacent channels to Gaussian (Gaussian), and then quantizes the Gaussian according to the probability .

세 번째로, 상기 제3 DTCQ constellation 생성 방식은 로이드 최대 알고리즘(Lloyd max algorithm, 이하 “Lloyd max algorithm”라 칭하기로 한다)을 기반으로 하는 양자화 방식을 나타낸다. Third, the third DTCQ constellation generation method represents a quantization method based on a Lloyd max algorithm (hereinafter referred to as " Lloyd max algorithm ").

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1 DTCQ constellation 생성 방식과, 제2 DTCQ constellation 생성 방식과, 제3 DTCQ constellation 생성 방식 중 상기 Lloyd max algorithm를 사용하는 양자화 방식인 제3 DTCQ constellation 생성 방식이 가장 좋은 양자화 성능을 나타낸다. In an embodiment of the present invention, the third DTCQ constellation generation method, the second DTCQ constellation generation method, and the third DTCQ constellation generation method, which is the quantization method using the Lloyd max algorithm, And exhibits good quantization performance.

그러면 여기서, 상기 제1 DTCQ constellation 생성 방식과, 제2 DTCQ constellation 생성 방식과, 제3 DTCQ constellation 생성 방식 각각에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the first DTCQ constellation generation method, the second DTCQ constellation generation method, and the third DTCQ constellation generation method will be described in more detail as follows.

첫 번째로, 상기 제1 DTCQ constellation 생성 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다. First, the first DTCQ constellation generation method will be described as follows.

먼저, 도 5b는 상관 계수(correlation factor, 이하 “correlation factor”라 칭하기로 한다)에 따른 표준 편차 σ값을 도시하고 있다. 여기서, 상기 상관 계수는 인접 채널들간 상관 정도를 나타내는 계수를 나타낸다. 상기 correlation factor에 따른 표준 편차 σ값은 평균(도 5b의 경우 0)으로부터 평균적으로

값만큼의 차이를 갖는다는 의미를 나타낸다. 여기서, 상기 인접 채널들간 phase difference를 길이 4σ의 유니폼 분포(uniform distribution, 이하 “uniform distribution”라 칭하기로 한다)라고 가정하면, 도 7에 나타낸 바와 같은 양자화 방식이 수행되는 것이 가능하다. 5B shows a standard deviation sigma value according to a correlation factor (hereinafter referred to as " correlation factor "). Here, the correlation coefficient indicates a coefficient indicating a degree of correlation between adjacent channels. The standard deviation sigma value according to the correlation factor is averaged from an average

And the difference between the values is shown. Assuming that the phase difference between the adjacent channels is a uniform distribution having a length of 4σ, the quantization scheme as shown in FIG. 7 can be performed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 표준 편차를 이용하여 채널 벡터를 균등하게 양자화하는 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a method of uniformly quantizing a channel vector using a standard deviation in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 7을 설명하기에 앞서, 도 5b에는 correlation factor에 따른 표준 편차 σ 값이 도시되어 있으며, 상기 correlation factor에 따른 표준 편차 σ값은 평균(도 5b의 경우 0)으로부터 평균적으로

값만큼의 차이를 갖는다는 의미를 나타낸다. 따라서, 상기 인접 채널들간 phase difference를 길이 4σ의 uniform distribution로 가정하면, 도 7에 나타낸 바와 같이 채널 벡터를 균등하게 양자화하는 것이 가능하게 된다. Prior to describing FIG. 7, FIG. 5B shows the standard deviation sigma value according to the correlation factor, and the standard deviation sigma value according to the correlation factor is averaged from an average (0 in FIG. 5B)

And the difference between the values is shown. Therefore, assuming that the phase difference between adjacent channels is a uniform distribution having a length of 4σ, it is possible to quantize the channel vector evenly as shown in FIG.

두 번째로, 상기 제2 DTCQ constellation 생성 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다. Second, the second DTCQ constellation generation method will be described as follows.

먼저, 도 5a에는 인접 채널들간 phase difference의 분포, 즉 위상 분포(phase distribution, 이하 “phase distribution”라 칭하기로 한다)가 도시되어 있으며, 이런 phase distribution 형태를 Gaussian 형태로 가정하여 constellation을 설정할 수 있다. 상기 인접 채널들간 phase difference의 평균값은 0이고, 표준 편차 σ 값은 correlation factor를 기반으로 검출될 수 있으므로, 상기 인접 채널들간 phase distribution은 하기 수학식 5과 같이 근사화될 수 있다. 5A shows a phase distribution (phase distribution) between adjacent channels, and a constellation can be set assuming that the phase distribution is a Gaussian form . Since the average value of phase differences between adjacent channels is 0 and the standard deviation sigma value can be detected based on a correlation factor, the phase distribution between adjacent channels can be approximated as shown in Equation (5).

<수학식 5>&Quot; (5) "

상기 수학식 5에서, f(Δ)는 Δ에 대한 확률을 나타낸다. 여기서, Δ는 인접 채널들간 phase difference를 나타낸다.In Equation (5), f (?) Represents a probability for?. Where A represents the phase difference between adjacent channels.

따라서, 상기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 인접 채널들간 phase distribution은 도 8과 같이 나타낼 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 Gaussian 근사화 방식을 사용하는 양자화 방식을 기반으로 하는 인접 채널들 간 phase distribution에 대한 확률 그래프를 도시한 도면이다. Therefore, the phase distribution between adjacent channels as shown in Equation (5) can be expressed as shown in FIG. FIG. 8 is a graph illustrating a probability graph for phase distribution between adjacent channels based on a quantization scheme using a Gaussian approximation method in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 8에 도시되어 있는 Gaussian 근사화 방식을 사용하는 양자화 방식을 기반으로 하는 인접 채널들 간 phase distribution에 대한 확률 그래프는 상기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 인접 채널들간 phase distribution에 대한 확률을 그래프로 나타낸 것이다. A probability graph for phase distribution between adjacent channels based on the quantization scheme using the Gaussian approximation scheme shown in FIG. 8 is a graph showing a probability for phase distribution between adjacent channels as shown in Equation (5) .

도 8에 도시되어 있는 Gaussian 근사화 방식을 사용하는 양자화 방식을 기반으로 하는 인접 채널들 간 phase distribution에 대한 확률 그래프에서 각 단면의 확률 값이 균등하게 분할된 후, 그 중간 값이 양자화 값으로 사용된다. 도 8에 도시되어 있는 Gaussian 근사화 방식을 사용하는 양자화 방식을 기반으로 하는 인접 채널들 간 phase distribution에 대한 확률 그래프는 2비트들(4 분할) 양자화 방식의 일 예로 각 공간을 0.25 확률로 균등하게 분할한 후 그 중간 값(0.25)을 양자화 값이 사용될 경우의 Gaussian 근사화 방식을 사용하는 양자화 방식을 기반으로 하는 인접 채널들 간 phase distribution에 대한 확률 그래프이다. The probability values of the respective sections are equally divided in the probability graph for the phase distribution between adjacent channels based on the quantization scheme using the Gaussian approximation scheme shown in FIG. 8, and then the intermediate value is used as a quantization value . The probability graph for the phase distribution between adjacent channels based on the quantization scheme using the Gaussian approximation scheme shown in FIG. 8 is an example of a 2-bit (quadrature) quantization scheme in which each space is equally divided (0.25) is a probability graph for phase distribution between adjacent channels based on a quantization scheme using a Gaussian approximation method when a quantization value is used.

세 번째로, 상기 제3 DTCQ constellation 생성 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다. Third, the third DTCQ constellation generation method will be described as follows.

먼저, 상기 제3 DTCQ constellation 생성 방식은 Lloyd max algorithm을 기반으로 하는 양자화 방식이며, 상기 Lloyd max algorithm은 최적의 양자화 집합(quantization set) 값을 반복(iteration, 이하 “iteration”라 칭하기로 한다) 동작을 통해 검출하는 방식이다. 즉, 상기 Lloyd max algorithm은 초기 양자화 집합 값을 디폴트(default) 값으로 임의로 설정하고, 이후, 양자화될 phase difference들의 샘플(sample)들을 비교적 많이 발생시키고, 상기 샘플들을 사용하여 양자화 집합을 결정할 수 있다.The third DTCQ constellation generation method is a quantization method based on a Lloyd max algorithm. The Lloyd max algorithm performs an iteration (hereinafter, referred to as "iteration") operation of an optimal quantization set value As shown in FIG. That is, the Lloyd max algorithm may arbitrarily set an initial quantization set value as a default value, and then relatively generate a large number of samples of phase differences to be quantized, and determine a quantization set using the samples .

상기에서는 상기 제1 DTCQ constellation 생성 방식과, 제2 DTCQ constellation 생성 방식과, 제3 DTCQ constellation 생성 방식 각각에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제3 DTCQ constellation 생성 방식을 기반으로 constellation을 생성하는 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.The first DTCQ constellation generation method, the second DTCQ constellation generation method, and the third DTCQ constellation generation method are described above. Next, with reference to FIG. 9, a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention A process of generating a constellation based on the third DTCQ constellation generation method will be described below.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제3 DTCQ constellation 생성 방식을 기반으로 constellation을 생성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 9 is a diagram schematically illustrating a process of generating a constellation based on a third DTCQ constellation generation method in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시되어 있는 제3 DTCQ constellation 생성 방식을 기반으로 constellation을 생성하는 과정은 correlation 별 iteration 회수에 따른 constellation을 생성하는 과정이다. The process of generating a constellation based on the third DTCQ constellation generating method shown in FIG. 9 is a process of generating a constellation according to the number of iterations per correlation.

도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 일반적인 TCQ 방식에 따른 constellation 생성 과정에서는 iteration 회수가 “0”으로 고려되지만(iteration = 0), 상기 제3 DTCQ constellation 생성 방식을 기반으로 하는 constellation 생성 과정에서는 iteration 회수를 기반으로 생성되는 constellation이 변화하게 된다. 즉, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 correlation factor와 iteration 회수를 기반으로 constellation이 변화됨을 알 수 있다. 도 9에는 correlation factor ρ가 0.5(correlation factor ρ = 0.5)이고, iteration 회수가 10(iteration = 10)일 경우의 constellation과, correlation factor ρ가 0.9(correlation factor ρ = 0.9)이고, iteration 회수가 10(iteration = 10)일 경우의 constellation이 도시되어 있다. 9, in the process of generating the constellation according to the general TCQ scheme, the iteration count is considered as "0" (iteration = 0), but in the process of generating the constellation based on the third DTCQ constellation generation scheme, The constellation generated is changed. That is, as shown in FIG. 8, the constellation is changed based on the correlation factor and the iteration count. 9 shows the constellation when the correlation factor ρ is 0.5 (correlation factor ρ = 0.5) and the iteration number is 10 (iteration = 10), and the correlation factor ρ is 0.9 (correlation factor ρ = 0.9) (iteration = 10).

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 인접 채널들간 phase difference를 기반으로 실제 채널 벡터를 복원하는 방식을 사용하기 때문에, 비교적 작은 에러(error)가 점점 누적되어 비교적 큰 에러가 발생되는 에러 전파(error propagation, 이하 “error propagation”라 칭하기로 한다) 현상이 발생될 수도 있다. In an embodiment of the present invention, a method of restoring an actual channel vector based on a phase difference between adjacent channels is used. Therefore, an error propagation in which relatively small errors are gradually accumulated, (Hereinafter referred to as " error propagation ") phenomenon may occur.

따라서, 이런 error propagation 현상을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같이 트렐리스 디코딩(trellis decoding) 방식의 메트릭(metric, 이하 “metric”라 칭하기로 한다)을 수정하여 사용할 수 있다.Therefore, in order to solve the error propagation phenomenon, in an embodiment of the present invention, a metric (hereinafter referred to as " metric ") of a trellis decoding scheme is modified as shown in Equation (6) Can be used.

<수학식 6>&Quot; (6) "

상기 수학식 6에서,

은 constellation 상의 위상(phase) 값을 나타내며, n은 constellation 인덱스(constellation index)를 나타내며, m은 안테나 인덱스(antenna index)를 나타낸다. 상기 수학식 6은 트렐리스 디코딩 동작이 수행될 때 각각의 스테이지(stage, 이하 “stage”라 칭하기로 한다)에서 metric 계산이 독립적으로 수행되는 것이 아니라, 이전의 stage에 대한 경로 메트릭(path metric, 이하 “path metric”라 칭하기로 한다) 값들이 모두 고려된다는 것을 나타낸다. In Equation (6)

Denotes a phase value on a constellation, n denotes a constellation index, and m denotes an antenna index. Equation (6) does not indicate that the metric calculation is performed independently in each stage when the trellis decoding operation is performed, but the path metric for the previous stage (Hereinafter, referred to as " path metric ") values are all considered.

일 예로, stage1의

과정에서는

값 하나만 결정되면 되지만, stage2의

과정에서는

값이 결정된 상태에서 다시

값이 고려되기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 DTCQ metric이 사용될 경우 기존 TCQ metric이 사용될 경우에 비해 그 성능 측면에서 이득이 발생함을 알 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 상기에서 설명한 바와 같은, DTCQ 방식에서 사용되는 metric을 “DTCQ metric”이라 칭하기로 한다. As an example,

In the course

Only one value should be determined, but in stage2

In the course

Once the value has been determined,

The DTCQ metric according to an exemplary embodiment of the present invention shows a gain in terms of performance compared to the case where the existing TCQ metric is used. Hereinafter, for convenience of explanation, the metric used in the DTCQ scheme as described above will be referred to as " DTCQ metric ".

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 DTCQ metric에 대한 성능을 추가적으로 향상시키기 위해 인접 채널들간 phase difference를 최소화시키는 것이 아니라, 상기 인접 채널들간 phase difference에 대한 내적을 최대화시키는 metric을 고려할 수도 있으며, 이는 하기 수학식 7에 나타낸 바와 같다.In addition, in order to further improve the performance of the DTCQ metric, the metric for maximizing the inner product of the phase difference between adjacent channels may be considered, instead of minimizing the phase difference between adjacent channels. (7) " (7) "

<수학식 7>&Quot; (7) "

한편, 상기에서 설명한 바와 같이 error propagation 현상을 감소시키기 위해서 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 수학식 6에서 설명한 바와 같은 방식을 기반으로 하는 피드백 방식을 사용하거나, 혹은 MS가 기지국으로 채널 엘리먼트의 절대치를 미리 설정되어 있는 설정 주기마다 송신할 수 있다. 이하, 설명의 편의상 상기 수학식 6을 기반으로 하는 error propagation 현상 감소 방식을 “제1 error propagation 현상 감소 방식”이라 칭하기로 하고, 혹은 MS가 기지국으로 채널 엘리먼트의 절대치를 미리 설정되어 있는 설정 주기마다 송신하는 error propagation 현상 감소 방식을 “제2 error propagation 현상 감소 방식”이라 칭하기로 한다.In order to reduce the error propagation phenomenon as described above, in an embodiment of the present invention, a feedback scheme based on the scheme described in Equation (6) may be used, or an MS may transmit an absolute value of a channel element Can be transmitted every preset period. Hereinafter, for convenience of explanation, the error propagation phenomenon reduction method based on Equation (6) is referred to as a " first error propagation phenomenon reduction method ", or the MS determines the absolute value of the channel element The transmission method of reducing the error propagation phenomenon will be referred to as " second error propagation phenomenon reduction method ".

그러면 여기서 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 error propagation 현상을 감소시키는 과정에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a process of reducing an error propagation phenomenon in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 error propagation 현상을 감소시키는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 10 is a diagram schematically illustrating a process of reducing an error propagation phenomenon in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 제1 error propagation 현상 감소 방식이 사용될 경우, MS(도 10에 별도로 도시되지 않음)는 채널 엘리먼트의 절대값, 즉 채널 엘리먼트의 양자화 값, 일 예로 f₁을 기지국(도 10에 별도로 도시되지 않음)으로 송신함을 알 수 있다. 이와는 달리, 제2 error propagation 현상 감소 방식이 사용될 경우, 상기 MS는 미리 설정되어 있는 설정 주기마다, 일 예로

번째 안테나 인덱스에 해당하는 주기마다 채널 엘리먼트의 절대값들, 즉 채널 엘리먼트의 양자화 값들, 일 예로 f₁과, f_l과, f_2l과, f_Kl을 송신함을 알 수 있다. 10, the first case 1 error propagation phenomenon reduction method is used, MS (not shown separately in Fig. 10) is the absolute value of the channel element, i.e. the base station to the quantized value of the channel element, In one embodiment f ₁ (Fig. 10 (Not shown separately in FIG. Alternatively, when the second error propagation phenomenon reducing method is used, the MS may perform a predetermined error correction

The quantization values of the channel element, for example, f ₁ , f ₁ , f _2l , and f _Kl are transmitted for every period corresponding to the ith antenna index.

따라서, 상기 제1 error propagation 현상 감소 방식 및 제2 error propagation 현상 감소 방식 모두는 기존 TCQ 방식에 비해 error propagation 현상을 감소시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that both the first error propagation phenomenon reducing method and the second error propagation phenomenon reducing method can reduce the error propagation phenomenon as compared with the conventional TCQ method.

한편, MS는 인접 채널들간 phase difference에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 피드백해야 한다. 여기서, 상기 MS가 상기 기지국으로 피드백해야할 피드백 정보 비트 수는 하기 수학식 8에 나타낸 바와 같은 조건을 만족해야 한다. Meanwhile, the MS must feed back feedback information including information on phase difference between adjacent channels to the base station. Here, the number of feedback information bits to be fed back to the base station by the MS must satisfy the following Equation (8).

<수학식 8>&Quot; (8) "

상기 수학식 8에서, B_tot는 상기 MS가 상기 기지국으로 송신하는 총 피드백 정보 비트들의 개수를 나타내고, B는 안테나에 대한 채널 엘리먼트당 양자화 비트들의 개수를 나타낸다.In Equation (8), B _tot denotes the total number of feedback information bits transmitted to the base station by the MS, and B denotes the number of quantization bits per channel element for the antenna.

상기 수학식 8에 나타낸 바와 같은 조건을 만족하도록 피드백 정보 비트수가 결정되는 이유는, trellis 구조는 일반적으로 1/2, 2/3, 3/4 등과 같이 입력 비트들의 개수와 출력 비트들의 개수 차이가 1로 설정되기 때문이다. 여기서, 일반적으로 trellis 인코더에 입력되는 입력 비트들의 개수가 2이고, 상기 trellis 인코더에서 출력되는 출력 비트들의 개수가 3일 경우 “2/3 trellis 인코더”라고 칭해지므로, trellis 구조가 1/2, 2/3, 3/4일 경우 상기에서 설명한 바와 같이 입력 비트들의 개수와 출력 비트들의 개수가 1로 설정됨을 알 수 있다. 진다. 여기서, 상기 인코딩 비트들의 개수와 디코딩 비트들의 개수 차이가 2 이상이 되도록 설정될 수도 있지만, 이는 trellis 기반 구조의 양자화 성능을 심각하게 열화시키기 때문에 본 발명의 일 실시예에서는 인코딩 비트들의 개수와 디코딩 비트들의 개수 차이를 1로 고정한다. 일 예로, 안테나에 대한 채널 엘리먼트당 양자화 비트들의 개수 B가 2이고(B=2), 안테나들의 개수 M_T가 8일 경우(M_T=8), 상기 MS가 상기 기지국으로 송신하는 총 피드백 정보 비트들의 개수는 8이 된다. The reason why the number of feedback information bits is determined to satisfy the condition shown in Equation (8) is that the trellis structure generally has a difference in the number of input bits and the number of output bits, such as 1/2, 2/3, 3/4, 1 < / RTI > In general, when the number of input bits input to the trellis encoder is 2 and the number of output bits output from the trellis encoder is 3, the trellis structure is referred to as " 2/3 trellis encoder & / 3, and 3/4, the number of input bits and the number of output bits are set to 1 as described above. Loses. In this case, the difference between the number of encoding bits and the number of decoding bits may be set to be 2 or more. However, since this greatly degrades the quantization performance of the trellis based structure, Is fixed to 1. For example, when the number B of quantization bits per channel element for an antenna is 2 (B = 2) and the number M _T of antennas is 8 (M _T = 8), the total feedback information transmitted by the MS to the base station The number of bits is eight.

한편, 상기에서 설명한 바와 같이 계산된 수치인 B_tot = 8은 현재 전체 차원 다중 입력 다중 출력(Full Dimension-Multiple Input Multiple Output: FD-MIMO, 이하 “FD-MIMO”라 칭하기로 한다) 시스템에서 사용될 것으로 예상되는 제어 채널(control channel) 영역에서 지원하는 최대 피드백 정보 비트 개수인 13을 초과하지 않지만,

이거나 B =2 이상인 경우 13비트 이상의 피드백 정보 비트들이 필요할 수 있게 된다. Meanwhile, B _tot = 8, which is a calculated value as described above, is used in a FD-MIMO (FD-MIMO) system currently in use as a full-dimension multiple input multiple output But does not exceed 13, the maximum number of feedback information bits supported in the control channel region,

Or B = 2 or more, 13-bit or more feedback information bits may be required.

따라서, 데이터 채널(data channel) 영역을 사용하여 피드백 정보를 피드백할 수 있다면, 상기 피드백 정보 비트수를 반드시 13 미만으로 설정해야 하는 제한은 해결될 수 있지만, 일반적으로 통신 시스템에서 피드백 정보 비트수를 증가시키는 것은 바람직하지 않다. 즉, 피드백 정보는 사용자 데이터가 아닌 제어 정보이므로, 상기 피드백 정보의 송신에 필요한 비트들의 개수 증가는 상기 통신 시스템의 자원 효율성을 저하시킬 수 있고, 따라서 어떤 이유로든 피드백 정보 비트수를 증가시키는 것은 바람직하지 않을 수 있다.Therefore, if the feedback information can be fed back using the data channel region, the restriction that the number of feedback information bits must be set to less than 13 can be solved, but in general, Is not desirable. That is, since the feedback information is not the user data but the control information, the increase in the number of bits necessary for transmission of the feedback information may degrade the resource efficiency of the communication system, and therefore it is preferable to increase the number of feedback information bits for some reason I can not.

그러면 여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 피드백 정보 비트수를 감소시키는 방식에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같습니다. Hereinafter, a method of reducing the number of feedback information bits in the Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 피드백 정보 비트 수를 감소시키는 방식은 크게 두 가지 방식들, 즉 기지국이 지원하는 안테나들을 미리 설정되어 있는 설정 개수씩 안테나 그룹으로 그룹화하고, 그 그룹화된 안테나들을 1개의 가상 안테나로 간주하는 방식을 사용하는 피드백 정보 비트 수 감소 방식과, 기지국에서 지원하는 안테나 인덱스들을 미리 설정되어 있는 값만큼 점핑(jumping)하여 해당 안테나 인덱스에 해당하는 안테나에 대한 채널 엘리먼트에 대해서만 양자화 동작을 수행하는 피드백 정보 비트 수 감소 방식으로 구분될 수 있다. 이하, 설명의 편의상 기지국이 지원하는 안테나들을 그룹화하여 그 그룹화된 안테나들을 가상 안테나로 간주하는 방식을 기반으로 하는 피드백 정보 비트 수 감소 방식을 “제1 피드백 정보 비트 수 감소 방식”이라 칭하기로 하고, 상기 기지국에서 지원하는 안테나 인덱스들을 미리 설정되어 있는 값만큼 점핑하여 해당 안테나 인덱스에 해당하는 안테나에 대한 채널 엘리먼트에 대해서만 양자화 동작을 수행하는 피드백 정보 비트 수 감소 방식을 “제2 피드백 정보 비트 수 감소 방식”이라 칭하기로 한다. The method of reducing the number of feedback information bits in the Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention can be roughly divided into two methods, i.e., grouping the antennas supported by the base station into antenna groups by a preset number of antennas, A method of reducing the number of feedback information bits using a method of considering grouped antennas as one virtual antenna, a method of jumping the antenna indexes supported by the base station by a preset value, And a feedback information bit number reduction method for performing a quantization operation only for a channel element. Hereinafter, for convenience of description, the feedback information bit number reduction method based on a method of grouping the antennas supported by the base station and considering grouped antennas as virtual antennas will be referred to as " first feedback information bit number reduction method " A feedback information bit number reduction method for jumping the antenna indexes supported by the base station by a predetermined value to perform a quantization operation only on channel elements for the antenna corresponding to the antenna index is called "Quot;

그러면 여기서 상기 제1 피드백 정보 비트 수 감소 방식과 제2 피드백 정보 비트 수 감소 방식 각각에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the first feedback information bit number reduction scheme and the second feedback information bit number reduction scheme will be described in detail.

첫 번째로, 도 11a를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제1 피드백 정보 비트 수 감소 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다. First, referring to FIG. 11A, a method of reducing the number of first feedback information bits in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described.

도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제1 피드백 정보 비트 수 감소 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 11A is a diagram schematically illustrating a method of reducing the number of first feedback information bits in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 11a를 참조하면, MS(도 11a에 별도로 도시되어 있지 않음)는 기지국에서 지원하는 안테나들을 미리 설정되어 있는 설정 개수 단위로 그룹핑하여 가상 안테나들을 생성할 수 있다. 즉, 도 11a에 도시되어 있는 바와 같이 MS는 기지국에서 지원하는 안테나들을 2개의 안테나들 단위로 그룹핑하여 가상 안테나들을 생성한다. 일 예로, 상기 기지국이 8개의 안테나들을 지원하고, 2개 안테나들 단위로 안테나들을 그룹핑할 경우, 총 4개의 가상 안테나들이 생성될 수 있다. 따라서, MS는 2개의 안테나들을 1개의 가상 안테나로 간주하여 그 가상 안테나들에 대한 인접 채널들간 phase difference를 DTCQ 방식을 기반으로 양자화하고, 상기 양자화된 결과를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 피드백한다. Referring to FIG. 11A, an MS (not shown in FIG. 11A) may generate virtual antennas by grouping the antennas supported by the base station in units of a preset number. That is, as shown in FIG. 11A, the MS generates virtual antennas by grouping the antennas supported by the base station in units of two antennas. For example, when the base station supports eight antennas and groups antennas by two antennas, a total of four virtual antennas may be generated. Therefore, the MS regards two antennas as one virtual antenna, quantizes the phase difference between adjacent channels for the virtual antennas based on the DTCQ scheme, and feeds feedback information indicating the quantized result to the base station.

도 11a에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제1 피드백 정보 비트 수 감소 방식에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11b를 참조하여 상기 제2 피드백 정보 비트 수 감소 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다. 11A, a first feedback information bit number reduction method is described in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention. Next, referring to FIG. 11B, the second feedback information bit number reduction method will be described. same.

도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제2 피드백 정보 비트 수 감소 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. 11B is a diagram schematically illustrating a method of reducing the number of second feedback information bits in the Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 11b를 참조하면, MS(도 11b에 별도로 도시되어 있지 않음)는 기지국이 지원하는 안테나들 모두에 대한 채널 엘리먼트들에 대해서 양자화 동작을 수행하는 것이 아니라, 점핑 계수(jumping factor, 이하 “jumping factor”라 칭하기로 한다) τ만큼 떨어진 안테나 인덱스들에 해당하는 안테나들에 대한 phase difference만을 DTCQ 방식을 기반으로 양자화 동작을 수행하는 방식이다. 이때, 양자화 동작이 수행되지 않는 안테나들에 대한 양자화 값은 상기 양자화 동작이 수행되지 안테나들의 안테나 인덱스 바로 다음 혹은 상기 양자화 동작이 수행되지 안테나들의 안테나 인덱스 바로 이전의 안테나 인덱스를 가지는 안테나들에 대해 생성된 양자화 값과 동일하게 설정될 수 있다. 즉, 양자화 동작이 수행된 안테나들에 대한 피드백 정보는 양자화 동작이 수행되지 않은 안테나들에 대한 피드백 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 11B, the MS (not separately shown in FIG. 11B) does not perform a quantization operation on channel elements for all of the antennas supported by the base station, but uses a jumping factor Quot;) < / RTI > < RTI ID = 0.0 > tau < / RTI > At this time, the quantization values for the antennas for which the quantization operation is not performed are generated for the antennas having the antenna index immediately after the antenna index of the antennas for which the quantization operation is performed or immediately before the antenna index of the antennas for which the quantization operation is performed Lt; RTI ID = 0.0 > quantization < / RTI > That is, the feedback information for the antennas on which the quantization operation is performed can be set equal to the feedback information on the antennas for which the quantization operation is not performed.

도 11b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 제2 피드백 정보 비트 수 감소 방식에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템의 피드백 정보 송/수신 과정에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 11B, the second feedback information bit number reduction method in the massive MIMO system according to the embodiment of the present invention has been described. Next, referring to FIG. 12, the feedback information signal in the massive MIMO system according to the embodiment of the present invention / Reception process will be described.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템의 피드백 정보 송/수신 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a process of transmitting / receiving feedback information in a Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 상기 Massive MIMO 시스템은 기지국(1210)과 MS(1220)를 포함한다. Referring to FIG. 12, the Massive MIMO system includes a BS 1210 and an MS 1220.

상기 MS(1220)는 상기 기지국(1210)으로 다운링크 신호를 송신해줄 것을 요청하는 다운링크 송신 요청 메시지를 송신한다(1211단계). 상기 다운링크 신호는 다양한 신호들을 포함할 수 있으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The MS 1220 transmits a downlink transmission request message requesting the base station 1210 to transmit a downlink signal (step 1211). The downlink signal may include various signals, and a detailed description thereof will be omitted here.

상기 MS(1220)로부터 다운링크 송신 요청 메시지를 수신한 기지국(1210)은 트렐리스 성상도 지시자(Trellis Constellation Indicator: TCI, 이하 “TCI”라 칭하기로 한다)를 결정한다(1213단계). 여기서, 상기 기지국(1210)은 공간적으로 상관되는 채널 환경에 대한 정보를 업링크를 통해 추정할 수 있기 때문에, correlation 관련 정보 역시 미리 검출할 수 있다. 또한, 상기 TCI는 상기 기지국(1210)이 상기 MS(1220)에게 DTCQ 방식에서 사용될 constellation을 나타내는 지시자로서, 상기 TCI가 일 예로 3비트로 구현될 수 있다고 가정하면 상기 TCI는 하기 표 1에서와 같이 correlation을 기반으로 constellation을 정의할 수 있다. Upon receiving the downlink transmission request message from the MS 1220, the BS 1210 determines a Trellis Constellation Indicator (TCI) (step 1213). Herein, since the BS 1210 can estimate the information on the spatially correlated channel environment on the uplink, the correlation-related information can be detected in advance. The TCI is an indicator indicating the constellation to be used in the DTCQ scheme by the BS 1210. Assuming that the TCI can be implemented with 3 bits, for example, the TCI may be correlated You can define a constellation based on

<표 1><Table 1>

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, TCI는 TCI 인덱스와, correlation factor와, 코드북이 매핑되는 형태로 정의될 수 있으며, 표 1에는 양자화 비트들의 개수 B가 3일 경우의 TCI가 표현되어 있다.As shown in Table 1, TCI can be defined by a TCI index, a correlation factor, and a codebook mapped type. Table 1 shows TCI when the number B of quantization bits is 3.

상기 기지국(1210)은 TCI를 결정한 후, 상기 MS(1220)로 RS, 일 예로 파일럿(pilot) 신호를 송신하고, 또한 이와 동시에 상기 MS(1220)로 상기 결정한 TCI를 송신한다(1215단계). 여기서, 상기 TCI는 일 예로 특정 메시지 등을 통해서 송신될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.After determining the TCI, the BS 1210 transmits an RS, for example, a pilot signal to the MS 1220 and simultaneously transmits the determined TCI to the MS 1220 in step 1215. Here, the TCI can be transmitted through a specific message or the like, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 기지국(1210)으로부터 상기 파일럿 신호 및 TCI를 수신한 상기 MS(1220)는 상기 수신한 TCI를 기반으로 상기 MS(1220) 자신이 사용할 코드북을 결정하고, 상기 결정한 코드북을 사용하여 DTCQ 방식을 기반으로 하는 디코딩 동작을 수행한다(1217단계). Upon receiving the pilot signal and the TCI from the BS 1210, the MS 1220 determines a codebook to be used by the MS 1220 based on the received TCI, and based on the determined codebook, (Step 1217).

상기 1217단계에서 상기 MS(1220)는 상기 DTCQ 방식을 기반으로 하는 디코딩 동작을 수행한 후, 상기 DTCQ 방식을 기반으로 하는 디코딩 동작 수행 결과, 일 예로 채널 상태 지시자(Channel Status Indicator: CSI, 이하 “CSI”라 칭하기로 한다)를 피드백한다(1219단계). 여기서, 상기 CSI는 일 예로 특정 메시지 등을 통해서 송신될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In step 1217, the MS 1220 performs a decoding operation based on the DTCQ scheme, and then performs a decoding operation based on the DTCQ scheme, for example, a channel status indicator (CSI) Quot; CSI ") (step 1219). Here, the CSI can be transmitted through a specific message, for example, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 MS(1220)로부터 CSI를 수신한 상기 기지국(1210)은 상기 수신한 CSI를 기반으로, 다운링크 데이터에 대해 DTCQ 방식을 기반으로 하는 인코딩 동작을 수행함으로써 다운링크 신호를 생성한다(1221단계). 그리고 나서, 상기 기지국(1210)은 상기 생성한 다운링크 신호를 상기 MS(1220)로 송신하다(1223단계). The BS 1210 receiving the CSI from the MS 1220 generates a downlink signal by performing an encoding operation based on the DTCQ scheme on the downlink data based on the received CSI (step 1221) . Then, the BS 1210 transmits the generated downlink signal to the MS 1220 (step 1223).

한편, 도 12가 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템의 피드백 정보 송/수신 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 12에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 12에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 12에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.12 illustrates a process of transmitting / receiving feedback information in the Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention, various modifications may be made to FIG. In one example, although the sequential steps are shown in FIG. 12, it is understood that the steps described in FIG. 12 may overlap, occur in parallel, occur in different orders, or occur multiple times.

도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템의 피드백 정보 송/수신 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 기지국의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다. 12, the process of transmitting / receiving feedback information in the Massive MIMO system according to an embodiment of the present invention has been described. Referring to FIG. 13, in the massive MIMO system according to an embodiment of the present invention, Will be described.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 13 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a base station in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 기지국(1300)은 송신기(1311)와, 제어기(1313)와, 수신기(1315)와, 저장 유닛(1317)을 포함한다. 13, the base station 1300 includes a transmitter 1311, a controller 1313, a receiver 1315, and a storage unit 1317.

상기 제어기(1313)는 상기 기지국(1300)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 상기 기지국(1300)이 채널 관련 정보를 송/수신하는 동작에 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 여기서, 상기 기지국(1300)이 수행하는 채널 관련 정보를 송/수신하는 동작에 관련된 동작은 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 동일하며, 따라서 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The controller 1313 controls the overall operation of the base station 1300, and in particular controls the base station 1300 to perform operations related to transmitting / receiving channel related information. Herein, the operations related to the operation of transmitting / receiving the channel related information performed by the base station 1300 are the same as those described with reference to FIG. 6 to FIG. 12, and a detailed description thereof will be omitted here.

상기 송신기(1311)는 상기 제어기(1313)의 제어에 따라 다른 엔터티들로 각종 신호들 및 메시지들을 송신한다. The transmitter 1311 transmits various signals and messages to other entities under the control of the controller 1313.

또한, 상기 수신기(1315)는 상기 제어기(1313)의 제어에 따라 다른 엔터티들로부터 각종 신호들 및 메시지들을 수신한다. In addition, the receiver 1315 receives various signals and messages from other entities under the control of the controller 1313.

또한, 상기 저장 유닛(1317)은 상기 기지국(1300)이 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 같은 채널 관련 정보를 송/수신하는 동작을 수행하기 위한 각종 프로그램들과, 데이터들을 저장하고, 상기 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 같은 미디어 처리 동작을 수행하는 중에 발생한 데이터들을 저장한다.The storage unit 1317 stores various programs and data for performing the operation of transmitting / receiving channel related information as described with reference to FIGS. 6 to 12, And the data generated during the media processing operation as described with reference to FIG.

한편, 도 13에는 상기 기지국(1300)이 상기 송신기(1311)와, 제어기(1313)와, 수신기(1315)와, 저장 유닛(1317)이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 기지국(1300)은 상기 송신기(1311)와, 제어기(1313)와, 수신기(1315)와, 저장 유닛(1317) 중 적어도 하나가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.13 shows a case in which the base station 1300 includes the transmitter 1311, the controller 1313, the receiver 1315, and the storage unit 1317 as separate units. However, The base station 1300 may be implemented in a form in which at least one of the transmitter 1311, the controller 1313, the receiver 1315, and the storage unit 1317 is integrated.

도 13에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 기지국의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 MS의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다. 13, the internal structure of a base station in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention is described. Next, with reference to FIG. 14, an internal structure of a MS in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described .

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 MS의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 14 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a MS in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, MS(1400)는 송신기(1411)와, 제어기(1413)와, 수신기(1415)와, 저장 유닛(1417)을 포함한다. 14, MS 1400 includes a transmitter 1411, a controller 1413, a receiver 1415, and a storage unit 1417.

상기 제어기(1413)는 상기 MS(1400)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 상기 MS(1400)가 채널 관련 정보를 송/수신하는 동작에 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 여기서, 상기 MS(1400)가 수행하는 채널 관련 정보를 송/수신하는 동작에 관련된 동작은 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 동일하며, 따라서 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The controller 1413 controls the overall operation of the MS 1400, and particularly controls the MS 1400 to perform an operation related to an operation of transmitting / receiving channel related information. Here, the operations related to the operation of transmitting / receiving the channel related information performed by the MS 1400 are the same as those described with reference to FIG. 6 to FIG. 12, and a detailed description thereof will be omitted here.

상기 송신기(1411)는 상기 제어기(1413)의 제어에 따라 다른 엔터티들로 각종 신호들 및 메시지들을 송신한다. The transmitter 1411 transmits various signals and messages to other entities under the control of the controller 1413.

또한, 상기 수신기(1415)는 상기 제어기(1413)의 제어에 따라 다른 엔터티들로부터 각종 신호들 및 메시지들을 수신한다. In addition, the receiver 1415 receives various signals and messages from other entities under the control of the controller 1413.

또한, 상기 저장 유닛(1417)은 상기 MS(1400)가 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 같은 채널 관련 정보를 송/수신하는 동작을 수행하기 위한 각종 프로그램들과, 데이터들을 저장하고, 상기 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 같은 미디어 처리 동작을 수행하는 중에 발생한 데이터들을 저장한다.In addition, the storage unit 1417 stores various programs and data for performing the operation of the MS 1400 to transmit / receive channel related information as described with reference to FIGS. 6 to 12, And the data generated during the media processing operation as described with reference to FIG.

한편, 도 14에는 상기 MS(1400)가 상기 송신기(1411)와, 제어기(1413)와, 수신기(1415)와, 저장 유닛(1417)이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 MS(1400)는 상기 송신기(1411)와, 제어기(1413)와, 수신기(1415)와, 저장 유닛(1417) 중 적어도 하나가 통합된 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.14 shows a case where the MS 1400 has the transmitter 1411, the controller 1413, the receiver 1415 and the storage unit 1417 as separate units, The MS 1400 may be implemented in a form in which at least one of the transmitter 1411, the controller 1413, the receiver 1415, and the storage unit 1417 is integrated.

본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.Certain aspects of the invention may also be implemented as computer readable code in a computer readable recording medium. The computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable recording medium include a read-only memory (ROM), a random-access memory (RAM), CD-ROMs, magnetic tapes , Floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet). The computer readable recording medium may also be distributed over networked computer systems, and thus the computer readable code is stored and executed in a distributed manner. Also, functional programs, code, and code segments for accomplishing the present invention may be readily interpreted by programmers skilled in the art to which the invention applies.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 트래픽 처리 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. Also, it will be understood that an apparatus and method for transmitting / receiving channel-related information in a massive MIMO system according to an embodiment of the present invention can be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. Such arbitrary software may be stored in a memory such as, for example, a volatile or non-volatile storage device such as a storage device such as ROM or the like, or a memory such as a RAM, a memory chip, a device or an integrated circuit, , Or a storage medium readable by a machine (e.g., a computer), such as a CD, a DVD, a magnetic disk, or a magnetic tape, as well as being optically or magnetically recordable. A method of processing media traffic according to an exemplary embodiment of the present invention may be implemented by a computer or a mobile terminal including a controller and a memory, and the memory may store programs or programs including instructions for implementing the embodiments of the present invention It will be appreciated that this is an example of a machine-readable storage medium suitable for the following.

따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.Accordingly, the invention includes a program comprising code for implementing the apparatus or method as claimed in any of the claims herein, and a storage medium readable by a machine (such as a computer) for storing such a program. In addition, such a program may be electronically transported through any medium such as a communication signal transmitted via a wired or wireless connection, and the present invention appropriately includes the same.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 Massive MIMO 시스템에서 채널 관련 정보를 송/수신하는 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다. Also, in the massive MIMO system according to an embodiment of the present invention, an apparatus for transmitting / receiving channel-related information can receive and store the program from a program providing apparatus connected by wire or wireless. The program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the program processing apparatus to perform a predetermined content protection method, information necessary for the content protection method, and the like, and a wired or wireless communication with the graphics processing apparatus And a control unit for transmitting the program to the transceiver upon request or automatically by the graphic processing apparatus.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

Claims

A method for transmitting channel related information in a signal receiving apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system,
Quantizing an estimated channel vector between a signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered;
And transmitting the channel-related information based on the quantized channel vector to the signal transmission apparatus in the MIMO system.

The method according to claim 1,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a first constellation generation scheme based on a standard deviation of a phase difference between the adjacent channels. Channel related information transmission method.

3. The method of claim 2,
The first constellation generating method is a method of performing quantization on the channel vector by assuming that the phase difference between the adjacent channels is a uniform distribution of a standard deviation based on a correlation coefficient indicating the correlation, And transmitting the channel-related information to the MIMO system.

The method of claim 3,
When the standard deviation based on the correlation coefficient is?, The standard deviation?

Wherein the first channel information and the second channel information are different from each other.

The method according to claim 1,
The constellation used in the quantization scheme is generated based on a second constellation generation method based on approximating a distribution of phase differences between adjacent channels by Gaussian A method for transmitting channel related information of a signal receiving apparatus in a MIMO system.

6. The method of claim 5,
The second constellation generation method is a method of setting a constellation by assuming that the distribution of phase differences between adjacent channels is the Gaussian type,
Wherein the distribution of phase differences between adjacent channels is approximated as: < EMI ID = 17.0 >
&Lt; Equation &

In the above equation, f (?) Represents a probability for?,? Represents a difference in phase between adjacent channels, and? Represents a standard deviation based on a correlation coefficient indicating the correlation.

The method according to claim 1,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a Lloyd max algorithm. 7. The method of claim 1, wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a Lloyd max algorithm.

8. The method of claim 7,
Wherein the Lloyd max algorithm is a method of detecting an optimal quantization set value through an iterative operation.

8. The method of claim 7,
Wherein the Lloyd max algorithm is a method in which the constellation is changed based on the correlation coefficient indicating the correlation and the number of iterations.

The method according to claim 1,
And quantizing the channel vector based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered includes the step of quantizing the channel vector based on a metric as shown in the following equation A method for transmitting channel related information of a signal receiving apparatus in a MIMO system.
&Lt; Equation &

In the above equation,

The constellation represents the phase value on the (constellation), n denotes the constellation index (constellation index), m denotes an antenna indexes (antenna index), h _m is a channel matrix

&Lt; / RTI > representing a scalar element,

Is a channel element having a scalar channel size of 1 and normalized.

In the above equation,

The constellation represents the phase value on the (constellation), m denotes an antenna indexes (antenna index), h _m is a channel matrix

This is a scalar element that contains.

The method according to claim 1,
Transmitting the channel-related information based on the quantized channel vector to the signal transmission apparatus;
And transmitting the channel-related information to the signal transmission apparatus in a preset period.

13. The method of claim 12,
Wherein the predetermined period is a period in which the channel related information is set to be transmitted to the antennas corresponding to specific antenna indices among the antennas supported by the signal transmission apparatus. In the MIMO system, Related information transmission method.

The method according to claim 1,
Quantizing the channel vector based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered;
And quantizing the channel vector based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered for virtual antennas generated by grouping the antennas supported by the signal transmission apparatus by a preset number of units And transmitting the channel-related information to the signal receiving apparatus in the MIMO system.

The method according to claim 1,
Quantizing the channel vector based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered;
And quantizing the channel vector based on a quantization scheme in which correlation between the adjacent channels is considered for virtual antennas of the antennas supported by the signal transmission apparatus for the virtual antennas. A method for transmitting channel related information of a signal receiving apparatus.

16. The method of claim 15,
Quantizing the channel vector based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered;
Further comprising the step of setting channel elements for the antennas other than the specific antennas among the antennas supported by the signal transmission apparatus equal to the channel vector for the specific antennas. Related information transmission method.

A method for receiving channel related information in a signal transmission apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system,
Related information based on a quantized channel vector generated by quantizing the channel vector estimated between the signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered, And transmitting the channel-related information to the MIMO system.

18. The method of claim 17,
Wherein a constellation used in the quantization scheme is generated based on a first constellation generation method based on a standard deviation of a phase difference between the adjacent channels. A method for receiving channel related information.

19. The method of claim 18,
The first constellation generating method is a method of performing quantization on the channel vector by assuming that the phase difference between the adjacent channels is a uniform distribution of a standard deviation based on a correlation coefficient indicating the correlation, Receiving a channel-related information of a signal transmitting apparatus in a MIMO system.

20. The method of claim 19,
When the standard deviation based on the correlation coefficient is?, The standard deviation?

Wherein the channel-related information is received by the MIMO system.

18. The method of claim 17,
The constellation used in the quantization scheme is generated based on a second constellation generation method based on approximating a distribution of phase differences between adjacent channels by Gaussian A method for receiving channel related information of a signal transmitting apparatus in a MIMO system.

22. The method of claim 21,
The second constellation generation method is a method of setting a constellation by assuming that the distribution of phase differences between adjacent channels is the Gaussian type,
Wherein the distribution of phase differences between adjacent channels can be approximated as: < EMI ID = 17.0 >
&Lt; Equation &

18. The method of claim 17,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a Lloyd max algorithm. &Lt; Desc / Clms Page number 19 >

24. The method of claim 23,
Wherein the Lloyd max algorithm is a method of detecting an optimal quantization set value through an iterative operation.

24. The method of claim 23,
Wherein the Lloyd max algorithm is a scheme in which the constellation is changed based on the correlation coefficient indicating the correlation and the number of repetitions, and the channel related information reception method in the MIMO system.

18. The method of claim 17,
Wherein the channel vector is quantized based on a metric as shown in the following equation. &Lt; EMI ID = 17.0 >
&Lt; Equation &

In the above equation,

&Lt; / RTI > representing a scalar element,

Is a channel element having a scalar channel size of 1 and normalized.

In the above equation,

This is a scalar element that contains.

18. The method of claim 17,
Wherein the channel related information is received every predetermined period. &Lt; RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >

29. The method of claim 28,
Wherein the predetermined period is a period in which the channel related information is set to be transmitted to the antennas corresponding to specific antenna indices among the antennas supported by the signal transmission apparatus. In the MIMO system, How to receive relevant information.

18. The method of claim 17,
Wherein the channel vector is quantized for virtual antennas generated by grouping the antennas supported by the signal transmission apparatus in units of a preset number.

18. The method of claim 17,
Wherein the channel vector is quantized for specific antennas among the antennas supported by the signal transmission apparatus for the virtual antennas in the MIMO system.

32. The method of claim 31,
Wherein the channel elements for the antennas other than the specific antennas supported by the signal transmission apparatus are set to be the same as the channel vectors for the specific antennas. .

A signal receiving apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system,
A controller for quantizing a channel vector estimated between a signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered;
And a transmitter for transmitting channel related information based on the quantized channel vector to the signal transmission apparatus.

34. The method of claim 33,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a first constellation generation method based on a standard deviation of a phase difference between the adjacent channels.

35. The method of claim 34,
The first constellation generating method is a method of performing quantization on the channel vector by assuming that the phase difference between the adjacent channels is a uniform distribution of a standard deviation based on a correlation coefficient indicating the correlation, Receiving apparatus in a MIMO system.

36. The method of claim 35,
When the standard deviation based on the correlation coefficient is?, The standard deviation?

And a difference between the first and second signals.

34. The method of claim 33,
The constellation used in the quantization scheme is generated based on a second constellation generation method based on approximating a distribution of phase differences between adjacent channels by Gaussian A device for receiving signals in a MIMO system.

39. The method of claim 37,
The second constellation generation method is a method of setting a constellation by assuming that the distribution of phase differences between adjacent channels is the Gaussian type,
Wherein the distribution of phase differences between adjacent channels is approximated as: < EMI ID = 17.0 >
&Lt; Equation &

34. The method of claim 33,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a Lloyd max algorithm.

40. The method of claim 39,
Wherein the Lloyd max algorithm is a method of detecting an optimal quantization set value through an iterative operation.

40. The method of claim 39,
Wherein the Lloyd max algorithm is a method in which a constellation is changed based on a correlation coefficient indicating the correlation and a repetition number.

34. The method of claim 33,
Wherein the controller is configured to quantize the channel vector based on a metric as shown in the following equation.
&Lt; Equation &

In the above equation,

&Lt; / RTI > representing a scalar element,

Is a channel element having a scalar channel size of 1 and normalized.

34. The method of claim 33,
Wherein the controller quantizes the channel vector based on a metric as shown in the following equation.
&Lt; Equation &

In the above equation,

This is a scalar element that contains.

34. The method of claim 33,
Wherein the transmitter transmits the channel-related information to the signal transmission apparatus at predetermined intervals.

45. The method of claim 44,
Wherein the predetermined period is a period in which the channel related information is set to be transmitted to the antennas corresponding to specific antenna indices among the antennas supported by the signal transmission apparatus.

34. The method of claim 33,
The controller quantizes the channel vector based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered for virtual antennas generated by grouping the antennas supported by the signal transmission apparatus by a preset number of units Gt; MIMO < / RTI >

34. The method of claim 33,
Wherein the controller quantizes the channel vector to virtual antennas of the antennas supported by the signal transmission apparatus based on a quantization scheme in which a correlation between the adjacent channels is considered, in the MIMO system, Receiving device.

49. The method of claim 47,
Wherein the controller sets the channel elements for the antennas other than the specific antennas supported by the signal transmission apparatus to be the same as the channel vector for the specific antennas.

A signal transmitting apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) system,
Related information based on a quantized channel vector generated by quantizing the channel vector estimated between the signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus based on a quantization scheme in which a correlation between adjacent channels is considered, And a receiver.

50. The method of claim 49,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a first constellation generation method based on a standard deviation of a phase difference between the adjacent channels.

51. The method of claim 50,
The first constellation generating method is a method of performing quantization on the channel vector by assuming that the phase difference between the adjacent channels is a uniform distribution of a standard deviation based on a correlation coefficient indicating the correlation, To-noise ratio (MIMO) system.

52. The method of claim 51,
When the standard deviation based on the correlation coefficient is?, The standard deviation?

And a difference between the first and second signals.

50. The method of claim 49,
The constellation used in the quantization scheme is generated based on a second constellation generation method based on approximating a distribution of phase differences between adjacent channels by Gaussian A device for transmitting signals in a MIMO system.

54. The method of claim 53,
The second constellation generation method is a method of setting a constellation by assuming that the distribution of phase differences between adjacent channels is the Gaussian type,
Wherein the distribution of phase differences between adjacent channels is approximated as: < EMI ID = 17.0 >
&Lt; Equation &

50. The method of claim 49,
Wherein the constellation used in the quantization scheme is generated based on a Lloyd max algorithm.

56. The method of claim 55,
Wherein the Lloyd max algorithm is a method of detecting an optimal quantization set value through an iterative operation.

56. The method of claim 55,
Wherein the Lloyd max algorithm is a scheme in which the constellation is changed based on the correlation coefficient indicating the correlation and the number of iterations.

50. The method of claim 49,
Wherein the channel vector is quantized based on a metric as shown in the following equation.
&Lt; Equation &

In the above equation,

&Lt; / RTI > representing a scalar element,

Is a channel element having a scalar channel size of 1 and normalized.

50. The method of claim 49,
Wherein the channel vector is quantized based on a metric as shown in the following equation.
&Lt; Equation &
In the above equation,

This is a scalar element that contains.

50. The method of claim 49,
Wherein the channel related information is received every predetermined period.

64. The method of claim 60,
Wherein the predetermined period is a period in which the channel related information is set to be transmitted to the antennas corresponding to specific antenna indices among the antennas supported by the signal transmission apparatus.

50. The method of claim 49,
Wherein the channel vector is quantized for virtual antennas generated by grouping antennas supported by the signal transmission apparatus in units of a preset number.

50. The method of claim 49,
Wherein the channel vector is quantized for specific antennas among the antennas supported by the signal transmission apparatus for virtual antennas.

64. The method of claim 63,
Wherein the channel elements for the antennas other than the specific antennas supported by the signal transmission apparatus are set to be the same as the channel vectors for the specific antennas.