KR20160013791A - 무선통신에서 고속 데이터 송신을 용이하게 하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신에서 고속 데이터 송신을 용이하게 하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신호를 송수신하는 무선 장치에 관한 것으로서, 무선 장치의 방법은 통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 참조 신호를 수신하는 과정, 상기 수신된 참조 신호를 이용하여 통신채널을 추정하는 과정, 상기 추정된 통신 채널을 기반으로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정, 및 상기 선택된 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 정보를 상기 제 2 무선 장치로 전송하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 신호를 송수신하는 무선 장치는 통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 참조 신호를 수신하는 송수신기, 및 참조신호를 이용하여 통신채널을 추정하고, 추정된 통신 채널을 기반으로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하며, 선택된 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 정보를 상기 제 2 무선장치로 전송하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

무선통신에서 고속 데이터 송신을 용이하게 하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FACILITATING HIGH DATA RATE TRANSMISSION IN THE WIRELESS COMMUNICATION}
본 발명은 무선 통신에서 고속 데이터 송신을 용이하게 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신 분야는 지난 20년간 대단한 발전을 이루어 왔으며, 특히 셀룰러(cellular) 통신에서 무선 근거리 통신망(WLAN)에 이르는 범위의 무선통신에서 현저하게 성장하였다. 이러한 성장은 정교한 디지털 신호처리(DSP; digital signal processing) 알고리즘의 집적회로 구현을 가능케 한, 흔히 무어의 법칙(Moore’s law)으로 지칭되는 컴퓨터 하드웨어의 지속적이고 두드러진 발전에 의해 추진되어 왔다. 앞으로의 통신 시스템 설계는 무어의 법칙에 따라 계속해서 저비용 및 저전력 DSP 중심의 송수신기(transceiver) 아키텍처를 구축할 것으로 예상된다.
차세대 무선 통신 시스템은 현재 시스템에서 제공되는 속도보다 수 백배 이상(수십 Gbits/sec)인 데이터 속도를 타겟으로 한다. 이러한 높은 데이터 속도를 달성하는 방법은 밀리미터(mm)파 대역에서 이용 가능한 넓은 범위(swath)의 스펙트럼을 이용하여 시스템 대역폭을 증가시키는 것이다. 높은 대역폭을 이용한 시스템 설계는 높은 데이터 속도를 제공할 수 있는 가능성을 제공하는 반면, 몇 가지의 과제를 갖는다. 몇 가지의 과제들 중 하나는, 고속 및 고정밀도의 아날로그 디지털 변환기(ADC; analog digital converter)를 사용할 수 없거나 엄청나게 고가이면서 파워 소모적인 ADC 기술에 의한 병목 현상일 수 있다. 예를 들어, 최근의 첨단 기술 조사는, 대략 6-8비트의 정밀도를 가지면서, 기가샘플/초(Gigasample/s)의 속도로 샘플링할 수 있는 ADC들이 수백 밀리와트 단위의 전력을 소비한다는 것을 나타낸다. 이는 수신기 처리 체인(receiver processing chain) 전체에서 ADC가 압도적인 전력소모 모듈들 중 하나임을 나타낸다.
ADC 기술 발전으로 상술한 제약들이 주어졌을 경우, ADC 병목 현상을 완화하는 방향으로 통신 시스템 및 알고리즘을 설계하는 것이 중요하다. ADC 병목 현상은 낮은 정밀도의 ADC(예를 들어, 1-4비트)를 이용하는 것을 고려하여 완화시킬 수 있다. 그러나 ADC 정밀도를 급격하게 감소시키는 것은 통신 링크 성능에 상당한 영향을 주게 된다. 특히, 통신시스템에 대한 기존의 원리 및 설계 방식에 낮은 정밀도의 ADC를 결합하여 사용하는 경우, 심각한 성능 열화를 가져오게 된다. 따라서 낮은 정밀도의 ADC로 신뢰할만한 통신 시스템 성능을 얻기 위한 새로운 설계 방식이 제공될 필요가 있다.
본 발명의 실시 예는 무선 통신 시스템에서 고속 데이터 송신을 용이하게 하는 무선 신호 송수신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예는 무선 통신 시스템에서 무선 통신 송수신기에 대한 입력 분포와 ADC 양자화기를 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 방법은 통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신된 파일럿 또는 참조 신호를 이용하여 통신 채널을 추정하는 과정과, 추정된 통신 채널을 기반으로 아날로그-디지털 변환기(ADC; analog digital converter) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 방법은 제 2 무선 장치로 파일럿 또는 참조 신호를 송신하는 과정과, 상기 제 2 무선 장치로부터 선택된 입력 분포에 대한 정보를 수신하는 과정을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 2 무선 장치는 상기 파일럿 또는 참조신호를 기반으로 통신 채널을 추정하고, 추정된 통신 채널을 기반으로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치는 통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 송수신기를 포함할 수 있다. 또한 제 1 무선 장치는 수신된 파일럿 또는 참조 신호를 이용하여 통신 채널을 추정하고, 추정된 통신채널을 기반으로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치는 통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 송수신기를 포함할 수 있다. 또한 제 1 무선 장치는 송수신기를 통해 제 2 무선 장치로 파일럿 또는 참조신호를 송신하고, 상기 제 2 무선 장치로부터 선택된 입력 분포에 대한 정보를 수신하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 2 무선 장치는 송신된 파일럿 또는 참조 신호를 기반으로 통신 채널을 추정하고 추정된 통신 채널을 기반으로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택할 수 있다.
하기 상세한 설명을 작성하기 전, 본원 문서 전체에서 사용되는 단어와 구문에 대한 정의를 제시하는 것이 유리할 수 있다: 용어 “결합”과 그 파생어들은 둘 이상의 엘리먼트들이 서로 물리적으로 접촉되어 있는지 여부에 상관없이 그 엘리먼트들 사이의 직접 또는 간접 통신을 지칭한다. 용어 “송신”, “수신”, 및 “통신”과 그 파생어들은 직접 및 간접 통신 모두를 포괄한다. 용어 “포함한다” 또는 “구비한다”와 그 파생어들은 제한이 없는 포함을 의미한다. 용어 "표시한다"는 "지시한다", "명시한다", "나타낸다", "가리키다", "~ 신호를 전송한다" 등을 의미할 수 있다. 용어 “또는”은 포괄적이고 및/또는 을 의미한다. 용어 “..와 연계된”과 그 파생어들은, 포함하는, ..내에 포함된, ..와 상호연결된, 함유하는, ..내에 함유된, ..와 연결된, ..와 결합된, ..와 통신가능한, ..와 협력하는, ..을 끼우는, 병치하는, ..에 근접하는, ..에 제한된, ..의 특성을 갖는, ..와 관계를 갖는 등을 의미한다. 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 장치, 시스템, 또는 그 일부를 의미한다. 그러한 제어기는 하드웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 임의의 특별한 제어기와 연계된 기능은 집중되어 있거나 국부적으로 혹은 원격으로 분산될 수 있다. 구문 “적어도 하나”는 아이템 리스트와 사용될 때, 나열된 하나 이상의 아이템들의 다른 조합들이 사용될 수 있고, 리스트 내 하나의 아이템만 필요할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, “A,B, 및 C 중 적어도 하나”는 다음의 조합: "A", "B", "C", "A 및 B", "A 및 C", "B 및 C", 및 "A 및 B 및 C"중 임의의 것을 포함한다.
또한 하기의 다양한 기능들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현되거나 지원될 수 있고, 각 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 독출가능한 프로그램 코드로 구성되거나 컴퓨터로 독출가능한 매체에 구현된다. 용어 “애플리케이션” 및 “프로그램”은 적절한 컴퓨터로 독출가능한 프로그램 코드로 구현되도록 조정된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 소프트웨어 컴포넌트들, 명령어 세트, 프로시져들(procedures), 함수들, 객체들, 클래스들, 인스턴스들, 관련 데이터 또는 그 일부를 지칭한다. 구문 “컴퓨터로 독출가능한 프로그램 코드”는 소스 코드, 목적 코드, 및 실행 가능한 코드를 포함하는 임의의 컴퓨터 코드 타입을 포함한다. 구문 “컴퓨터로 독출가능한 매체”는 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 하드 디스크 드라이브, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 또는 임의의 다른 타입의 메모리와 같이 컴퓨터가 액세스할 수 있는 임의의 매체 타입을 포함한다. “비일시적인(non-transitory)” 컴퓨터로 독출가능한 매체는 일시적으로 전기 또는 다른 신호를 전송하는 유선, 무선, 광, 또는 다른 통신 링크를 배제한다. 비일시적인 컴퓨터로 독출가능한 매체는 데이터가 영구적으로 저장될 수 있는 매체 및 다시 쓰기가 가능한 광 디스크 또는 지울 수 있는 메모리 장치와 같이 데이터가 저장되거나 나중에 덮어쓰기가 가능한 매체를 포함한다.
특정한 다른 단어 및 구문들에 대한 정의는 본 개시를 통해 제공된다. 이와 같이 정의된 단어들 및 구문들이 종래뿐만 아니라 추후에 적용될 수 있음은 당업자들은 이해할 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 장치는 상대 무선 장치와의 통신 채널을 추정한 결과를 기반으로 ADC(analog digital converter) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하고, 선택된 ADC 양자화기 및 입력 분포 중 적어도 하나에 대한 정보를 상대 무선 장치와 공유함으로써, 저 정밀도의 ADC를 이용하면서, 파워 소모를 감소시키고, 고속의 데이터 전송이 가능하도록 링크 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명과 그 장점에 대한 보다 완전한 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명이 이뤄진다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 메시지를 송신하는 예시적인 무선 시스템을 도시한다.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 송신 경로에 대한 상위레벨 도면을 도시한다.
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 수신 경로에 대한 상위레벨 도면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말 장치의 상위레벨 도면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 DSP 중심의 수신기 아키텍처를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 ADC 양자화기를 포함하는 채널 모델을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 ADC에 의해 제한된 송수신기에서 증가된 데이터 전송 속도를 이용하는 절차를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기에서 증가된 데이터 전송 속도를 이용하는 절차를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제한된 피드백 설정으로 입력 분포 및 ADC 양자화기를 최적화하는 절차를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 입력 분포 및 ADC 양자화기를 최적화하는 다른 절차를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 무선 신호를 송수신하는 무선 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 무선 신호를 송수신하는 무선 장치의 동작 절차를 도시한다.
이하에 도시된 도 1 내지 11 및 본 발명의 원리를 기술하는데 사용되는 다양한 실시 예들은 단지 설명을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 방식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 원리는 임의의 적절하게 배치된 통신 기술로 구현될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 1 내지 3은 무선 통신 시스템에서 OFDM 또는 OFDMA 통신 기술을 이용하여 구현되는 다양한 실시 예들을 도시한다. 도 1 내지 3의 설명은 다른 실시예들이 구현될 수 있는 방식을 물리적 혹은 아키텍처상에서 제한하려는 것이 아니다. 본 발명의 서로 다른 실시 예들은 임의의 적절하게 배치된 통신 시스템에서 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 예시적인 무선 네트워크 100을 도시한다. 도 1에 도시된 무선 네트워크 100의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 무선 네트워크 100에 대한 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 네트워크 100은 기지국(eNB) 101, 기지국(eNB) 102 및 기지국(eNB) 103을 포함한다. 기지국 101은 기지국 102 및 기지국 103과 통신한다. 기지국 101은 인터넷, 독점 IP 네트워크 또는 다른 네트워크와 같은 인터넷 프로토콜(IP; Internet Protocol) 네트워크 130과 통신한다.
네트워크 타입에 따라, “eNodeB” 또는 “eNB” 대신 “기지국” 또는 “액세스 포인트(access point)”와 같은 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수 있다. 본 특허 문서에서는 편의를 위해, 용어 "기지국"이 원격 단말기에 무선 접속을 제공하는 네트워크 기반 시설의 구성 요소들을 지칭하는데 사용된다. 또한, 네트워크 타입에 따라 “사용자 단말(user equipment)” 또는 “UE” 대신 “이동국(mobile station)”, “가입자국(subscriber station)”, "원격 단말(remote terminal)", “무선 단말(wireless terminal)” 또는 “사용자 장치(user device)”와 같은 다른 잘 알려진 용어가 사용될 수 있다. 본 특허 문서에서는 편의를 위해 용어 “사용자 단말” 및 “UE”는 UE가 휴대 전화 또는 스마트폰과 같은 이동 장치이거나 일반적인 데스크탑 컴퓨터 또는 자동판매기와 같은 고정 장치인지 여부에 상관없이, 무선으로 기지국에 접속하는 원격 무선 단말을 지칭하는데 사용된다.
기지국 102는 기지국 102의 커버리지 영역 120 내 복수의 제 1 사용자 단말들(UEs)로 IP 네트워크 130에 대한 무선 광대역 접속을 제공한다. 복수의 제 1 사용자 단말들은 소기업(SB; small business)에 위치할 수 있는 사용자 단말 111, 대기업(E; enterprise)에 위치할 수 있는 사용자 단말 112, WiFi 핫스팟(HS; hotspot)에 위치할 수 있는 사용자 단말 113, 제 1 거주지(R; residence)에 위치할 수 있는 사용자 단말 114, 제 2 거주지(R; residence)에 위치할 수 있고, 휴대폰, 무선 랩탑, 무선 PDA 등과 같은 휴대 장치(M; mobile device)일 수 있는 사용자 단말 115, 및 휴대폰, 무선 랩탑, 무선 PDA 등과 같은 휴대 장치(M)일 수 있는 기계 타입 통신(MTC; Machine-Type Communication) 사용자 단말 116을 포함한다. 기지국 103은 기지국 103의 커버리지 영역 125 내 복수의 제 2 사용자 단말들(UEs)로 IP 네트워크 130에 대한 무선 광대역 접속을 제공한다. 복수의 제 2 사용자 단말들은 사용자 단말 115 및 MTC 사용자 단말 116을 포함한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 기지국들 101 내지 103은 서로 통신하고, 5G, LTE, LTE-A, WiMAX, 또는 다른 고급 무선 통신 기술을 이용하여 사용자 단말들 111 내지 116과 통신한다.
점선들은 커버리지 영역들 120 및 125의 근사 범위를 나타내며, 커버리지 영역들은 단지 예시와 설명을 위해 대략적인 원형으로 표시된 것이다. 커버리지 영역들 120 및 125와 같이 기지국들과 연계된 커버리지 영역들은 기지국의 구성, 자연 및 인공 방해물들과 연계된 무선 환경에서의 변화에 따라 불규칙한 형상들을 포함하는 다른 형상을 가질 수 있음이 명확히 이해되어야 한다.
하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 기지국 101, 기지국 102 및 기지국 103 중 하나 이상은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 데이터 송신을 수행하거나 지원하도록 구성된다. 더 상세하게, 기지국 101, 기지국 102 및 기지국 103 중 하나 이상은 이하에서 설명되는 바와 같이, 고속 데이터 송신을 지원하는 하나 이상의 송수신기와 결합되는 하나 이상의 프로세서, 프로세서 어레이, 또는 제어기를 포함하는 처리회로를 포함한다.
도 1은 무선 네트워크 100의 일례를 도시하고 있다. 그러나, 도 1에 도시된 무선 네트워크는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 무선 네트워크 100은 임의의 적절한 배치에서 임의의 수의 기지국들 및 임의의 수의 사용자 단말들을 포함할 수 있다. 또한, 기지국 101은 임의의 수의 사용자 단말들과 직접 통신할 수 있고, 사용자 단말들로 IP 네트워크 130에 대한 무선 광대역 접속을 제공할 수 있다. 유사하게, 기지국 102 및 기지국 103은 네트워크 130과 직접 통신할 수 있고, 사용자 단말들로 IP 네트워크 130에 대한 직접적인 무선 광대역 접속을 제공할 수 있다. 또한, 기지국 101, 기지국 102, 및/또는 기지국 103은 외부 전화망 또는 다른 형태의 데이터 네트워크와 같은 다른 네트워크 또는 추가적인 외부 네트워크로의 접속을 제공할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신 경로들의 예를 도시한다. 이하 설명에서, 송신 경로 200은 기지국(예: 기지국 102)에 구현된 것으로 가정하여 설명될 수 있고, 수신 경로 250은 사용자 단말(예: MTC 사용자 단말 116)에 구현된 것으로 가정하여 설명될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 수신 경로 250이 기지국에 구현될 수 있고, 송신 경로 200이 사용자 단말에 구현될 수 있다. 일부 실시 예에서, 송신 경로 200 및 수신 경로 250은 본 발명의 실시 예에 따라 고속 데이터 전송을 지원하거나 수행하도록 구성될 수 있다.
송신 경로 200은 채널 코딩 및 변조부 205, 및 상향 변환기(UC; up-converter) 230을 포함한다. 수신 경로 250은 하향 변환기(DC; down-converter) 255, 채널 추정부 265, 및 채널 디코딩 및 복조부 280을 포함한다. 송신 경로 200에서 채널 코딩 및 변조부 205는 정보 비트 세트(set)를 수신하고, 코딩을 적용하고, 입력 비트들을 변조하여 송신될 일련의 심볼들을 생성한다. 예를 들어, 채널 코딩 및 변조부 205는 입력되는 정보 비트 세트에 저밀도 패리티 체크(LDPC; low-density parity check) 코딩을 적용하고, 코딩된 정보 비트들을 변조하여 송신될 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 채널 코딩 및 변조부 205는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 혹은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)으로 입력 비트들을 변조할 수 있다. 상향 변환기 230은 무선 채널을 통한 송신을 위해 신호를 RF 주파수로 변조(예: 상향 변환)한다. 신호는 RF 주파수로 변환하기 전에 기저대역에서 필터링될 수 있다.
기지국 102로부터 송신된 RF 신호는 무선 채널을 통과한 후 MTC 사용자 단말 116에 도착하고, 기지국 102에서의 동작들에 반대되는 동작들이 MTC 사용자 단말 116에서 수행된다. 하향 변환기 255는 수신 신호를 기저대역 주파수로 하향 변환한다. 채널 추정부 265는 무선채널을 추정한다. 예를 들어, 채널 추정부 265는 송신기로부터 송신된 일부 파일럿 심볼들을 기반으로 무선 채널을 추정할 수 있다. 채널 디코딩 및 복조부 280은 변조된 심볼들을 복조 및 디코딩하여 원래의 입력 데이터 스트림을 복원한다.
기지국들 101 내지 103 각각은 하향링크에서 사용자 단말들 111 내지 116으로의 송신을 위한 송신 경로 200을 구현할 수 있고, 상향링크에서 사용자 단말들 111 내지 116으로부터의 수신을 위한 수신경로 250을 구현할 수 있다. 유사하게, 사용자 단말들 111 내지 116 각각은 상향링크에서 기지국 101 내지 103으로의 송신을 위한 송신 경로 200을 구현할 수 있고, 하향링크에서 기지국들 101 내지 103으로부터의 수신을 위한 수신 경로 250을 구현할 수 있다.
도 2a 및 2b에서 각 구성요소는 하드웨어만을 이용하여 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어/펌웨어의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 2b에서 일부 구성요소들은 소프트웨어로 구현될 수 있는 반면, 다른 구성요소들은 구성가능한(configurable) 하드웨어 혹은 소프트웨어와 구성가능한 하드웨어를 혼합하여 구현될 수 있다.
도 2a 및 2b는 무선 송수신 경로들의 예를 도시하고 있다. 그러나, 도 2a 및 2b에 대한 다양한 변경이 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 2b의 다양한 구성 요소들은 조합되거나, 세부적으로 분할되거나, 생략될 수 있고, 추가적인 구성요소들이 특정 요구에 따라 추가될 수 있다. 또한, 도 2a 및 2b는 무선 네트워크에서 사용될 수 있는 송수신 경로 타입들의 예를 도시한다. 임의의 다른 적절한 아키텍처가 무선 네트워크에서 무선 통신을 지원하는데 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 예시적인 사용자 단말 116을 도시한다. 도 3에 도시된 사용자 단말 116의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이고, 도 1의 사용자 단말들 111 내지 115는 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다. 그러나 사용자 단말들은 매우 다양한 구성을 가질 수 있으며, 본 발명의 범위는 도 3에 도시된 사용자 단말의 구현으로 제한되지 않을 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 116은 안테나 305, 무선 주파수(RF) 송수신기 310, 송신(TX) 처리 회로 315, 마이크 320, 및 수신(RX) 처리 회로 325를 포함한다. 또한, 사용자 단말 116은 스피커 330, 메인 프로세서 340, 입력/출력(I/O;input/output) 인터페이스(IF;interface) 345, 키패드 350, 디스플레이 355 및 메모리 360을 포함한다. 메모리 360은 기본 운영체제 프로그램 361 및 하나 이상의 애플리케이션들 362를 포함한다.
RF 송수신기 310은 네트워크 100의 기지국에 의해 송신된 착신 RF 신호를 안테나 305로부터 수신한다. RF 송수신기 310은 착신 RF 신호를 하향 변환하여 중간 주파수(IF; intermediate frequency) 혹은 기저대역 신호를 생성한다. 중간 주파수 또는 기저대역 신호는 RX 처리 회로 325로 전송되어 기저대역 또는 IF 신호를 필터링, 디코딩, 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 신호를 생성한다. RX 처리 회로 325는 처리된 기저대역 신호(예: 음성 데이터)를 스피커 330으로 송신하거나, 혹은 처리된 기저대역 신호를 추가 처리(예: 웹 브라우징)를 위해 메인 프로세서 340로 송신한다.
TX 처리회로 315는 마이크 320으로부터 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나 혹은 메인 프로세서 340으로부터 다른 발신 기저대역 데이터(예: 웹 데이터, 전자메일, 대화형 비디오 게임 데이터)를 수신한다. TX 처리회로 315는 발신 기저대역 데이터를 부호화, 다중화, 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 또는 중간주파수 신호를 생성한다. RF 송수신기 310은 발신 처리된 기저대역 또는 중간주파수 신호를 TX 처리회로 315로부터 수신하고 기저대역 또는 IF 신호를 안테나 305를 통해 송신되는 RF 신호로 상향 변환한다.
메인 프로세서 340은 하나 이상의 프로세서들 또는 다른 처리 장치들을 포함하고, 사용자 단말 116의 전체적인 동작을 제어하기 위해 메모리 360에 저장된 기본 운영체제 프로그램 361을 실행한다. 예를 들어, 메인 프로세서 340은 잘 알려진 원리에 따라 RF 송수신기 310, RX 처리회로 325, 및 TX 처리회로 315에 의한 순방향 채널 신호의 수신 및 역방향 채널 신호의 송신을 제어할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 메인 프로세서 340은 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.
또한, 메인 프로세서 340은 본 발명의 실시 예들에 따라 고속 데이터 송신을 수행하거나 지원하기 위한 동작들과 같이, 메모리 360에 상주하는 다른 프로세스들 및 프로그램들을 실행할 수 있다. 메인 프로세서 340은 실행 프로세스에 의해 요구되는 바와 같이, 메모리 260으로 데이터를 이동시키거나 메모리 260으로부터 데이터를 이동시킬 수 있다. 일부 실시 예들에서, 메인 프로세서 340은 운영체제 프로그램 361을 기반으로, 혹은 기지국들로부터 수신되는 신호에 응답하여, 혹은 운영자로부터 수신되는 신호에 응답하여 애플리케이션들 362를 실행한다. 또한, 메인 프로세서 340은 입/출력 인터페이스 345에 결합되고, 입/출력 인터페이스 345는 랩탑 컴퓨터 혹은 휴대 컴퓨터(handheld computer)들과 같은 다른 기기들에 연결 가능한 기능을 갖는 사용자 단말 116을 제공한다. 입/출력 인터페이스 345는 보조장치들(accessories)과 메인 프로세서 340 사이의 통신 경로이다.
또한, 메인 프로세서 340은 키패드 350 및 디스플레이 355와 결합될 수 있다. 사용자 단말 116의 운영자는 키패드 350을 이용하여 데이터를 사용자 단말 116에 입력할 수 있다. 디스플레이 355는 웹 사이트로부터의 텍스트 및/또는 제한된 그래픽들을 렌더링할 수 있는 액정 디스플레이 또는 다른 디스플레이일 수 있다.
메모리 360은 메인 프로세서 340과 결합된다. 메모리 360의 일부는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있고, 메모리 360의 다른 일부는 플래시 메모리 또는 다른 읽기 전용 메모리(ROM)를 포함할 수 있다.
도 3은 사용자 단말 116의 일례를 도시하고 있지만, 도 3에 대한 다양한 변경이 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 도 3의 다양한 구성요소들이 결합되거나, 세부적으로 분할되거나, 생략될 수 있고, 추가적인 구성요소들이 특정 요구에 따라 추가될 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서 340은 하나 이상의 중앙처리유닛들(CPUs; central processing units)과 하나 이상의 그래픽 처리 유닛들(GPUs; graphics processing units)과 같은 다수의 프로세서들로 분할될 수 있다. 또한, 도 3은 휴대 전화기 또는 스마트 폰으로 구성된 사용자 단말 116을 도시하고 있지만, 사용자 단말은 다른 형태의 이동 또는 고정 장치들로 동작하도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 DSP 중심의 수신기 아키텍처 400(예: 사용자 단말에 대한 아키텍처)을 상위레벨에서 도시한 것이다. 도 4에 도시된 DSP 중심의 수신기 400의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다. 저잡음 증폭기와 같은 RF 증폭기 410은 수신된 신호를 증폭한다. 도 4에 도시된 믹서/필터 420은 도 2b에서 설명된 하향변환 동작을 수행한다.
DSP 중심의 수신기 아키텍처의 중심 구성 요소는 수신된 아날로그 파형을 디지털 영역으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC; analog-to-digital converter) 430이다. ADC 430은 아날로그 파형을 샘플링하고, 각 샘플을 일정 비트의 정밀도(즉, 해상도)로 양자화한다. ADC 430은 양자화 절차에서 발생된 정보 손실을 최소화하기 위해, 고 정밀도로 각 샘플을 양자화해야 한다. 일반적으로 12 내지 14비트의 양자화 정밀도를 갖는 ADC들이 통신 수신기용으로 적용된다. 수신 신호가 ADC 430에 의해 샘플링되면, 채널 추정, 동기화, 복조 및 디코딩과 같은 수신기 동작들이 DSP 440에서 수행된다.
일반적으로, 통신 시스템 설계는 ADC 양자화 효과를 고려하지 않고 수행된다. 대부분, 시뮬레이션 연구는 디지털 신호 처리 알고리즘을 구현하는 동안 ADC 양자화의 영향을 연구하는데 사용된다. 논의된 바와 같이 ADC가 시스템 설계에 포함되므로 낮은 정밀도의 ADC를 사용하는 경우, 선행된 설계 패러다임은 적용하지 않는다. 여기서 논의되는 방법들, 즉, 통신 시스템 설계시에 ADC 양자화를 고려하는 방법들은 기존 시스템과 상이할 것이다.
한가지 관련 접근법이 J. Singh, O. Dabeer and U. Madhow, "On the limits of communication with low-precision analog-to-digital conversion at the receiver," IEEE Transactions on Communications, Vol. 57, No. 12, pp. 3629--3639, Dec 2009 에 개시되었고, 이 논문에서는 ADC 양자화가 변조 및 양자화기 최적화 연구로 통합되었다. 이 논문의 전체가 참조 기술로써 본 발명에 통합된다. 그러나 논문의 방법은 채널 분산이 없고 시간/주파수/위상 동기화가 완벽한 가산성 백색 가우시안 채널(additive white Gaussian channel)의 이상적인 경우로 제한된다. 실제로, 송신된 신호는 몇 가지 왜곡을 겪는다. 따라서, 변조 및 양자화기 선택 및 이에 대한 피드백을 위한 새로운 방법의 개발을 필요로 한다. 본 발명은 ADC로 제한된 통신 시스템에서 고속 데이터 송신을 용이하게 하는 새로운 몇 가지 방법에 대해 설명한다. 특히 실제 통신 시나리오에서 송신 변조 및 ADC 양자화기의 최적의 선택 및 피드백을 위한 방법들이 개시된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 ADC 양자화기를 포함하는 채널 모델을 도시한 것이다. 도 5에 도시된 채널 모델 500의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다.
여기에서 개시된 방법들을 설명하기 위해, 수학식 1과 같은 예시적인 통신 채널 모델이 제공된다.
Figure pat00001
여기서, t는 시간 인덱스, x(t)는 복소 기저대역 송신 심볼, y(t)는 복소 기저대역 수신 심볼, n(t)는 가산성 복소 가우시안 잡음이다. 채널 계수 h(t)는 수신신호가 페이딩(fading)을 겪는 전형적인 무선 통신 환경 모델에서의 알려지지 않은 복소 가우시안 랜덤 변수이다.
ADC의 병목 현상이 발생되지 않은 시스템의 경우, 상술한 모델이 시스템 설계 및 개발에 적용된다. 그러나 ADC에 의해 제한되는 시스템의 경우, ADC는 시스템 설계의 일부로 통합될 수 있다. 이는 수학식 2에서 나타내는 것과 같이 다음의 복소 기저대역 채널 모델을 이용하여 달성될 수 있다.
Figure pat00002
여기서
Figure pat00003
는 시간 t에서 ADC 양자화 동작을 나타낸다.
양자화 동작은 아날로그 수신 신호 y(t) 505를 디지털화된 샘플로 변환한다. L-빈(bin) 양자화에 있어서, 양자화 출력은
Figure pat00004
와 같은 L개의 인덱스 중 하나일 수 있다. y(t) 505는 복소 기저대역 신호이고, 따라서
Figure pat00005
는 복소 심볼에 대한 양자화 동작을 나타낸다. 실제로, 이는 y(t) 성분의 실수 및 허수 부분들에 대한 개별적인 양자화(예컨대, 동상(I; in-phase)과 직교 위상(Q; quadrature-phase) 성분의 개별적인 양자화)를 적용하여 구현될 수 있다.
L-빈 양자화의 경우, 양자화기는 아날로그 신호를 L개의 가능한 출력 값들 중 하나로 변환한다. 따라서, ADC 양자화기 510을 명시하는 것은 착신 심볼 공간을 L개의 영역들로 분할하는 것을 명시하는 것과 동일하다. 여기서, y(t) 505가 복소값을 갖는 아날로그 신호인 경우, L-빈 양자화기는 C로 정의되는 모든 복소값을 갖는 수의 공간을 L개의 영역으로 분할하므로, 양자화기를 명시하는 것은 C를 L개 영역으로 분할하는 것을 명시하는 것과 동일하다. 예를 들어, I 및 Q 채널 샘플들에 4-빈(즉, 2 비트 ADC) 양자화를 적용하여 구현될 수 있는 L=16인 경우를 고려한다. 이 경우 2비트 ADC는 3개의 임계치 세트에 의해 정의되고, 이에 따라 양자화기는 I 및 Q 채널 각각에 대한 3개의 임계치에 의해 정의될 수 있다.
느리게 변하는 채널, 예를 들어, 실내 무선 네트워크에서 접할 수 있는 채널 515의 전형적인 시나리오의 경우, 채널은 채널 동기 시간(channel coherence time)이라 불리는 일정 시간 구간 동안에 일정하게 근사될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 설명하기 위해, 시간 인덱스 t를 잠시 제외한 채널 모델을 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00006
채널 모델 500에서 획득 가능한 전송 속도는 섀넌 용량(Shannon capacity)의 정보 이론적인 개념(information-theoretic notion)에 의해 주어지며, 이는 채널 입력 x 520의 확률 척도(probability measure)(확률 분포 또는 입력 분포)를 통해 최대화가 수행된 채널 출력 z 525와 채널 입력 x 520 사이의 상호 정보의 최대값으로 정의된다. ADC 양자화기 510이 채널 500의 일부로 포함된 경우, 양자화기를 달리 선택하면 다른 채널 모델이 필요하게 되므로, 채널 용량은 양자화기 선택의 함수일 수 있다. 데이터 전송 속도를 최적화하기 위해 채널 용량이 최대가 되는 양자화기를 선택하는 것이 바람직하다.
입력-출력 상호 정보를 F로 정의되는 채널 입력의 확률 척도 함수인 I(x;z) 라고 정의한다. 채널 데이터 속도를 최적화하기 위해 채널 용량은 수학식 4에 따라 계산된다.
Figure pat00007
상술한 최적화는 입력 분포 F 및 ADC 양자화기 Q 모두에 대한 채널 상호 정보의 최대화를 포함한다. 일반적으로, 입력 분포(예컨대, 입력 확률 척도)는 제 2 순간(moment)과 같은 일부 순간적인 한계(limits) 또는 평균 파워를 만족하도록 제한된다.
상호 정보 I(x;z)는 채널 계수 h에 의존적이므로, 서로 다른 채널을 구현하기 위해서 서로 다른 최적화가 수행된다. 더욱이, 송신기 혹은 수신기에 의해 최적화가 수행되면, 송신기 및 수신기 모두 최적화 솔루션을 알고 있어야 한다. 송신기가 최적화된 입력 확률 척도를 기반으로 변조 심볼들을 선택하는 동안 수신기는 입력 확률 척도에 대한 정보와 ADC 양자화기를 이용하여 신뢰할 만한 검출 및 디코딩을 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 ADC에 의해 제한된 송수신기에서 증가된 데이터 속도를 이용하는 것에 대한 흐름도 600을 도시한다. 도 6의 흐름도는 일련의 순차적인 신호들을 도시하고 있지만, 명시적으로 언급되지 않는 한, 특정 수행 순서에 관한 시퀀스, 동시가 아닌 시계열적으로 또는 중복하는 방식으로 그 신호들 또는 부분들의 수행, 또는 개재되거나 중간 신호들의 발생이 없이 전적으로 도시된 신호들의 수행으로부터의 방해가 도출되어서는 안 된다. 도시된 예시적인 절차는 이동국 또는 기지국 내 송수신기 체인에 의해 구현된다.
링크 성능을 향상시키기 위해 입력 분포 및 ADC 양자화기를 최적화하는 절차는 다음과 같을 수 있다. 송신기는 610단계에서 파일럿 또는 참조신호 심볼들의 훈련 시퀀스를 전송하고, 615단계에서 파일럿/참조신호 심볼들의 훈련 시퀀스는 수신기가 채널 계수 h를 추정하는데 사용된다. 이러한 추정 결과를 기반으로, 620단계에서 수신기는 입력 분포 및 ADC 양자화기 쌍의 선택을 최적화한다. 일부 실시예에서, 입력 분포의 선택은, 예를 들어, QPSK, 16QAM, 또는 64QAM의 성상도(constellation) 일 수 있고, ADC 양자화기의 선택은, 예를 들어, 4-빈, 8-빈, 또는 16-빈 해상도 중 하나일 수 있다.
수신기는 625단계에서 입력 분포의 최적화된 선택에 대한 정보를 송신기로 피드백한다. 추가적으로, 수신기는 625단계에서 ADC 양자화기의 최적화된 선택에 대한 정보를 송신기로 피드백할 수 있다. 630단계에서 송신기는 적절한 입력 분포를 이용하여 데이터 심볼을 전송하면서, 수신기의 선택에 의해 사용될 입력 분포를 명시적으로 표시한다. 추가적으로, 송신기는 수신기의 선택에 의해 사용될 ADC 양자화기를 명시적으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 송신기는 수신기의 선택에 의해 사용될 입력 분포에 대한 정보와 ADC 양자화기에 대한 정보를 수신기로 전송할 수 있다. 여기서, 적절한 입력 분포는 피드백을 통해 수신기에 의해 표시된 입력 분포일 수 있다. 또한, 송신기는 채널 인코딩을 수행하면서 적절한 입력 분포를 이용하여 데이터 심볼을 전송할 수 있다. 수신기는 635단계에서 송신기에 의해 명시적으로 표시된 입력 분포 및 ADC 양자화기 선택을 기반으로 수신된 데이터 심볼들을 디코딩 및 복조한다.
일부 실시 예에서, 송신기는 수신기에 의해 제안된 입력 분포를 적용해야 할 것이다. 이 실시 예에서, 수신기는 ADC 양자화기 선택을 표시할 필요가 없고, 송신기는 적용된 성상도 및 가정된 수신기의 ADC 양자화기를 표시할 필요가 없다.
일부 실시예에서, 송신기는 수신기에 의해 제안된 성상도를 적용하지 않을 수 있다. 이 실시 예에서, 수신기는 성상도 선택에 따라 최적의 ADC 양자화기 선택을 표시하는 것이 바람직하다. 송신기는 사용할 적절한 성상도 및 ADC 양자화기 쌍을 선택하고, 선택된 성상도 및 가정된 수신기의 ADC 양자화기 쌍을 수신기에 표시한다.
TDD 시스템 또는 WiFi 시스템과 같이 송신기가 채널 추정치를 획득할 수 있는 다른 애플리케이션 시나리오에서, 송신기는 입력 분포와 ADC 양자화기 최적화를 수행한다. 이러한 시스템에서, 송신기는 셀룰러 통신 시스템의 상향링크에서처럼 수신기에 의해 때때로 전송될 수 있는 파일럿 또는 다른 심볼들을 기반으로 하는 채널 추정치를 보유한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 송신기들이 채널 추정치를 보유한 시스템에서 증가된 데이터 속도를 이용하는 흐름도 700을 도시한 것이다. 도 7의 흐름도는 일련의 순차적인 신호들을 도시하고 있지만, 명시적으로 언급되지 않는다면, 특정 수행 순서에 관한 시퀀스, 동시가 아닌 시계열적으로 또는 중복하는 방식으로 그 신호들 또는 부분들의 수행, 또는 개재되거나 중간 신호들의 발생이 없이 전적으로 도시된 신호들의 수행으로부터의 방해가 도출되어서는 안된다. 도시된 예시적인 절차는 이동국 또는 기지국 내 송신기 체인에 의해 구현된다.
실시 예에서, 송신기는 입력 확률 분포 및 ADC 양자화기를 다음의 절차에 따라 최적화한다. 710단계에서, 송신기는 수신기로부터 송신된 파일럿 및/또는 참조 심볼들을 이용하여 송신기 및 수신기 사이의 채널을 추정한다. 예컨대, 송신기는 송신기 및 수신기 사이의 통신 채널 계수 h를 추정한다.
송신기는 715단계에서 추정된 채널에 대해 입력 분포 및 ADC 양자화기의 선택을 최적화한다. 예컨대, 송신기는 추정된 통신 채널 계수를 기반으로 입력 확률 분포 및 ADC 양자화기의 선택을 최적화할 수 있다. 송신기는 720단계에서 입력 분포와 ADC 양자화기의 최적화된 선택에 대한 정보를 수신기로 전달한다.
725단계에서 송신기는 적절한 입력 분포를 이용하여 데이터 심볼을 전송하면서, 수신기에 의해 사용될 입력 분포를 명시적으로 표시한다. 추가적으로, 송신기는 725단계에서 수신기에 의해 이용될 ADC 양자화기를 명시적으로 표시할 수 있다. 이때, 적절한 입력 분포는 이전 단계에서 획득된 최적 입력 분포일 수 있다. 또한, 송신기는 채널 인코딩을 수행하면서 적절한 입력 분포를 이용하여 데이터 심볼을 전송할 수 있다. 수신기는 730단계에서 송신기에 의해 표시된 입력 분포 및 ADC 양자화기 선택을 기반으로 수신된 데이터 심볼들을 디코딩 및 복조한다.
도 8은 본 발명과 연계하여 제한된 피드백 설정으로 입력 분포 및 ADC 양자화기를 최적화하는 흐름도 800이다. 도 8의 흐름도는 일련의 순차적인 신호들을 도시하고 있지만, 명시적으로 언급되지 않는다면, 특정 수행 순서에 관한 시퀀스, 동시가 아닌 시계열적으로 또는 중복하는 방식으로 그 신호들 또는 부분들의 수행, 또는 개재되거나 중간 신호들의 발생이 없이 전적으로 도시된 신호들의 수행으로부터의 방해가 도출되어서는 안된다. 도시된 예시적인 절차는 이동국 또는 기지국 내 송수신기 체인에 의해 구현된다.
최적의 입력 분포 및/혹은 ADC 양자화기의 선택에 대한 수신기로부터 송신기로의 피드백은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 일부 실시 예에서, 송신기 및 수신기는 가능한 입력 분포들에 대한 사전에 특정된 코드북, 즉, 모든 가능한 입력 분포 세트를 메모리에 유지한다. 추가적으로, 송신기 및 수신기는 ADC 양자화기들의 가능한 코드북, 예를 들어, 모든 가능한 양자화기 선택 세트를 메모리에 유지할 수 있다. 입력 분포 및 ADC 양자화기에 해당하는 별도의 코드북을 적용하는 대신, 입력분포와 ADC 양자화기의 조합을 정의하는 특정 항목(entry)(및 해당 인덱스)을 갖는 공통 코드북이 적용될 수도 있다.
실시 예에서, 송신기는 810단계에서 파일럿 심볼의 훈련 시퀀스 혹은 참조 신호 심볼의 훈련 시퀀스를 전송하고, 수신기는 815단계에서 송신기로부터 수신되는 훈련 시퀀스를 기반으로 채널을 추정한다.
수신기는 815단계를 통해 획득된 채널 추정 결과를 기반으로, 820단계에서 코드북으로부터 모든 가능한 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 입력-출력 상호 정보를 계산한다.
수신기는 825단계에서 최적의 입력 분포 및 양자화기 쌍을 상호정보를 최대화하는 쌍으로 선택한다. 예를 들어, 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 코드북이 주어진 경우, 수신기는 입력 분포 및 ADC 양자화기의 모든 가능한 선택에 대한 입력-출력 상호 정보를 계산할 수 있다. 상호 정보를 최대화하는 입력 분포 및 ADC 양자화기 조합이 최적의 선택으로 사용될 수 있다.
최적의 입력 분포 및/혹은 ADC 양자화 선택은 인덱스 형태로 피드백된다. 예를 들어, 최적의 입력 분포는 수신기가 입력 분포의 몇 가지 가능한 선택 중 하나에 해당하는 인덱스를 송신기에 표시함으로써 상술한 바와 같이 표시될 수 있다. 유사하게, ADC 양자화기의 선택은 몇 가지 가능한 ADC 양자화기 선택 중 하나에 대응하는 인덱스를 통해 표시될 수 있다.
송신기는 적절한 입력 분포 선택을 이용하여 데이터 송신을 수행하고, 수신기에서의 데이터 복조 및 디코딩을 위한 적절한 ADC 양자화기의 사용을 가정할 수 있다. 또한 송신기는 데이터 변조에 사용되는 입력 분포의 최종적인 선택을 표시할 수 있고, 수신기에서 사용될 ADC 양자화기에 대해 가정된 선택을 수신기로 송신되는 인덱스 세트를 통해 표시할 수 있다.
TDD 시스템 또는 WiFi 시스템과 같이 송신기가 채널 추정치를 획득할 수 있는 애플리케이션 시나리오에서, 송신기는 코드북 혹은 코드북들로부터 입력 분포와 ADC 양자화기를 최적화하도록 구성된다. 또한, 송신기는 최적화된 ADC 양자화기를 나타내는 인덱스를 수신기로 전송하도록 구성된다.
도 9는 본 발명과 연계하여 입력 분포와 ADC 양자화기를 최적화하는 다른 흐름도 900이다. 도 9의 흐름도는 일련의 순차적인 신호들을 도시하고 있지만, 명시적으로 언급되지 않는다면, 특정 수행 순서에 관한 시퀀스, 동시가 아닌 시계열적으로 또는 중복하는 방식으로 그 신호들 또는 부분들의 수행, 또는 개재되거나 중간 신호들의 발생이 없이 전적으로 도시된 신호들의 수행으로부터의 방해가 도출되어서는 안된다. 도시된 예시적인 절차는 이동국 또는 기지국 내 송수신기 체인에 의해 구현된다.
910단계에서, 송신기는 파일럿 혹은 참조 신호 심볼들의 훈련 시퀀스를 수신기로 전송한다. 915단계에서, 수신기는 송신기로부터 수신되는 훈련 시퀀스를 기반으로 채널을 추정한다. 910 및 915단계를 통해 채널 추정 결과가 획득되면, 920단계에서, 사전에 지정된 가능한 입력 분포들에 대한 코드북을 갖는 수신기는 가능한 입력 분포 및 ADC 양자화기 세트를 지정된 코드북으로 제한하지 않는 비제한적인 최적화를 수행할 수 있다. 이와 같은 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대해 제한이 없는 최적화는 입력 분포 최적화를 위한 Blahut-Arimoto 알고리즘 또는 평면 절단 알고리즘(cutting-plane algorithm)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 대안적으로, 입력 분포 최적화를 수행하는 동안 입력 분포에서 질점(mass point)들의 수가 제한될 수 있다. 예를 들어, 입력 분포는 양자화 빈들의 수만큼 많은 질점들을 포함한다고 가정될 수 있다. ADC 양자화기를 최적화하는 경우, 대칭적인 양자화기들(예를 들어, I 및 Q 채널에 대응하는 임계치 세트가 원점을 중심으로 대칭되는 양자화기들) 또는 일정한 양자화기들(예를 들어, I 및 Q 채널 ADC들에 대한 연속 임계치들 사이의 격차가 일정한 양자화기들) 등으로 관심이 제한될 수 있다.
925단계에서, 수신기는 상술한 최적의 입력 분포와 코드북 내 입력 분포 사이의 적절한 거리 메트릭(metric)을 계산한다. 이 동작은 상술한 최적의 양자화기와 코드북 내 양자화기들 사이의 적절한 거리 메트릭을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 수신기는 상대 엔트로피(relative entropy) 등과 같이 두 입력 분포들 사이의 거리를 측정하도록 적절하게 정의된 메트릭 또는 두 ADC 양자화기 사이의 거리를 측정하도록 적절하게 정의된 메트릭을 이용하여 결과로 얻은 최적의 솔루션을 특정 코드북 내에서 가장 가까운 항목으로 매핑할 수 있다. 수신기는 930단계에서 거리 메트릭을 최소화하는 입력 분포 및 ADC 양자화기 쌍을 선택하고, 선택된 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 정보를 송신기로 전송한다.
대안적인 접근으로, 수신기는 채널을 추정하고, 채널 추정 결과를 인덱스로 매핑할 수 있다. 예컨대, 수신기는 채널의 양자화된 추정치를 획득할 수 있다. 이와 같은 인덱스는 입력 분포에 대해 사전에 지정된 코드북 항목들 중 하나 및 ADC 양자화기들의 코드북 항목들 중 하나로 매핑될 수 있다. 즉, 입력 분포 및 ADC 양자화기의 코드북들은 양자화된 채널 추정 세트에 대한 최적의 선택들을 포함하도록 설계된다.
TDD 시스템 또는 WiFi 시스템과 같이 송신기가 채널 추정치를 획득할 수 있는 애플리케이션 시나리오에서, 송신기는 입력 분포와 ADC 양자화기에 대한 제한되거나 혹은 제한되지 않은 최적화를 수행한다. 또한, 송신기는 최적화된 ADC 양자화기를 나타내는 인덱스를 수신기로 전송한다.
일부 실시 예들에서, 수신기는 채널 계수(예: 가능한 비트 시퀀스를 통해 지시되는 양자화된 채널 계수)를 피드백하고, 송신기는 입력 분포 및 ADC 양자화기의 최적화를 수행한다. 결과적으로, 송신기는 데이터 변조에 사용되는 입력 분포의 선택과 제안된 ADC 양자화기의 선택을 수신기로 전달한다. 상술한 실시 예들에서와 같이, 송신기 및 수신기는 가능한 입력 분포 및 가능한 ADC 양자화기에 대한 공통 코드북 세트를 유지하도록 요구할 것이다.
상술한 바와 같이 입력 분포 및 ADC 양자화기를 최적화하는 절차는 다중 경로 채널 모델 및 다중 입력 다중 출력(MIMO; multiple input multiple output) 채널 모델에 적용될 수 있다. 일부 실시 예들에서 다중 경로 채널 모델이 사용되어 송신기에 의해 전송된 신호는 수많은 경로들을 통해 수신된다. 샘플링 순간의 시간 m에서 수신된 샘플을 고려한 적절한 채널 모델은 수학식 5에 따른다.
Figure pat00008
여기서
Figure pat00009
는 L개의 다중경로 구성 요소들로 구성된 다중경로 채널을 나타낸다. 이 모델은 일반적으로 메모리를 갖는 임의의 채널에 적용된다. L=1인 다중경로 채널로 볼 수 있는 상술한 실시 예들에서 개시된 모든 방법들은 본 명세서에 기술된 다중 경로 채널 설정들에 적용된다. 다중경로 채널에 있어서, 송신기에 의해 전송된 파일럿 심볼들을 기반으로 하는 수신기의 채널 추정은 채널 계수 세트 H에 대한 추정이다. H에 대한 추정을 기반으로, 수신기(또는 송신기)는 입력 분포 및 ADC 양자화기의 최적화를 수행하고 입력 분포에 대한 최적의 선택을 송신기(또는 수신기)로 피드백한다. 추가적으로, 수신기(또는 송신기)는 ADC 양자화기에 대한 최적의 선택을 송신기(또는 수신기)로 피드백할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 송신기 및/또는 수신기에서 다중 안테나 사용으로 얻어진 MIMO 채널 모델이 사용될 수 있다.
수학식 3의 단일 입력 단일 출력(SISO; single input single output) 채널 모델을 일반화하여 MIMO 채널을 다음과 같이 표현할 수 있다. ADC 양자화기를 고려하지 않는다면, MIMO 채널은 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00010
여기서, H는 NR×NT 행렬이고,NR은 수신기 안테나 수, NT는 송신기 안테나 수이며, P는 NT×NS 는 송신 프리코더이고, NS는 송신된 데이터 스트림의 수이다. 또한, x는 송신된 심볼의 NS×1벡터, y는 수신된 심볼의 NR×1벡터, n은 가산 잡음의 NR×1벡터이다. 양자화된 MIMO 채널은 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00011
여기서 zr은 수신기 안테나 r에서 양자화된 심볼을 나타내고, Qr은 수신기 안테나 r에 적용된 ADC 양자화기를 나타낸다. SISO 채널에 대한 상술한 실시 예들에 개시된 방법들은 확장되어 MIMO 채널에 적용될 수 있다. 구체적으로, MIMO 채널 동작에 있어서, 수신기는 먼저 송신기에 의해 전송된 파일럿 심볼을 기반으로 MIMO 채널 행렬 H를 추정한다. 수신기는 채널 행렬 H에 대한 추정 결과를 이용하여 다른 수신기 안테나에서 적용될 ADC 양자화기의 선택뿐만 아니라 다른 데이터 스트림에 대해 적용될 성상도 (즉, 입력 분포)의 선택을 최적화한다. 이 선택들은 SISO 채널 동작에서와 같이 피드백을 통해 송신기에 표시된다.
MIMO 채널에 대한 최적화 기준은 채널 입력 벡터 x와 양자화된 채널 출력 벡터
Figure pat00012
사이의 상호 정보일 수 있다. 가능한 프리코더들의 코드북으로부터 선택될 수 있고, 필수적으로 입력 분포, ADC 양자화기들 및 프리코더를 공동 최적화하는 송신 프리코더 P에 대한 서로 다른 선택을 위해 서로 다른 최적화가 수행될 수 있다.
느리게 변하는 채널 모델에서 채널은 일정한 시간 구간(time duration) 동안 대략적으로 일정하게 유지되는 것으로 가정된다. 수신기는 이러한 모델에 대해 채널을 추정하고 이후에 데이터 변조 및/또는 코딩 그리고 복조 및/또는 디코딩을 위해 적용되는 입력 분포 및 ADC 양자화기를 최적화한다. 빠르게 변하는 채널 모델에서, 채널은 하나의 샘플링 시점에서 다른 샘플링 시점으로 급격하게 변할 수 있다. 이 시나리오에서, 절차를 수행하는 중에 발생되는 지연은 허용될 수 없다. 예를 들어, 수신기로부터 송신기로의 정보 피드백의 지연을 초래하는 것은 허용될 수 없다. 한편, 빠른 페이딩 시나리오의 경우, 채널 계수들의 분포에 대한 가정하에서 입력 및 ADC 양자화기 최적화가 수행될 수 있다.
예를 들어, 수학식 3의 채널 모델을 고려하기로 한다. 채널 계수 h에 대한 특정 통계적 분포를 가정하면, 채널의 천이 확률을 획득할 수 있다. 일반적으로, 분포는 채널 측정을 기반으로 사용 가능할 수 있다. 채널의 천이 확률은 특정 입력 심볼이 주어지면, 특정 출력 심볼을 획득하게 될 확률을 의미할 수 있다. 채널의 천이 확률을 이용하여 채널 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 최적화가 수행될 수 있다. 이후, 송신기에서의 데이터 변조/인코딩, 및 수신기에서의 복조/디코딩은 입력 분포 및 ADC 양자화기의 최적화된 선택을 기반으로 수행될 수 있다.
상술한 일부 실시 예들에서, 초기에 추가적인 단계가 포함될 수 있다. 이 단계는 수신기의 능력(capability) 협상/교환을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신기의 ADC에 의해 적용되어 사용된 비트들의 수에 대한 정보 교환을 추가적인 단계로 포함할 수 있다. 예를 들어, 초기 네트워크 진입 시 수신기가 수신기의 ADC에 의해 적용되어 사용된 비트들의 수에 대한 정보를 송신기로 전송할 수 있다. 서로 다른 수신기들은 ADC 정밀도를 기반으로 서로 다른 카테고리들로 분류될 수 있고, 입력 분포 및/또는 상술한 실시 예들에서 논의된 ADC 양자화기 코드북들은 수신기의 카테고리에 의해 좌우될 수 있다.
상술한 실시 예들이 단일 반송파 시스템 맥락에서 개시된 반면, 개시된 원리들은 직교주파수분할다중화(OFDM) 기반 시스템들과 같은 다중 반송파 시스템에도 적용될 수 있다. 이러한 시스템에서, 입력 분포 및 ADC 양자화기의 최적화는 다른 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 광대역 송신 (송신에 사용되는 모든 서브 캐리어들에 대한 하나의 공통 입력 분포)의 경우, 입력 분포 및 ADC 양자화기의 공동 최적화는 모든 서브 캐리어들에 대해 추정된 채널을 고려하여 수행될 것이다. 사용된 최적화 기준은 모든 서브캐리어들에 대한 상호 정보의 합 혹은 평균일 수 있다. 서로 다른 서브밴드 캐리어에 대해 서로 다른 입력 분포들이 사용될 수 있는 서브밴드 기반 송신에서, 서브밴드들에 걸쳐 사용된 입력 분포와 수신기 ADC 양자화기에 대해, 다시, 최적화 메트릭으로써 모든 서브 캐리어들에 걸쳐 합 또는 평균 상호 정보를 이용하여 공동 최적화가 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 동작 절차 1000을 도시한다.
도 10을 참조하면, 제 1 무선 장치는 1010단계에서 통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하고, 1020단계에서 제 2 무선 장치로부터 수신되는 파일럿 또는 참조 신호를 이용하여 통신 채널을 추정한다.
제 1 무선 장치는 1030단계에서 통신 채널 추정 결과를 기반으로 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택한다. 제 1 무선 장치는 통신 채널에서 처리량(throughput)을 최대화하는 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택할 수 있다. 추가적으로, 제 1 무선 장치는 선택된 입력 분포와 선택된 ADC 양자화기 중 적어도 하나에 대한 정보를 제 2 무선 장치로 전송할 수 있다.
상술한 도 10의 실시 예에서 제 1 무선 장치 및 제 2 무선 장치는 모든 가능한 입력 분포들의 세트 및 모든 가능한 양자화기 선택들의 세트를 포함하는 공통 코드북을 유지할 수 있다. 또한, 제 1 무선 장치는 코드북으로부터 ADC 양자화기 및 입력 분포의 쌍을 선택한 후, 선택된 입력 분포를 나타내는 인덱스를 제 2 무선 장치로 전송할 수 있다.
상술한 도 10의 실시 예에서, 제 1 무선 장치는 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하기 위해, 코드북으로부터 입력 분포 및 ADC 양자화기의 모든 가능한 선택들에 대해 획득 가능한 처리량을 계산할 수 있다.
상술한 도 10의 실시 예에서, ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정은, ADC 양자화기와 입력 분포에 대한 비제한적인 최적화를 수행하고, 코드북 내에서 최적화된 ADC 양자화기 및 입력 분포와의 거리 메트릭을 최소화하는 입력 분포 및 ADC 양자화기 쌍을 선택할 수 있다. 비제한적인 최적화는, ADC 양자화기와 입력 분포를 미리 지정된 코드북으로 제한하지 않고, 채널 상호 정보를 최대화하는 ADC 양자화기 및 입력 분포를 선택하는 것을 포함할 수 있다.
상술한 도 10의 실시 예에서, 통신 채널은 다중 데이터 스트림으로 구성된 MIMO 채널일 수 있다. 제 1 무선 장치는 서로 다른 데이터 스트림에 적용될 입력 분포, 서로 다른 무선 장치 안테나들에 적용될 ADC 양자화기, 및 제 1 무선 장치와 제 2 무선 장치에 적용될 MIMO 프리코더로 구성된 그룹을 선택할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 동작 절차 1100을 도시한다.
도 11을 참조하면, 제 1 무선 장치는 1110단계에서 제 2 무선 장치로 파일럿 또는 참조 신호를 전송하고, 1120단계에서 제 2 무선 장치에 대한 응답으로, 제 2 무선 장치로부터 선택된 입력 분포와 ADC 양자화기 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신한다. 여기서, 제 2 무선 장치는 파일럿 또는 참조 신호를 기반으로 통신 채널을 추정하고 추정된 통신 채널에 기반하여 입력 분포와 ADC 양자화기의 쌍을 선택할 수 있다.
상술한 도 11의 실시 예에서, 제 1 무선 장치는 제 2 무선 장치로부터 입력 분포와 ADC 양자화기 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신한 후, 제 2 무선 장치로 전송될 데이터를 변조하기 위한 입력 분포를 선택할 수 있다. 제 1 무선 장치는 선택된 입력 분포 및 추천된 ADC 양자화기에 대한 정보를 제 2 무선 장치로 전송할 수 있다.
상술한 도 11의 실시 예에서, 제 1 무선 장치는 제 2 무선 장치로부터 정보를 수신한 후, 제 2 무선 장치에 의해 제공되는 입력 분포를 적용해야 하는 경우, 선택된 입력 분포를 이용하여 제 2 무선 장치로 전송될 데이터를 변조할 수 있다.
종래의 기술들은 ADC가 저 정밀도를 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서 정상적으로 작동하지 않을 것이다. 이에 비해, 본 발명의 실시 예에 따른 방법 및 장치들은 수신기의 과감한 양자화에도 불구하고 매우 향상된 링크 성능을 제공하도록 설계된다. 이러한 기술이 없다면, 통신 링크 성능은 큰 범위에서 열화될 것이다. 저 정밀도의 ADC를 갖는 시스템에서 향상된 통신 성능은 파워소모 감소와 데이터 속도 증가를 타겟으로 하는 차세대 통신시스템에 특히 중요하다.
본 발명이 다수의 예를 들어 설명되었지만, 다양한 변화 및 변경이 당업자에게 제시될 수 있다. 본 발명은 그러한 변경 및 변형이 첨부된 청구범위 내에 속하도록 포괄함이 의도된다.

Claims (21)

  1. 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 방법에 있어서,
    통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 과정;
    상기 파일럿 또는 참조 신호를 이용하여 상기 통신 채널을 추정하는 과정; 및
    상기 추정된 통신 채널을 기반으로 ADC(analog digital converter) 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍은, 상기 추정된 통신 채널에서 처리량(throughput)을 최대화하는 ADC 양자화기와 입력 분포로 선택되는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선택된 입력 분포와 상기 선택된 ADC 양자화기 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 제 2 무선 장치로 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 무선 장치 및 상기 제 2 무선 장치는 모든 가능한 입력 분포들의 세트 및 모든 가능한 양자화기 선택들의 세트를 포함하는 공통 코드북을 유지하며,
    상기 제 1 무선 장치는, 상기 코드북으로부터 상기 ADC 양자화기 및 입력 분포의 쌍을 선택하고 상기 선택된 입력 분포를 나타내는 인덱스를 상기 제 2 무선 장치로 전송하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정은,
    상기 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 코드북으로부터 상기 입력 분포 및 상기 ADC 양자화기의 모든 가능한 선택들에 대해 획득 가능한 처리량을 계산하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 ADC 양자화기와 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정은,
    상기 ADC 양자화기와 상기 입력 분포에 대한 비제한적인 최적화를 수행하는 과정; 및
    코드북 내에서 상기 최적화된 ADC 양자화기 및 입력 분포와의 거리 메트릭을 최소화하는 입력 분포 및 ADC 양자화기 쌍을 선택하는 과정을 포함하며,
    상기 비제한적인 최적화는, 상기 ADC 양자화기와 상기 입력 분포를 미리 지정된 코드북으로 제한하지 않고, 채널 상호 정보를 최대화하는 ADC 양자화기 및 입력 분포를 선택하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 통신 채널은 다중 데이터 스트림으로 구성된 다중 입력 다중 출력(MIMO; multiple input multiple output) 채널이고, 상기 제 1 무선 장치는 서로 다른 데이터 스트림에 적용될 상기 입력 분포, 서로 다른 무선 장치 안테나들에 적용될 상기 ADC 양자화기, 및 상기 제 1 무선 장치와 상기 제 2 무선 장치에 적용될 MIMO 프리코더로 구성된 그룹을 선택하는 방법.
  8. 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 방법에 있어서,
    제 2 무선 장치로 파일럿 또는 참조 신호를 전송하는 과정; 및
    상기 제 2 무선 장치로부터 선택된 입력 분포와 ADC(analog digital converter) 양자화기 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제 2 무선 장치는 상기 파일럿 또는 참조 신호를 기반으로 통신 채널을 추정하고 상기 추정된 통신 채널에 기반하여 상기 입력 분포와 ADC 양자화기의 쌍을 선택하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 무선 장치로부터 상기 정보를 수신한 후, 상기 제 2 무선 장치로 전송될 상기 데이터를 변조하기 위한 입력 분포를 선택하는 과정; 및
    상기 입력 분포의 선택 및 추천된 ADC 양자화기에 대한 정보를 상기 제 2 무선 장치로 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 무선 장치로부터 상기 정보를 수신한 후, 상기 제 2 무선 장치에 의해 제공되는 상기 입력 분포를 적용해야 하는 경우, 상기 선택된 입력 분포를 이용하여 상기 제 2 무선 장치로 전송될 데이터를 변조하는 과정을 더 포함하는 방법.
  11. 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치의 방법에 있어서,
    제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 과정;
    상기 수신된 파일럿 또는 참조 신호를 기반으로 통신 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널을 기반으로 상기 제 2 무선 장치에 의해 사용될 ADC(analog digital converter) 양자화기와 송신을 위한 입력 분포의 쌍을 선택하는 과정; 및
    상기 선택된 ADC 양자화기 및 선택된 입력 분포에 대한 정보를 상기 제 2 무선 장치로 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  12. 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치에 있어서,
    통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 송수신기; 및
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 파일럿 또는 참조 신호를 이용하여 상기 통신 채널을 추정하고, 상기 추정된 통신 채널을 기반으로 ADC(analog digital converter) 양자화기 및 입력 분포의 쌍을 선택하는 제 1 무선 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 추정된 통신 채널에서 처리량을 최대화하는 선택된 ADC 양자화기 및 입력 분포를 선택하는 제 1 무선 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 선택된 입력 분포 및 상기 선택된 ADC 양자화기에 대한 정보를 상기 송수신기를 통해 상기 제 2 무선 장치로 전송하도록 구성되는 제 1 무선 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는 메모리로부터의 모든 가능한 입력 분포 세트 및 모든 가능한 ADC 양자화기 선택 세트를 포함하는 공통 코드북을 유지하고, 상기 제 2 무선 장치는 상기 공통 코드북을 공유하도록 구성되며,
    상기 입력 분포와 상기 ADC 양자화기의 쌍을 상기 코드북으로부터 선택하고,
    상기 선택된 입력 분포를 나타내는 인덱스를 상기 제 2 무선 장치로 전송하도록 구성되는 제 1 무선 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 ADC 양자화기 및 입력 분포의 쌍을 선택하기 위해 상기 코드북으로부터 상기 입력 분포 및 상기 ADC 양자화기의 모든 가능한 선택들에 대한 획득가능한 처리량을 계산하도록 구성되는 제 1 무선 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 입력 분포 및 ADC 양자화기에 대한 비제한적인 최적화를 수행하고, 코드북 내에서 상기 최적화된 ADC 양자화기 및 입력 분포와의 거리 메트릭을 최소화하는 입력 분포 및 ADC 양자화기 쌍을 선택하도록 구성되며,
    상기 비제한적인 최적화는, 상기 ADC 양자화기와 상기 입력 분포를 미리 지정된 코드북으로 제한하지 않고, 채널 상호 정보를 최대화하는 ADC 양자화기 및 입력 분포를 선택하는 제 1 무선 장치.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 통신 채널은 다중 데이터 스트림으로 구성된 다중 입력 다중 출력(MIMO; multiple input multiple output) 채널이고,
    상기 프로세서는 서로 다른 데이터 스트림에 적용될 상기 입력 분포, 서로 다른 무선 장치 안테나들에 적용될 ADC 양자화기, 및 상기 제 1 무선 장치와 상기 제 2 무선 장치에 적용될 MIMO 프리코더로 구성된 그룹을 선택하도록 구성되는 제 1 무선 장치.
  19. 무선 신호를 송수신하는 제 1 무선 장치에 있어서,
    통신 채널을 통해 제 2 무선 장치로부터 파일럿 또는 참조 신호를 수신하는 송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 송수신기를 통해 파일럿 또는 참조 신호를 상기 제 2 무선 장치로 송신하고, 상기 제 2 무선 장치로부터 상기 선택된 입력 분포 및 상기 ADC 양자화기에 대한 정보를 수신하며,
    상기 제 2 무선 장치는 상기 파일럿 또는 참조 신호를 기반으로 통신 채널을 추정하고, 상기 추정된 통신 채널에 기반하여 상기 ADC(analog digital converter) 양자화기 및 입력 분포의 쌍을 선택하는 제 1 무선 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 2 무선 장치로부터 상기 정보를 수신한 후, 입력 분포를 선택하여 상기 제 2 무선 장치로 전송될 데이터를 변조하고,
    상기 입력 분포의 선택 및 추천된 ADC 양자화기에 대한 정보를 상기 제 2 무선 장치로 전송하도록 구성되는 제 1 무선 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제 2 무선 장치로부터 상기 정보를 수신한 후, 상기 제 1 무선 장치가 상기 제 2 무선 장치에 의해 제공된 상기 입력 분포를 적용해야 하는 경우, 상기 제 1 무선 장치는 상기 입력 분포를 이용하여 상기 제 2 무선 장치로 전송될 데이터를 변조하도록 구성되는 제 1 무선 장치.

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