KR20200112576A

KR20200112576A - 적응적인 빔포밍을 위한 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법

Info

Publication number: KR20200112576A
Application number: KR1020190066060A
Authority: KR
Inventors: 전은성; 이욱봉; 김성수; 김준석; 안민기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-10-05

Abstract

본 개시의 기술적 사상에 따라 복수의 안테나들을 구비하고, 채널 상태에 따른 기지국의 적응적인 빔포밍(beamforming)을 위한 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 복수의 제1 스트림(stream)들로 구성된 사운딩 패킷을 수신하는 단계, 상기 사운딩 패킷(sounding packet)을 이용하여 제1 채널을 추정하는 단계, 추정된 상기 제1 채널에 대한 특이 값 분해(Singular Value Decomposition; SVD)를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하는 단계, 상기 제1 스트림들에 상기 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 상태 정보를 상기 대각 행렬을 이용하여 생성하는 단계 및 상기 기지국에 상기 상태 정보를 포함하는 상기 빔포밍 피드백을 송신하는 단계를 포함한다.

Description

적응적인 빔포밍을 위한 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법{An wireless communication apparatus for adaptive beamforming and method of operation thereof}

본 개시의 기술적 사상은 무선 통신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국의 적응적인 빔포밍을 지원하기 위한 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

다중 안테나 기반의 무선 통신 시스템은 셀룰러 통신 환경에서 송수신단 간에 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송신률을 향상시킬 수 있다. 빔포밍 방식은 기지국과 무선 통신 장치간 채널 상태에 기초하여 운용되며, 일반적으로 무선 통신 장치(또는, 수신단)에서 참조 신호 등으로 추정된 채널을 이용하여 빔조정 행렬을 생성하고, 빔조종 행렬에 대한 정보(예를 들면, 코드북(codebook))를 기지국(또는, 송신단)으로 피드백하는 방식이 이용될 수 있다.

한편, 무선 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 빔포밍 기술이 지원 가능한 무선 통신 장치에 관하여 연구되고 있으며, 기지국이 무선 통신 장치와의 채널 상태에 적합한 빔포밍을 수행하기 위하여 무선 통신 장치의 빔포밍 피드백 생성 방식에 관한 연구가 진행되고 있다.

본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 빔포밍을 지원하는 무선 통신 장치의 수신 신호가 겪는 채널 상태를 종전보다 정확하게 반영한 빔포밍 피드백을 생성할 수 있는 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따라 복수의 안테나들을 구비하고, 채널 상태에 따른 기지국의 적응적인 빔포밍(beamforming)을 위한 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 복수의 제1 스트림(stream)들로 구성된 사운딩 패킷을 수신하는 단계, 상기 사운딩 패킷(sounding packet)을 이용하여 제1 채널을 추정하는 단계, 추정된 상기 제1 채널에 대한 특이 값 분해(Singular Value Decomposition; SVD)를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하는 단계, 상기 제1 스트림들에 상기 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 상태 정보를 상기 대각 행렬을 이용하여 생성하는 단계 및 상기 기지국에 상기 상태 정보를 포함하는 상기 빔포밍 피드백을 송신하는 단계를 포함한다.

본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따라 복수의 안테나들을 구비하고, 채널 상태에 따른 기지국의 적응적인 빔포밍을 위한 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 기지국과 상기 무선 통신 장치 사이의 제1 채널에 대응하는 채널 행렬에 대한 특이 값 분해를 통해 특이 값들이 포함된 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하는 단계, 상기 대각 행렬을 이용하여 상기 빔조정 행렬이 적용된 스트림들을 전송하는 제2 채널들 각각에 대응하는 SNR(Signal to Noise Ratio)들을 연산하는 단계 및 상기 기지국에 상기 SNR들 및 상기 빔포밍 행렬이 포함된 피드백을 제공하는 단계를 포함한다.

본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따라 기지국 및 무선 통신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 빔포밍 방법에 있어서, 상기 기지국은 복수의 제1 스트림들로 구성된 사운딩 패킷을 상기 무선 통신 장치에 송신하는 단계, 상기 무선 통신 장치는 상기 사운딩 패킷을 이용하여 추정된 채널에 대한 특이 값 분해를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하는 단계, 상기 무선 통신 장치는 상기 제1 스트림들에 상기 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들 중 적어도 하나의 대상 채널의 상태 정보를 빔포밍 랭크 개수를 결정하기 위해 필요한 정보로서 생성하는 단계, 상기 무선 통신 장치는 상기 대상 채널의 상태 정보를 포함하는 피드백을 상기 기지국에 송신하는 단계 및 상기 기지국은 상기 피드백을 기반으로 상기 무선 통신 장치와의 무선 통신을 위한 상기 빔포밍 랭크 개수를 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 무선 통신 장치는, 빔포밍 지원을 위한 복수의 안테나들, 기지국으로부터 수신되고, 복수의 제1 스트림들로 구성된 사운딩 패킷을 이용하여 제1 채널을 추정하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 추정된 제1 채널에 대한 특이 값 분해를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하고, 상기 제1 스트림들에 상기 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들 중 적어도 하나의 대상 채널의 상태 정보를 빔포밍 랭크 개수를 결정하기 위해 필요한 정보로서 생성하며, 상기 대상 채널의 상태 정보를 포함하는 상기 빔포밍 피드백을 생성하여 상기 기지국에 송신하는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치는 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 스트림들에 대응하는 채널들 중 빔포밍의 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 적어도 하나의 채널의 상태를 우선적으로 확인하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있도록 해주는 빔포밍 피드백을 생성할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 빔포밍 피드백을 기반으로 좋지 않은 채널 상태를 고려하여 빔포밍 제어를 수행할 수 있는 바, 무선 통신 시스템의 빔포밍 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 빔포밍 피드백 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 랭크-2 무선 로컬 영역 네트워크 시스템인 무선 통신 시스템에서의 빔포밍 피드백을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 도 3의 채널 상태 측정기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 도 6의 랭크 지표 생성기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 랭크-4 무선 로컬 영역 네트워크 시스템인 무선 통신 시스템에서의 빔포밍 피드백을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 도 6의 랭크 지표 생성기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기의 동작을 설명하기 위한 블록도이고, 도 10b는 도 10a의 룩-업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 기지국의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 개시의 실시예들이 적용된 IoT 네트워크 시스템을 보여주는 개념도이다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(1)을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은 무선 통신 장치(100) 및 기지국(Base Station, 10)을 포함할 수 있고, 무선 통신 장치(100) 및 기지국(10)은 채널(20)을 통해 통신할 수 있다. 무선 통신 시스템(1)은 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템으로 지칭될 수 있다. 무선 통신 시스템(1)은, 비제한적인 예시로서 LTE(Long Term Evolution) 시스템, CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, GSM(Global System for Mobile Communications) 시스템, WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 또는 다른 임의의 무선 통신 시스템일 수 있다. 무선 통신 시스템(1)은 채널(20) 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Apaptive Modulaton & Coding; AMC) 방식을 지원할 수 있다. 무선 통신 시스템(1)은 T개의 송신 안테나들(12) 및 R개의 수신 안테나들(110)을 포함할 수 있다.

무선 통신 장치(100)는 기지국(10)과 통신하여 데이터 및/또는 제어정보를 송수신할 수 있는 다양한 장치들로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치(100)는 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 휴대 장치 등으로 지칭될 수 있다. 또한, 기지국(10)은 무선 통신 장치(100) 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 지칭할 수 있고, 무선 통신 장치(100) 및/또는 다른 기지국과 통신하여 데이터 및/또는 송수신할 수 있다. 예를 들면, 기지국(10)은 Node B, eNB(evolved-Node B), BTS(Base Transceiver System) 및 AP(Access Point) 등으로 지칭될 수도 있다.

무선 통신 장치(100) 및 기지국(10) 사이의 무선 통신 네트워크는 가용 네트워크 자원들을 공유함으로써 다수의 사용자들이 통신하는 것을 지원할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 네트워크에서 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 방식으로 정보가 전달할 수 있다.

이하에서는, 무선 통신 시스템(1)은 무선 로컬 영역 네트워크 시스템인 것을 가정하며, 스트림 별 동일한 변조 및 코딩 스킴(scheme)을 지원하는 것을 전제한다. 다만, 이는 예시적 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 본 개시의 사상은 다양한 네트워크 시스템에 적용 가능함은 분명하다.

무선 통신 장치(100)는 복수의 안테나들(110), RF 회로(120), 프로세서(130)를 포함할 수 있다. 무선 통신 장치(100)에 포함된 구성 요소들 각각은, 아날로그 회로 및/또는 디지털 회로를 포함하는 하드웨어 블록일 수 있고, 프로세서 등에 의해 실행되는 복수의 명령어들을 포함하는 소프트웨어 블록일 수도 있다. RF(Radio Frequency) 회로(120)는 복수의 안테나들(110)을 통해 기지국(10)으로부터 신호(예를 들면, 하향링크 신호)를 수신할 수 있다. RF 회로(120)는 아날로그 다운 컨버젼 믹서(analog down-conversion mixer)를 포함할 수 있고, 이를 이용하여 수신된 신호를 주파수 햐향 변환하여 기저대역(baseband) 신호를 생성할 수 있다. 또한, RF 회로(120)는 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하여, 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하는 등의 처리 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(130)는 채널 추정기(132) 및 링크 적응기(134)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 채널 추정기(132) 및 링크 적응기(134)는 프로세서(130)에 포함된 하나의 블록으로 도시하였으나, 이에 국한되지 않고, 프로세서(130)가 채널 추정기(132) 및 링크 적응기(134)의 일련의 동작을 수행할 수 있는 통합된 로직 블록일 수 있다.

채널 추정기(132)는 기지국(10)으로부터 수신된 사운딩 패킷(sounding packet)에 포함된 기준 신호(reference signal)를 이용하여 제1 채널(20)을 추정할 수 있다. 사운딩 패킷은 기지국(10)이 제1 채널(20)의 상태에 적합한 빔포밍을 수행하기 위해 무선 통신 장치(100)에 송신하는 신호로서, 널 데이터 패킷(null data packet)으로 지칭될 수 있다. 한편, 사운딩 패킷은 복수의 제1 스트림들로 구성될 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 사운딩 패킷을 이용하여 제1 채널(20)의 상태를 나타내는 빔포밍 피드백을 생성하고, 생성된 빔포밍 피드백을 기지국(10)에 송신할 수 있다.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기(134)는 채널 상태 측정기(134a)를 포함할 수 있다. 링크 적응기(134)는 추정된 채널에 대한 특이 값 분해(Singualr Value Decomposition; SVD)를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성할 수 있다. 채널 상태 측정기(134a)는 사운딩 패킷의 제1 스트림들에 빔조정 행렬을 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 상태 정보를 대각 행렬을 이용하여 생성할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 제2 채널 별 채널 상태를 개별적으로 생성할 수 있다. 예시적 실시 예로, 채널 상태는 제2 채널들에 각각 대응하는 SNR(Signal to Noise) 또는 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)일 수 있다. 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들에 대해서는 도 4등에서 구체적으로 후술한다.

링크 적응기(134)는 제2 채널들의 상태 정보를 포함하는 빔포밍 피드백을 기지국(10)에 송신할 수 있다. 예시적 실시 예에 따른 기지국(10)은 제2 채널들의 상태 정보 중에서 일부 정보를 선택적으로 이용하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 구체적으로, 기지국(10)은 상기 채널들의 상태 정보 중에서 빔포밍 성능을 저하시킬 수 있는 채널 상태를 우선적으로 확인하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 기지국(10)은 결정된 빔포밍 랭크 개수를 기반으로 빔포밍을 수행하여 무선 통신 장치(100)와 무선 통신할 수 있다. 한편, 랭크 개수는 채널 계수로도 지칭될 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 링크 적응기(134)는 제2 채널들의 상태 정보 중에서 일부 정보를 선택적으로 이용하여 적정 랭크 개수를 결정할 수 있으며, 링크 적응기(134)는 적정 랭크 개수를 나타내는 랭크 지표(rank indicator)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 링크 적응기(134)는 제2 채널들의 상태 정보 중에서 빔포밍 성능을 저하시킬 수 있는 채널의 상태를 우선적으로 확인하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 랭크 개수는 기지국(10)이 적어도 하나의 전송 블록을 무선 통신 장치(100)에 송신할 때에, 전송 블록이 맵핑되는 레이어(layer)의 개수와 대응할 수 있다. 한편, 제2 채널들의 상태에 따라 레이어의 개수는 달라질 수 있으며, 링크 적응기(134)는 랭크 지표가 포함된 빔포밍 피드백을 기지국(10)에 송신할 수 있다. 이 때, 기지국(10)은 랭크 지표를 참조하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다.

본 개시의 예시적 실시 예들에 따른 무선 통신 장치(100)는 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 스트림들에 대응하는 제2 채널들 중 빔포밍의 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 적어도 하나의 채널의 상태를 우선적으로 확인하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있도록 해주는 빔포밍 피드백을 생성할 수 있다. 이를 통해, 기지국(10)은 빔포밍 피드백을 기반으로 좋지 않은 채널 상태를 고려하여 빔포밍 제어를 수행할 수 있는 바, 무선 통신 시스템의 빔포밍 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 빔포밍 피드백 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 무선 통신 장치는 기지국으로부터 사운딩 패킷을 수신할 수 있다(S100). 무선 통신 장치는 사운딩 패킷을 이용하여 제1 채널을 추정할 수 있다(S110). 무선 통신 장치는 추정된 제1 채널에 대한 특이 값을 분해하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성할 수 있다(S120). 무선 통신 장치는 빔조정 행렬이 적용된 스트림들 대응하는 제2 채널들의 상태 정보를 대각 행렬을 이용하여 생성할 수 있다(S130). 무선 통신 장치는 제2 채널들의 상태 정보를 포함하는 빔포밍 피드백을 기지국에 송신할 수 있다. 기지국은 빔포밍 피드백을 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 대각 행렬, 빔조정 행렬 및 제2 채널들의 상태 정보에 대한 구체적인 내용은 도 3 및 도 4에서 서술하도록 한다.

도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기(134)의 동작을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 랭크-2 무선 로컬 영역 네트워크 시스템인 무선 통신 시스템(1)에서의 빔포밍 피드백을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 링크 적응기(134)는 채널 상태 측정기(134a), 분해 회로(134b) 및 빔포밍 피드백 생성기(134c)를 포함할 수 있다. 도 3의 구성을 설명하기 앞서 도 1을 참조하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬에 대하여 이하 서술한다.

도 1을 더 참조하면, 먼저, 기지국(10)에서 송신 안테나들(12)을 통해 복수의 스트림(stream)들로 구성된 신호들(X1, X2)을 송신하면 무선 통신 장치(100)는 수신 안테나들(110)을 통해 신호들(Y1, Y2)을 수신할 수 있다. 수신된 신호들(Y1, Y2)은 제1 채널(20)을 겪은 결과로써 송신된 신호들(X1, X2)과 수신된 신호들(Y1, Y2)간의 관계는 다음 수식(1)과 같다.

(1)

수식(1)의 각 요소들은 벡터(vector) 또는 행렬일 수 있다. 'N'은 화이트 가우시안 노이즈(white Gaussian noise)를 의미하며, 'Y'는 수신된 신호들(Y1, Y2)을 의미하며, 2 x 1 행렬일 수 있다. 'X'는 송신된 신호들(X1, X2)을 의미하며, 2 x 1 행렬일 수 있다. 'H'는 채널 행렬을 의미하며, 2 x 2 행렬일 수 있다. 'H'는 기지국(10)과 무선 통신 장치(100) 사이의 주파수 응답을 나타낼 수 있다. 채널 추정기(132)는 제1 채널(20)을 추정하여 채널 행렬(H)을 생성할 수 있다.

링크 적응기(134)는 채널 행렬(H)(즉, 추정된 제1 채널(20))에 대한 특이 값 분해(Singular Value Decomposition)를 수행할 수 있다. 일 예로, 링크 적응기(134)는 다음 수식(2)와 같이 채널 행렬(H)에 대하여 특이 값 분해할 수 있다.

(2)

'U', 'V'는 유니터리(unitary) 행렬이고, '∑'는 채널(20)의 음이 아닌 특이 값들(예를 들면, σ1 및 σ2)을 포함하는 대각 행렬일 수 있다. 'V^*'는 'V'의 공액 전치(conjugate transpose) 행렬일 수 있다. 또한, 'U^*'는 'U'의 공액 전치 행렬일 수 있으며, 링크 적응기(134)는 'U^*'을 채널 행렬(H)에 적용할 수 있다. 또한, 링크 적응기(134)는 'V^*'을 이용하여 'V'를 생성할 수 있으며, 'V'는 빔조정 행렬을 의미할 수 있다. 링크 적응기(134)는 빔조정 행렬(V)에 기초하여 프리코딩 매트릭스 지표(Precoding Matrix Indicator; PMI)를 생성할 수 있다. 무선 통신 장치(100)는 프리코딩 매트릭스 지표(PMI)를 기반으로 적응적인 빔포밍을 수행할 수 있다. 이에 따른 송신된 신호들(X1, X2)과 수신된 신호들(Y1~Y2)간의 관계는 다음 수식(3)과 같다.

(3)

링크 적응기(134)는 수식(3)에 'Y'에 'U^*'을 적용할 수 있으며, 그 결과, 다음과 같은 수식(4)가 도출될 수 있다.

(4)

이와 같이, 기지국(10)의 적응적인 빔포밍 수행 결과, 무선 통신 장치(100)에 수신된 신호들(Y1, Y2)은 송신된 신호들(X1, X2)에 제1 채널(20)의 특이 값들 및 노이즈(N')가 반영된 것으로 정의될 수 있다.

다시 도 3으로 돌아오면, 분해 회로(134b)는 채널 행렬(H)을 수신하여, 채널 행렬(H)에 대한 특이 값 분해를 수행하여 빔조정 행렬(V) 및 대각 행렬(∑)을 생성하여 채널 상태 측정기(134a)에 제공할 수 있다. 채널 상태 측정기(134a)는 빔조정 행렬(V)이 적용된 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 상태를 측정하여 생성된 채널 상태 정보(CH_ST)를 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다. 예시적 실시 예에 따른 제2 채널들의 상태를 측정하기 위한 방식은 SNR 측정 방식이 적용될 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 대각 행렬(∑)로부터 제2 채널들에 각각 대응하는 특이 값들을 획득하여 제2 채널들에 대응하는 SNR들을 연산할 수 있다. 채널 상태 측정기(134a)는 연산된 SNR들을 제2 채널들의 상태로서 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다. 빔조정 행렬(V)이 적용된 스트림들 및 제2 채널들 각각에 대응하는 특이 값들에 대하여 도 4를 참조하여 이하 서술한다.

도 4를 더 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은 기지국(10) 및 무선 통신 장치(100)를 포함할 수 있으며, 기지국(10)은 두 개의 송신 안테나들(12a, 12b)을 포함하고, 무선 통신 장치(100)는 두 개의 수신 안테나들(110a, 110b)을 포함할 수 있다. 빔조정 행렬(V)이 적용된 스트림들은 스트림-1(STR_1) 및 스트림-2(STR_2)을 포함할 수 있다. 도 4의 빔조정 행렬(V)이 적용된 스트림들에 대응하는 제2 채널들(CH_1, CH_2)은 대각 행렬(∑)의 특이 값들에 따른 것일 수 있다.

스트림-1(STR_1)은 채널-1(CH_1)만을 통해 무선 통신 장치(100)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 스트림-1(STR_1)은 '1'의 랭크 개수와 대응될 수 있다. 스트림-2(STR_2)의 일부는 채널-1(CH_1)을 통해, 다른 일부는 채널-2(CH_2)을 통해 무선 통신 장치(100)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 스트림-2(STR_2)는 '2'의 랭크 개수와 대응될 수 있다.

채널-1(CH_1)은 복수의 서브 채널들을 포함할 수 있으며, 채널-1(CH_1)의 서브 채널들에 각각 대응하는 특이 값들(SV)은 제1 특이 값들(σ1)로 지칭될 수 있다. 표현을 달리하면, 스트림-1(STR_1)은 채널-1(CH_1)에 대응하는 복수의 서브 캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 제1 특이 값들(σ1)은 상기 서브 캐리어들에 대응하는 특이 값들(SV)일 수 있다.

채널-2(CH_2)은 복수의 서브 채널들을 각각 포함할 수 있으며, 채널-2(CH_2)의 서브 채널들에 각각 대응하는 특이 값들(SV)은 제2 특이 값들(σ2)로 지칭될 수 있다. 표현을 달리하면, 스트림-2(STR_2)의 일부는 채널-2(CH_2)에 대응하는 복수의 서브 캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 제2 특이 값들(σ2)은 상기 서브 캐리어들에 대응하는 특이 값들(SV)일 수 있다.

한편, 빔조정 행렬(V)이 적용되어 생성된 스트림들(STR_1, STR_2)에 대응하는 제2 채널들(CH_1, CH_2)의 특성을 고려할 때에, 제2 특이 값들(σ2)은 제1 특이 값들(σ1)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 채널-2(CH_2)의 상태가 채널-1(CH_1)의 상태에 비해 좋지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 종전에는 무선 통신 장치(100)는 채널-1(CH_1)의 상태와 채널-2(CH_2)의 상태를 전체적으로 고려하도록, 예를 들어, 채널-1(CH_1)의 상태와 채널-2(CH_2)의 상태의 종합적인 채널 용량(채널 용량은, 채널-1(CH_1)의 상태와 채널-2(CH_2)의 상태의 평균에 대응)을 생성하여 기지국(10)에 제공하거나, 종합적인 채널 용량을 기반으로 적정 랭크 개수를 결정하였다. 그 결과, 채널-2(CH_2)의 상태가 매우 열화된 때에도, 채널-1(CH_1)의 상태가 매우 좋게되면, 빔포밍 랭크 개수는 '2'로 결정될 수 있다. 이러한 경우에, 전술한 바와 같이, 무선 통신 시스템(1)은 스트림 별로 동일한 변조 및 코딩 스킴을 지원하기 때문에 열화된 채널-2(CH_2)에 부합하는 변조 및 코딩 스킴을 별도로 적용하기 어렵다. 그 결과, 무선 통신 장치(100)는 채널-2(CH_2)를 통해 수신되는 일부 스트림에 대한 디코딩 실패 확률이 높아지기 때문에 전체적인 무선 통신 시스템(1)의 빔포밍 성능을 저하시킬 수 있다.

이에 따라, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(100)는 제2 채널들(CH_1, CH_2)의 상태 중에서 빔포밍 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 채널-2(CH_2)의 상태를 선택적으로 고려하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있도록 빔포밍 피드백을 생성하고, 기지국(10)에 제공할 수 있다. 더 나아가, 무선 통신 장치(100)는 채널-2(CH_2)의 상태를 고려하여 적정 랭크 개수를 결정하고, 랭크 지표를 생성하여 기지국(10)에 제공할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 채널 상태 측정기(134a)는 채널-1(CH_1)의 상태로서 채널-1(CH_1)에 대응하는 SNR을 연산할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-1(CH_1)을 통해 수신되는 스트림-1(STR_1)에 대한 제1 SNR을 제1 특이 값들(σ1)을 이용하여 연산할 수 있다. 또한, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-2(CH_2)의 상태로서 채널-2(CH_2)에 대응하는 SNR을 연산할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-2(CH_2)를 통해 수신되는 일부 스트림-2(STR_2)에 대한 제2 SNR을 제2 특이 값들(σ2)을 이용하여 연산할 수 있다.

채널 상태 측정기(134a)는 제1 SNR 및 제2 SNR을 포함하는 채널 상태 정보(CH_ST)를 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다. 빔포밍 피드백 생성기(134c)는 제1 SNR 및 제2 SNR을 포함하는 빔포밍 피드백(FB)을 생성하여 기지국(10)에 송신할 수 있다. 일부 실시 예들에 따라 채널 상태 측정기(134a)는 제2 채널들(CH_1, CH_2) 중 빔포밍 랭크 개수 결정에 기반이 되는 채널-2(CH_2)의 제2 SNR만을 생성하여 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 기지국(10)은 제1 SNR 및 제2 SNR 중 낮은 제2 SNR을 기준 값과 비교하여, 비교 결과를 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(10)은 제2 SNR이 기준 값 이상인 때에, 채널-2(CH_2)의 상태가 신호를 전송하기에 적합한 것으로 판단하고, 빔포밍 랭크 개수를 채널-2(CH_2)에 대응하는 랭크 개수인 '2'로 결정할 수 있다. 또한, 기지국(10)은 제2 SNR이 기준 값 미만인 때에, 채널-2(CH_2)의 상태가 신호를 전송하기 부적합한 것으로 판단하고, 빔포밍 랭크 개수를 채널-2(CH_2)에 대응하는 랭크 개수의 바로 한단계 낮은 '1'로 결정할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 상기 기준 값은 기지국(10)과 무선 통신 장치(100)간의 MIMO 방식을 기반으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 기지국(10)의 MIMO(또는, 빔포밍)를 위해 이용되는 안테나의 개수 및 무선 통신 장치(100)의 빔포밍에 이용되는 안테나의 개수에 따라 상기 기준 값이 결정될 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 10a 및 도 10b에서 후술한다.

도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 도 3의 채널 상태 측정기(134a)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 단계 S120(도 2)에 후속하여 채널 상태 측정기(134a)는 채널-N의 제N 서브 캐리어들에 대응하는 제N 특이 값들을 이용하여 채널-N에 대한 제N SNR을 연산할 수 있다(S132). 채널 상태 측정기(134a)는 'N'이 제2 채널들의 총 개수(N_T)인지 여부를 판별할 수 있다(S134). 단계 S134이 'No'인 때에, 'N'을 카운트 업한 후에, 단계 S132를 후속할 수 있다. 단계 S134이 'Yes'인 때에 채널 상태 측정기(134a)는 제2 채널들의 SNR들을 포함하는 채널 상태 정보(CH_ST)를 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다.

도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기(134)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 이하, 도 6의 링크 적응기(134)의 구성들 중 도 3에 서술된 내용과 중복되는 내용은 생략한다.

도 6을 참조하면, 링크 적응기(134)의 빔포밍 피드백 생성기(134c')는 도 3과 비교하여 랭크 지표 생성기(RI_G)를 더 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 따른 랭크 지표 생성기(RI_G)는 채널 상태 정보(CH_ST)를 기반으로 랭크 지표를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 서술된 내용을 전제할 때에, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 제1 SNR 및 제2 SNR 중 낮은 제2 SNR을 기준 값과 비교하여, 비교 결과를 기반으로 적정 랭크 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 제2 SNR이 기준 값 이상인 때에, 채널-2(CH_2)의 상태가 신호를 전송하기에 적합한 것으로 판단하고, 적정 랭크 개수를 채널-2(CH_2)에 대응하는 랭크 개수인 '2'로 결정할 수 있다. 또한, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 제2 SNR이 기준 값 미만인 때에, 채널-2(CH_2)의 상태가 신호를 전송하기 부적합한 것으로 판단하고, 적정 랭크 개수를 채널-2(CH_2)에 대응하는 랭크 개수의 바로 한단계 낮은 '1'로 결정할 수 있다.

도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 도 6의 랭크 지표 생성기(RI_G)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 채널 상태 측정기(134a)로부터 채널 상태 정보(CH_ST)를 수신할 수 있다. 채널 상태 정보(CH_ST)는 빔조정 행렬이 적용된 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 SNR들을 포함할 수 있다. 랭크 지표 생성기(RI_G)는 SNR들 중 가장 낮은 대상 SNR을 채널 상태 정보(CH_ST)로부터 획득할 수 있다(S200). 랭크 지표 생성기(RI_G)는 대상 SNR이 기준 값 미만인지 여부를 판별할 수 있다(S210). 단계 S210가 'No'인 때에, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 대상 SNR에 대응하는 랭크 개수를 적정 랭크 개수로 결정할 수 있다(S220). 대상 SNR에 대응하는 랭크 개수는 대상 SNR을 갖는 제2 채널에 대응하는 랭크 개수를 의미할 수 있다. 랭크 지표 생성기(RI_G)는 대상 SNR에 대응하는 랭크 개수보다 한단계 낮은 랭크 개수를 적정 랭크 개수로 결정할 수 있다(S230). 랭크 지표 생성기(RI_G)는 결정된 적정 랭크 개수를 나타내는 랭크 지표를 생성할 수 있다(S240). 빔포밍 피드백 생성기(134c')는 랭크 지표를 포함하는 빔포밍 피드백(FB')을 기지국에 제공할 수 있다.

도 8은 랭크-4 무선 로컬 영역 네트워크 시스템인 무선 통신 시스템(1)에서의 빔포밍 피드백을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 8을 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은 기지국(10) 및 무선 통신 장치(100)를 포함할 수 있으며, 기지국(10)은 네 개의 송신 안테나들(12a~12d)을 포함하고, 무선 통신 장치(100)는 네 개의 수신 안테나들(110a~110d)을 포함할 수 있다. 빔조정 행렬(V)이 적용된 스트림들은 스트림-1(STR_1) 내지 스트림-4(STR_4)을 포함할 수 있다. 도 8의 빔조정 행렬(V)이 적용된 스트림들에 대응하는 제2 채널들은 채널-1(CH_1) 내지 채널-4(CH_4)를 포함할 수 있으며, 제2 채널들(CH_1~CH_4)은 대각 행렬(∑)의 특이 값들에 따른 것일 수 있다.

스트림-1(STR_1)은 채널-1(CH_1)만을 통해 무선 통신 장치(100)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 스트림-1(STR_1)은 '1'의 랭크 개수와 대응될 수 있다. 스트림-2(STR_2)의 일부는 채널-1(CH_1)을 통해, 다른 일부는 채널-2(CH_2)을 통해 무선 통신 장치(100)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 스트림-2(STR_2)는 '2'의 랭크 개수와 대응될 수 있다. 스트림-3(STR_3)의 일부는 채널-1(CH_1)을 통해, 다른 일부는 채널-2(CH_2)을 통해, 다른 일부는 채널-3(CH_3)을 통해 무선 통신 장치(100)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 스트림-3(STR_3)은 '3'의 랭크 개수와 대응될 수 있다. 스트림-4(STR_4)의 일부는 채널-1(CH_1)을 통해, 다른 일부는 채널-2(CH_2)을 통해, 다른 일부는 채널-3(CH_3)을 통해, 다른 일부는 채널-4(CH_4)를 통해 무선 통신 장치(100)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 스트림-4(STR_4)는 '4'의 랭크 개수와 대응될 수 있다.

채널-2(CH_2)는 복수의 서브 채널들을 각각 포함할 수 있으며, 채널-2(CH_2)의 서브 채널들에 각각 대응하는 특이 값들(SV)은 제2 특이 값들(σ2)로 지칭될 수 있다. 표현을 달리하면, 스트림-2(STR_2)의 일부는 채널-2(CH_2)에 대응하는 복수의 서브 캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 제2 특이 값들(σ2)은 상기 서브 캐리어들에 대응하는 특이 값들(SV)일 수 있다.

채널-3(CH_3)은 복수의 서브 채널들을 포함할 수 있으며, 채널-3(CH_3)의 서브 채널들에 각각 대응하는 특이 값들(SV)은 제3 특이 값들(σ3)로 지칭될 수 있다. 표현을 달리하면, 스트림-3(STR_3)의 일부는 채널-3(CH_3)에 대응하는 복수의 서브 캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 제3 특이 값들(σ3)은 상기 서브 캐리어들에 대응하는 특이 값들(SV)일 수 있다.

채널-4(CH_4)는 복수의 서브 채널들을 각각 포함할 수 있으며, 채널-4(CH_4)의 서브 채널들에 각각 대응하는 특이 값들(SV)은 제4 특이 값들(σ4)로 지칭될 수 있다. 표현을 달리하면, 스트림-4(STR_4)의 일부는 채널-4(CH_4)에 대응하는 복수의 서브 캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 제4 특이 값들(σ4)은 상기 서브 캐리어들에 대응하는 특이 값들(SV)일 수 있다.

한편, 빔조정 행렬(V)이 적용되어 생성된 스트림들(STR_1~STR_4)에 대응하는 제2 채널들(CH_1~CH_4)의 특성을 고려할 때에, 제1 특이 값들(σ1), 제2 특이 값들(σ2), 제3 특이 값들(σ3) 및 제4 특이 값들(σ4) 순으로 작아질 수 있다. 즉, 제4 특이 값들(σ4)이 나머지 특이 값들(σ1~σ3)에 비해 가장 작을 수 있다.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(100)는 제2 채널들(CH_1~ CH_4)의 상태 중에서 빔포밍 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 채널-4(CH_4)의 상태를 고려하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있도록 빔포밍 피드백을 생성하고, 기지국(10)에 제공할 수 있다. 더 나아가, 무선 통신 장치(100)는 채널-4(CH_4)의 상태를 고려하여 적정 랭크 개수를 결정하고, 랭크 지표를 생성하여 기지국(10)에 제공할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 채널 상태 측정기(134a)는 채널-1(CH_1)의 상태로서 채널-1(CH_1)에 대응하는 SNR을 연산할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-1(CH_1)을 통해 수신되는 스트림-1(STR_1)에 대한 제1 SNR을 제1 특이 값들(σ1)을 이용하여 연산할 수 있다. 채널 상태 측정기(134a)는 채널-2(CH_2)의 상태로서 채널-2(CH_2)에 대응하는 SNR을 연산할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-2(CH_2)을 통해 수신되는 일부 스트림-2(STR_2)의 대한 제2 SNR을 제2 특이 값들(σ2)을 이용하여 연산할 수 있다. 채널 상태 측정기(134a)는 채널-3(CH_3)의 상태로서 채널-3(CH_3)에 대응하는 SNR을 연산할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-3(CH_3)를 통해 수신되는 일부 스트림-3(STR_3)의 대한 제3 SNR을 제3 특이 값들(σ3)을 이용하여 연산할 수 있다. 또한, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-4(CH_4)의 상태로서 채널-4(CH_4)에 대응하는 SNR을 연산할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 측정기(134a)는 채널-4(CH_4)를 통해 수신되는 일부 스트림-4(STR_4)의 대한 제4 SNR을 제4 특이 값들(σ4)을 이용하여 연산할 수 있다.

채널 상태 측정기(134a)는 제1 SNR 내지 제4 SNR을 포함하는 채널 상태 정보(CH_ST)를 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다. 빔포밍 피드백 생성기(134c)는 제1 SNR 내지 제4 SNR을 포함하는 빔포밍 피드백(FB)을 생성하여 기지국(10)에 송신할 수 있다. 일부 실시 예들에 따라 채널 상태 측정기(134a)는 제2 채널들(CH_1~CH_2) 중 빔포밍 랭크 개수 결정에 기반이 되는 채널-4(CH_4)의 제4 SNR만을 생성하여 빔포밍 피드백 생성기(134c)에 제공할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 기지국(10)은 제1 SNR 내지 제4 SNR 중 가장 낮은 제4 SNR을 기준 값과 비교하여, 비교 결과를 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(10)은 제4 SNR이 기준 값 이상인 때에, 채널-4(CH_4)의 상태가 신호를 전송하기에 적합한 것으로 판단하고, 빔포밍 랭크 개수를 채널-4(CH_4)에 대응하는 랭크 개수인 '4'로 결정할 수 있다. 또한, 기지국(10)은 제4 SNR이 기준 값 미만인 때에, 채널-4(CH_4)의 상태가 신호를 전송하기 부적합한 것으로 판단하고, 빔포밍 랭크 개수를 채널-4(CH_4)에 대응하는 랭크 개수의 바로 한단계 낮은 '3'으로 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에 따라 기지국(10)은 제4 SNR이 기준 값 미만인 때에, 제3 SNR이 다른 기준 값 미만인지 여부를 우선적으로판별하고, 판별 결과를 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 기지국(10)은 제1 SNR 내지 제4 SNR 중 제1 기준 값 미만인 대상 SNR들의 평균을 연산하고, 대상 SNR들의 평균 값과 제2 기준 값을 비교하여, 비교 결과를 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(10)은 제1 SNR 내지 제4 SNR 중 제1 기준 값 미만인 제3 SNR와 제4 SNR의 평균을 연산하고, 평균 값이 제2 기준 값 이상인 때에, 빔포밍 랭크 개수를 채널-4(CH_4)에 대응하는 랭크 개수인 '4'로 결정할 수 있다. 또한, 기지국(10)은 평균 값이 제2 기준 값 미만 인 때에, 평균 값과 제2 기준 값의 차이에 따라 빔포밍 랭크 개수를 채널-4(CH_4)에 대응하는 랭크 개수보다 특정 단계만큼 낮은 '3', '2' 및 '1' 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 다른 실시 예로, 기지국(10)은 제2 채널들(CH_1~CH_4) 중 기준 개수보다 큰 랭크 개수에 대응하는 대상 채널들의 SNR을 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기준 개수가 '2'인 때에, 기지국(10)은 채널-3(CH_3) 및 채널-4(CH_4) 각각 에 대응하는 SNR들을 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 상기 기준 값, 상기 제1 기준 값, 상기 제2 기준 값및 상기 기준 개수는 기지국(10)과 무선 통신 장치(100) 간의 MIMO 방식을 기반으로 결정될 수 있다.

도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 도 6의 랭크 지표 생성기(RI_G)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6 및 도 9를 참조하면, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 채널 상태 측정기(134a)로부터 채널 상태 정보(CH_ST)를 수신할 수 있다. 채널 상태 정보(CH_ST)는 빔조정 행렬이 적용된 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 SNR들을 포함할 수 있다. 랭크 지표 생성기(RI_G)는 SNR들 중 제1 기준 값 미만인 대상 SNR들을 채널 상태 정보(CH_ST)로부터 획득할 수 있다(S300). 랭크 지표 생성기(RI_G)는 대상 SNR들의 평균 값을 연산할 수 있다(S310). 랭크 지표 생성기(RI_G)는 연산된 평균 값이 제2 기준 값 미만인지 여부를 판별할 수 있다(S320). 단계 S320이 'No'인 때에, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 대상 SNR들 중 어느 하나에 대응하는 랭크 개수를 적정 랭크 개수로 결정할 수 있다(S330). 단계 S320이 'Yes'인 때에, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 대상 SNR들 이외의 SNR들 중 어느 하나에 대응하는 랭크 개수를 적정 랭크 개수로 결정할 수 있다(S340). 랭크 지표 생성기(RI_G)는 결정된 적정 랭크 개수를 나타내는 랭크 지표를 생성할 수 있다(S340). 빔포밍 피드백 생성기(134c')는 랭크 지표를 포함하는 빔포밍 피드백(FB')을 기지국에 제공할 수 있다. 다른 실시 예로, 랭크 지표 생성기(RI_G)는 제2 채널들 중 기준 개수보다 큰 랭크 개수에 대응하는 대상 채널들의 SNR을 기반으로 적정 랭크 개수를 결정하고, 결정된 적정 랭크 개수를 나타내는 랭크 지표를 생성할 수 있다.

도 10a은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 링크 적응기(134)의 동작을 설명하기 위한 블록도이고, 도 10b는 도 10a의 룩-업 테이블(LUT)을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 10의 링크 적응기(134)의 구성들 중 도 3 및 도 6에 서술된 내용과 중복되는 내용은 생략한다.

도 10a을 참조하면, 링크 적응기(134)는 도 3 및 도 6과 비교하여 메모리(134d)를 더 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 메모리(134d)는 링크 적응기(134) 밖에 위치할 수 있다. 메모리(134d)는 랭크 지표 생성기(134c')가 적정 랭크 지표를 결정할 때에 이용되는 기준 값들이 MIMO 방식에 따라 정리된 룩-업 테이블(LUT)을 저장할 수 있다.

도 10b를 더 참조하면, 룩-업 테이블(LUT)은 MIMO를 위해 이용되는 기지국의 송신 안테나(N_TX)의 개수 및 무선 통신 장치의 수신 안테나(N_RX)의 개수에 따라 기준 값이 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, '2 X 2' 의 MIMO 방식일 때에 기준 값은 'TH1'일 수 있고, '4 X 2' 의 MIMO 방식일 때에 기준 값은 'TH2'일 수 있으며, '4 X 4'의 MIMO 방식일 때에 기준 값은 'TH3' 일 수 있다.

예시적 실시 예에 따른 랭크 지표 생성기(134c')는 룩-업 테이블(LUT)을 참조하여 현재 MIMO 방식에 대응하는 기준 값을 획득하고, 채널 상태 정보(CH_ST)에 기준 값을 적용하여 적정 랭크 개수를 결정할 수 있다. 랭크 지표 생성기(134c')는 결정된 랭크 개수를 기반으로 랭크 지표를 생성할 수 있다.

다만, 도 10b의 룩-업 테이블(LUT)은 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 룩-업 테이블(LUT)에 도 8 등에서 서술된 제1 기준 값 및 제2 기준 값도 MIMO 방식에 따라 정리될 수 있다. 더 나아가, 랭크 지표 생성기(134c')가 본 개시의 사상에 따라 적정 랭크 개수를 결정할 수 있도록 이용할 수 있는 다양한 기준 값들이 룩-업 테이블(LUT)에 정리될 수 있다.

도 11은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 11을 참조하면, 기지국(BS)은 제1 스트림들로 구성된 사운딩 패킷을 무선 통신 장치(WCD)로 송신할 수 있다(S400). 무선 통신 장치(WCD)는 사운딩 패킷을 이용하여 제1 채널을 추정할 수 있다(S410). 무선 통신 장치(WCD)는 추정된 제1 채널에 대응하는 채널 행렬에 대한 특이 값들이 포함된 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성할 수 있다(S420). 무선 통신 장치(WCD)는 대각 행렬을 이용하여 빔조정 행렬이 적용된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들 중 적어도 하나의 대상 채널의 상태 정보를 생성할 수 있다(S430). 무선 통신 장치(WCD)는 채널의 상태 정보를 포함하는 빔포밍 피드백을 생성할 수 있다(S440). 무선 통신 장치(WCD)는 빔포밍 피드백을 기지국(BS)에 송신할 수 있다(S450).

도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 기지국의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 12를 참조하면, 기지국은 무선 통신 장치로부터 빔포밍 피드백을 수신할 수 있다(S500). 기지국은 빔포밍 피드백을 기반으로 무선 통신을 위한 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다(S510). 기지국의 빔포밍 랭크 개수를 결정하는 실시 예들은 전술된 바 구체적인 내용은 생략한다.

도 13은 본 개시의 실시예들이 적용된 IoT 네트워크 시스템(1000)을 보여주는 개념도이다.

도 13을 참조하면, IoT 네트워크 시스템(1000)은 복수의 IoT 기기들(1100, 1120, 1140, 1160), 엑세스 포인트(1200), 게이트 웨이(1250), 무선 네트워크(1300), 서버(1400)을 포함할 수 있다. 사물 인터넷(IoT, Internet of Things)은 유/무선 통신을 이용하는 사물 상호 간의 네트워크를 의미할 수 있다.

각 IoT 기기들(1100, 1120, 1140, 1160)은 각 IoT 기기의 특성에 따라 그룹을 형성할 수 있다. 예를 들면, IoT 기기들은 홈가젯 그룹(1100), 가전제품/가구 그룹(1120), 엔터테인먼트 그룹(1140), 또는 이동수단 그룹(Vehicle; 1160) 등으로 그룹핑 될 수 있다. 복수의 IoT 기기들(1100, 1120 및 1140)은 엑세스 포인트(1200)를 통하여 통신망에 연결되거나 다른 IoT 기기에 연결될 수 있다. 엑세스 포인트(120)는 하나의 IoT 기기에 내장될 수 있다. 게이트웨이(1250)는 엑세스 포인트(1200)를 외부 무선 네트워크에 접속하도록 프로토콜을 변경할 수 있다. IoT 기기들(1100, 1120 및 1140)은 게이트웨이(1250)를 통하여 외부 통신망에 연결될 수 있다. 무선 네트워크(1300)는 인터넷 및/또는 공중 네트워크(Public network)을 포함할 수 있다. 복수의 IoT 기기들(1100, 1120, 1140, 1160)은 무선 네트워크(1300)를 통해 소정의 서비스를 제공하는 서버(1400)와 연결될 수 있으며, 복수의 IoT 기기들(1100, 1120, 1140, 1160) 중 적어도 하나를 통해 유저는 서비스를 이용할 수 있다.

본 개시의 예시적 실시 예들에 따라, 복수의 IoT 기기들(1100, 1120, 1140, 1160)은 각각 프로세서를 포함할 수 있다. 각각의 프로세서는 IoT 기기들(1100, 1120, 1140, 1160)과 엑세스 포인트(1200) 또는 무선 네트워크(1300)간의 무선 통신을 위한 빔포밍의 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 채널의 상태를 선택적 또는 우선적으로 확인하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있도록 해주는 빔포밍 피드백을 생성할 수 있다. 프로세서는 빔포밍 피드백을 엑세스 포인트(1200) 또는 무선 네트워크(1300) 등에 송신할 수 있으며, 엑세스 포인트(1200) 또는 무선 네트워크(1300)에 연결된 기지국 등은 빔포밍 피드백을 기반으로 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있다.

도 14는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 전자 장치(2000)를 나타내는 블록도이다.

도 14를 참조하면, 전자 장치(2000)는 메모리(2010), 프로세서 유닛(Processor Unit)(2020), 입출력 제어부(2040), 표시부(2050), 입력 장치(2060) 및 통신 처리부(2090)를 포함할 수 있다. 여기서, 메모리(2010)는 복수 개 존재할 수도 있다. 각 구성요소에 대해 살펴보면 다음과 같다.

메모리(2010)는 전자 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(2011) 및 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부(2012)를 포함할 수 있다. 데이터 저장부(2012)는 애플리케이션 프로그램(2013), 빔포밍 피드백 생성 프로그램(2014)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 프로그램 저장부(2011)는 애플리케이션 프로그램(2013), 빔포밍 피드백 생성 프로그램(2014)을 포함할 수 있다. 여기서, 프로그램 저장부(2011)에 포함되는 프로그램은 명령어들의 집합으로 명령어 세트(instruction set)로 표현할 수도 있다.

애플리케이션 프로그램(2013)은 전자 장치에서 동작하는 애플리케이션 프로그램을 포함한다. 즉, 애플리케이션 프로그램(2013)은 프로세서(2022)에 의해 구동되는 애플리케이션의 명령어를 포함할 수 있다. 빔포밍 피드백 생성 프로그램 (2014)은 본 개시의 예시적 실시 예들에 따라 무선 통신을 위한 빔포밍의 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 채널의 상태를 선택적 또는 우선적으로 확인하여 빔포밍 랭크 개수를 결정할 수 있도록 해주는 빔포밍 피드백을 생성할 수 있다.

주변 장치 인터페이스(2023)는 기지국의 입출력 주변 장치와 프로세서(2022) 및 메모리 인터페이스(2021)의 연결을 제어할 수 있다. 프로세서(2022)는 적어도 하나의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 기지국이 해당 서비스를 제공하도록 제어한다. 이때, 프로세서(2022)는 메모리(2010)에 저장되어 있는 적어도 하나의 프로그램을 실행하여 해당 프로그램에 대응하는 서비스를 제공할 수 있다.

입출력 제어부(2040)는 표시부(2050) 및 입력 장치(2060) 등의 입출력 장치와 주변 장치 인터페이스(2023) 사이에 인터페이스를 제공할 수 있다. 표시부(2050)는 상태 정보, 입력되는 문자, 동영상(moving picture) 및 정지 영상(still picture) 등을 표시한다. 예를 들어, 표시부(2050)는 프로세서(2022)에 의해 구동되는 응용프로그램 정보를 표시할 수 있다.

입력 장치(2060)는 전자 장치의 선택에 의해 발생하는 입력 데이터를 입출력 제어부(2040)를 통해 프로세서 유닛(2020)으로 제공할 수 있다. 이때, 입력 장치(2060)는 적어도 하나의 하드웨어 버튼을 포함하는 키패드 및 터치 정보를 감지하는 터치 패드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(2060)는 터치 패드를 통해 감지한 터치, 터치 움직임, 터치 해제 등의 터치 정보를 입출력 제어부(2040)를 통해 프로세서(2022)로 제공할 수 있다. 전자 장치(2000)는 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 통신 기능을 수행하는 통신 처리부(2090)를 포함할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

복수의 안테나들을 구비하고, 채널 상태에 따른 기지국의 적응적인 빔포밍(beamforming)을 위한 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 기지국으로부터 복수의 제1 스트림(stream)들로 구성된 사운딩 패킷을 수신하는 단계;
상기 사운딩 패킷(sounding packet)을 이용하여 제1 채널을 추정하는 단계;
추정된 상기 제1 채널에 대한 특이 값 분해(Singular Value Decomposition; SVD)를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하는 단계;
상기 제1 스트림들에 상기 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들의 상태 정보를 상기 대각 행렬을 이용하여 생성하는 단계; 및
상기 기지국에 상기 상태 정보를 포함하는 상기 빔포밍 피드백을 송신하는 단계를 포함하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 채널들의 상태 정보를 생성하는 단계는,
상기 대각 행렬로부터 상기 제2 채널들 각각에 대응하는 특이 값들을 획득하여 상기 제2 채널들 각각에 대응하는 SNR(Singal to Noise Ratio)들을 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제2항에 있어서,
상기 SNR들 중 일부는 빔포밍 랭크 개수를 결정하기 위해 참조되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제3항에 있어서,
상기 SNR들 중 가장 낮은 대상 SNR은, 빔포밍 랭크 개수를 결정하기 위해 참조되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제3항에 있어서,
상기 SNR들 중 기준 값 이하의 대상 SNR들은, 빔포밍 랭크 개수를 결정하기 위해 참조되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제2항에 있어서,
상기 채널들의 상태 정보를 기반으로 무선 통신을 위한 적정 랭크 개수를 결정하여 랭크 지표(rank indicator)를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제6항에 있어서,
상기 랭크 지표를 생성하는 단계는,
상기 SNR들 중 가장 낮은 대상 SNR과 기준 값을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과를 기반으로 상기 가장 낮은 SNR과 대응하는 랭크 개수를 기반으로 상기 적정 랭크 개수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제6항에 있어서,
상기 랭크 지표를 생성하는 단계는,
상기 SNR들 중 제1 기준 값 미만인 대상 SNR들의 평균을 연산하는 단계;
상기 평균 값과 제2 기준 값을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과를 기반으로 상기 상기 SNR들에 각각 대응하는 랭크 개수들을 기반으로 상기 적정 랭크 개수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 채널들의 상태 정보 중에서 기준 값 미만인 상태에 대응하는 제2 채널을 기반으로 랭크 지표를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 피드백은, 상기 랭크 지표를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 기준 값은, 상기 기지국과 상기 무선 통신 장치 간의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 스트림들은 각각은, 동일한 변조 및 코딩 스킴(scheme)이 적용된 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
복수의 안테나들을 구비하고, 채널 상태에 따른 기지국의 적응적인 빔포밍을 위한 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 기지국과 상기 무선 통신 장치 사이의 제1 채널에 대응하는 채널 행렬에 대한 특이 값 분해를 통해 특이 값들이 포함된 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하는 단계;
상기 대각 행렬을 이용하여 상기 빔조정 행렬이 적용된 스트림들을 전송하는 제2 채널들 각각에 대응하는 SNR(Signal to Noise Ratio)들을 연산하는 단계; 및
상기 기지국에 상기 SNR들 및 상기 빔포밍 행렬이 포함된 피드백을 제공하는 단계를 포함하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제13항에 있어서,
상기 기지국으로부터 복수의 스트림들로 구성된 사운딩 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 사운딩 패킷에 포함된 기준 신호(reference signal)를 이용하여 상기 제1 채널을 추정함으로써, 상기 채널 행렬을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제13항에 있어서,
상기 SNR들을 연산하는 단계는,
상기 제2 채널들 중 채널-N(단, N은 1 이상의 정수)에 포함된 복수의 서브 캐리어들에 대응하는 특이 값들을 이용하여 상기 채널-N에 대응하는 제N SNR을 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제13항에 있어서,
상기 제2 채널들 중 가장 큰 랭크 개수에 대응하는 대상 채널의 SNR을 기준 값과 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과를 기반으로 상기 무선 통신 장치의 적정 랭크 개수를 결정하여 랭크 지표를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제16항에 있어서,
상기 랭크 지표를 생성하는 단계는,
상기 대상 채널의 SNR이 기준 값 미만인 때에, 상기 대상 채널에 대응하는 상기 랭크 개수보다 바로 한단계 낮은 랭크 개수를 상기 적정 랭크 개수로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제16항에 있어서,
상기 기준 값은, MIMO를 위해 이용되는 상기 기지국의 안테나 개수 및 상기 무선 통신 장치의 안테나 개수를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
제13항에 있어서,
상기 제2 채널들 중 기준 개수보다 큰 랭크 개수에 대응하는 대상 채널들의 SNR을 기반으로 상기 무선 통신 장치의 적정 랭크 개수를 결정하여 랭크 지표를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치의 동작 방법.
빔포밍 지원을 위한 복수의 안테나들;
기지국으로부터 수신되고, 복수의 제1 스트림들로 구성된 사운딩 패킷을 이용하여 제1 채널을 추정하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 추정된 제1 채널에 대한 특이 값 분해를 수행하여 대각 행렬 및 빔조정 행렬을 생성하고, 상기 제1 스트림들에 상기 빔조정 행렬이 적용되어 생성된 제2 스트림들에 대응하는 제2 채널들 중 적어도 하나의 대상 채널의 상태 정보를 빔포밍 랭크 개수를 결정하기 위해 필요한 정보로서 생성하며, 상기 대상 채널의 상태 정보를 포함하는 상기 빔포밍 피드백을 생성하여 상기 기지국에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.