KR20220086447A

KR20220086447A - 빔포밍 피드백을 위한 실시간 부반송파 그룹화 및/또는 실시간 코드북 크기 선택을 수행하는 장치, 방법 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템

Info

Publication number: KR20220086447A
Application number: KR1020210057239A
Authority: KR
Inventors: 전은성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-05-03
Publication date: 2022-06-23

Abstract

빔포미 장치는 채널 추정기, 그룹화 크기 선택기 및 피드백부를 포함한다. 채널 추정기는 빔포머 장치로부터 채널을 통해 NDP(Null Data Packet)를 수신하고, NDP를 기초로 채널을 추정하여 복수의 부반송파들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득한다. 그룹화 크기 선택기는 복수의 채널 정보들에 기초하여 채널의 주파수 상의 변동을 측정하고, 측정된 변동에 기초하여 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정한다. 피드백부는 그룹화 크기 값에 기초하여 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 선택된 부반송파들에 기초하여 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 선택하며, 선택된 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 빔포머 장치로 피드백한다.

Description

빔포밍 피드백을 위한 실시간 부반송파 그룹화 및/또는 실시간 코드북 크기 선택을 수행하는 장치, 방법 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템{DEVICE AND METHOD OF PERFORMING SUBCARRIER GROUPING OR CODEBOOK SIZE SELECTION IN REAL-TIME FOR BEAMFORMING FEEDBACK AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빔포밍 피드백을 위한 실시간 부반송파 그룹화 및/또는 실시간 코드북 크기 선택을 수행하는 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서, 강한 통신 신호를 갖는 것은 중요하다. 특히, 가능한 가장 큰 SNR(signal-to-noise ratio)이 수신기에서 요구된다. 마찬가지로, 수신기에서 SNR을 증가시키면 프레임들이 정확하게 수신되는 확률이 증가하고, 소스로부터 필요한 재전송의 양이 감소한다. 수신기에서 더 나은 SNR을 달성하기 위한 몇몇 방법들은 송신 전력을 증가시키고, 소스와 수신기 사이의 거리를 감소시키고, 안테나 이득(antenna gain)을 증가시키는 것이다.

한편, WiFi(Wireless Fidelity)와 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템은 빔포밍(beamforming) 방식에 기초하여 신호를 전송할 수 있다. 빔포밍은 스마트 안테나(smart antenna)의 한 방식으로, 안테나의 빔이 특정 단말에게만 국한하여 비추도록 하는 기술이다. 빔포밍 전송을 위해서는 빔포밍 피드백이 선행되어야 하며, 효율적인 빔포밍 피드백을 제공하기 위한 다양한 방식들이 연구되고 있다.

본 발명의 일 목적은 빔포밍 피드백의 오버헤드(overhead) 감소를 위하여 실시간 부반송파 그룹화 및/또는 실시간 코드북 크기 선택을 수행할 수 있는 빔포미(beamformee) 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 빔포미 장치를 포함하는 무선 통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 빔포미 장치에 의해 수행되는 빔포밍 피드백 방법을 제공하는 것이다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미(beamformee) 장치는 채널 추정기, 그룹화 크기 선택기 및 피드백부를 포함한다. 상기 채널 추정기는 빔포머(beamformer) 장치로부터 채널을 통해 NDP(Null Data Packet)를 수신하고, 상기 NDP를 기초로 상기 채널을 추정하여 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득한다. 상기 그룹화 크기 선택기는 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정한다. 상기 피드백부는 상기 그룹화 크기 값에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 부반송파들에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템은 빔포머(beamformer) 장치 및 빔포미(beamformee) 장치를 포함한다. 상기 빔포머 장치는 채널 측정을 위한 NDP(Null Data Packet)를 전송한다. 상기 빔포미 장치는 상기 채널을 통해 상기 NDP를 수신하고, 상기 NDP를 기초로 상기 채널에 대한 추정 결과를 나타내는 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다. 상기 빔포미 장치는 채널 추정기, 그룹화 크기 선택기 및 피드백부를 포함한다. 상기 채널 추정기는 상기 NDP를 수신하고, 상기 NDP를 기초로 상기 채널을 추정하여 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득한다. 상기 그룹화 크기 선택기는 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정한다. 상기 피드백부는 상기 그룹화 크기 값에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 부반송파들에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들을 기초로 상기 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법에서, 빔포머(beamformer) 장치로부터 채널을 통해 수신되는 NDP(Null Data Packet)를 기초로 상기 채널을 추정하여, 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득한다. 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정한다. 상기 그룹화 크기 값에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 부반송파들에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미(beamformee) 장치는 채널 추정기, 코드북 크기 선택기 및 피드백부를 포함한다. 상기 채널 추정기는 빔포머(beamformer) 장치로부터 채널을 통해 NDP(Null Data Packet)를 수신하고, 상기 NDP를 기초로 상기 채널을 추정하여 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득한다. 상기 코드북 크기 선택기는 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 양자화하기 위한 코드북 크기 값을 결정한다. 상기 피드백부는 상기 코드북 크기 값 및 상기 복수의 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법에서, 빔포머(beamformer) 장치로부터 채널을 통해 수신되는 NDP(Null Data Packet)를 기초로 상기 채널을 추정하여, 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득한다. 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 양자화하기 위한 코드북 크기 값을 결정한다. 상기 코드북 크기 값 및 상기 복수의 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치, 무선 통신 시스템 및 빔포밍 피드백 방법에서는, 피드백 모드에서 빔포밍 피드백을 수행하는 경우에 부반송파 그룹화 기법 및/또는 코드북 크기 선택 기법을 사용하며, 특히 채널 특성을 고려하여 그룹화 크기 값 및/또는 코드북 크기 값을 실시간 및 적응적으로 설정, 결정 및 변경하는 실시간 부반송파 그룹화 기법 및/또는 실시간 코드북 크기 선택 기법을 사용할 수 있다. 따라서, 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드를 효과적으로 감소시키고, 효율적인 빔포밍 피드백을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 빔포미 장치에 의해 수행되는 부반송파 그룹화를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 빔포미 장치에 포함되는 그룹화 크기 선택기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4a, 4b, 4c 및 4d는 도 3의 그룹화 크기 선택기의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a, 5b, 6a 및 6b는 도 3의 그룹화 크기 선택기에 포함되는 선택부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 1의 빔포미 장치에 의해 생성되는 빔포밍 피드백 리포트의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10 및 11은 도 9의 빔포미 장치에 의해 수행되는 코드북 크기 선택을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 도 9의 빔포미 장치에 포함되는 코드북 크기 선택기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 디바이스를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 빔포머(beamformer) 장치(100) 및 빔포미(beamformee) 장치(200)를 포함한다.

일 실시예에서, 무선 통신 시스템(10)은 WLAN(Wireless Local Area Network) 기반의 무선 통신 시스템일 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템(10)은 WiFi(Wireless Fidelity) 기반의 무선 통신 시스템일 수 있다. 예를 들어, WLAN 시스템은 IEEE 802.11ac 또는 IEEE 802.11ax 표준에 기초하여 구현될 수도 있고, 차기 표준인 IEEE 802.11be 표준에 기초하여 구현될 수도 있다.

WLAN 시스템에서, 빔포머 장치(100)와 빔포미 장치(200) 사이에 빔포밍 전송이 수행될 수 있다. 빔포밍 전송은 다중 안테나 OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation) 시스템에서 안테나의 빔이 특정 단말에게만 국한하여 비추도록 하는 기술이며, 단일 사용자(single-user)의 수신 데이터 전송율을 높이기 위한 송신 빔을 형성하는 기법(즉, 단일 사용자 빔포밍)과 다중 사용자(multi-user) 간에 동시 전송 시 상호 간섭 제거를 위한 송신 빔을 형성하는 기법(즉, 다중 사용자 빔포밍)으로 구분될 수 있다. 단일 사용자(또는 다중 사용자) 빔포밍 전송을 위해서, 빔포미 장치(200)는 빔포머 장치(100)가 채널 측정을 위해 전송한 패킷을 디코딩하고, 채널 정보를 WLAN 표준에서 명시된 기법을 사용하여 압축하며, 빔포머 장치(100)에 피드백할 수 있다. 상기와 같이 채널 정보를 피드백하는 동작을 빔포밍 피드백(beamforming feedback)으로 부를 수 있고, 이러한 빔포밍 피드백은 피드백 모드에서 수행될 수 있다.

이하에서는 상기 피드백 모드에서 상기 빔포밍 피드백을 수행하는 경우에 피드백 오버헤드를 감소시키기 위한 동작을 중심으로 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템(10) 및 빔포미 장치(200)의 동작을 설명하도록 한다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 무선 통신 시스템(10)은 상기 피드백 모드 이후의 정상 동작 모드에서 상기 빔포밍 피드백에 의해 획득된 채널 정보에 기초하여 정상적인 빔포밍 전송을 수행할 수 있다.

빔포머 장치(100)는 채널 측정을 위한 NDP(Null Data Packet)를 전송한다. 빔포머 장치(100)는 송신기(transmitter) 또는 액세스 포인트(access point, AP)로 부를 수도 있다. 상기 NDP는 사운딩 패킷(sounding packet)으로 부를 수도 있다.

빔포머 장치(100)는 복수의 안테나들(또는 송신 안테나들)(101)을 포함할 수 있다. 빔포머 장치(100)는 복수의 안테나들(101)을 이용하여 상기 NDP를 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나들(101)의 개수는 N_t(N_t는 2 이상의 자연수)일 수 있다.

빔포미 장치(200)는 빔포머 장치(100)로부터 채널을 통해 상기 NDP를 수신하고, 상기 NDP에 기초하여 상기 채널을 추정하며, 상기 채널 추정 결과에 대응하는 빔포밍 피드백 리포트(BFR)를 빔포머 장치(100)를 피드백한다. 또한, 빔포미 장치(200)는 상기 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드를 감소시키기 위해 실시간(real-time) 부반송파 그룹화(subcarrier grouping)를 수행하며, 이에 따라 일부 부반송파에 대한 채널 정보만을 피드백한다. 빔포미 장치(200)는 수신기(receiver) 또는 스테이션(station, STA)으로 부를 수도 있다.

빔포미 장치(200)는 채널 추정기(210), 그룹화 크기 선택기(220) 및 피드백부(230)를 포함한다. 빔포미 장치(200)는 복수의 안테나들(또는 수신 안테나들)(201) 및 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 추정기(240)를 더 포함할 수 있다.

빔포미 장치(200)는 복수의 안테나들(201)을 이용하여 빔포머 장치(100)로부터 상기 채널을 통해 상기 NDP를 수신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나들(201)의 개수는 N_r(N_r은 2 이상의 자연수)일 수 있다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 빔포머 장치(100)의 복수의 안테나들(101)과 빔포미 장치(200)의 복수의 안테나들(201) 사이에 상기 채널(예를 들어, 무선 채널)이 형성될 수 있다.

채널 추정기(210)는 상기 NDP를 기초로 상기 채널을 추정하여 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들(ECI)을 획득한다. 예를 들어, 1개의 부반송파에 대해 1개의 채널 정보가 추정 및 획득될 수 있다.

그룹화 크기 선택기(220)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정한다. 그룹화 크기 선택기(220)는 상기 그룹화 크기 값을 나타내는 그룹화 크기 신호(GS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널의 주파수 상의 변동은 상기 채널 상에서 발생하는 특성의 변화를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하여 후술하는 것처럼, 상기 채널의 주파수 상의 분산(variance)을 연산하거나, 상기 채널의 딜레이 스프레드(delay spread)를 연산하여, 상기 채널의 주파수 상의 변동을 측정할 수 있다.

일 실시예에서, 그룹화 크기 선택기(220)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고, 상기 실시간으로 측정된 변동에 기초하여 상기 그룹화 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경할 수 있다. 상기 그룹화 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경한다는 것은, 상기 빔포밍 피드백이 수행될 때마다, 그리고 빔포미 장치(200)에 의해 피드백되는 빔포밍 피드백 리포트(BFR)의 매 프레임마다 상기 그룹화 크기 값이 변경 가능함을 의미할 수 있다. 다시 말하면, 그룹화 크기 선택기(220)에 의해 본 발명의 실시예들에 따른 상기 실시간 부반송파 그룹화가 수행되며, 이에 따라 상기 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드가 감소될 수 있다. 부반송파 그룹화에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하도록 하며, 그룹화 크기 선택기(220)의 구체적인 구조 및 구체적인 실시간 부반송파 그룹화 동작에 대해서는 도 3 내지 6을 참조하여 후술하도록 한다.

피드백부(230)는 상기 그룹화 크기 값에 기초하여(즉, 그룹화 크기 신호(GS)에 기초하여) 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 부반송파들에 기초하여 복수의 채널 정보들(ECI) 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트(BFR)를 생성하여 빔포머 장치(100)로 피드백한다.

피드백부(230)는 SVD(Singular Value Decomposition)부(232) 및 압축부(234)를 포함할 수 있다.

SVD부(232)는 복수의 채널 정보들(ECI) 및 그룹화 크기 신호(GS)에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부 및 복수의 채널 정보들(ECI) 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들에 대한 SVD를 수행할 수 있다.

압축부(234)는 상기 선택된 채널 정보들을 기초로(즉, SVD부(232)의 출력을 기초로) 빔포밍 피드백 리포트(BFR)를 생성할 수 있다. 예를 들어, WLAN 표준에서 명시된 기법을 사용하여 상기 선택된 채널 정보들을 압축하여 빔포밍 피드백 리포트(BFR)가 생성될 수 있다. 빔포밍 피드백 리포트(BFR)의 구체적인 구성에 대해서는 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.

SNR 추정기(240)는 상기 채널의 SNR을 추정하고, 상기 추정된 SNR을 나타내는 SNR 신호(ESNR)를 생성할 수 있다. 도 5 및 6을 참조하여 후술하는 것처럼, 그룹화 크기 선택기(220)가 상기 그룹화 크기 값을 결정하는데 상기 추정된 SNR(즉, SNR 신호(ESNR))이 이용될 수 있다.

WLAN 시스템에서, 빔포밍은 전방향적인(omnidirectional) 커버리지(coverage)를 유지하며 안테나 이득을 증가시키고, 이는 증가된 SNR 및 전송을 수신기로 집중함으로써 보다 안정되고 높은 대역폭의 WLAN 접속을 초래한다. 이러한 이점은 안테나들의 어레이(array)를 통해 신호를 전송하고 상기 어레이 내의 각각의 안테나에서 상기 신호의 위상(phase)을 약간 변경함으로써 달성된다. 예를 들어, 전방향적인 전파(propagation) 아래에 커버(cover)되는 어떤 지점으로 신호가 향하도록 안테나들의 어레이를 교정하기 위한 프로토콜이 제공될 수 있다. 빔포머 장치(100)는 요구되는 방향 내의 이득을 생성하기 위해 안테나들의 위상 이동을 증가시키는 장치이며, 빔포미 장치(200)는 빔포머 장치(100)의 타겟인 장치이다. 빔포미 장치(200)는 빔의 설정에 참여하지만, 안테나들의 타이밍을 증가시키지 않는다.

WLAN 시스템의 빔포밍 전송을 위해서, 먼저 빔포머 장치(100)는 빔포미 장치(200)로부터 상기 채널 정보(또는 채널 상태 정보(channel state information))를 획득하여야 한다. 이를 위해, 빔포머 장치(100)는 복수의 안테나들(101)을 통해 먼저 NDPA(NDP Announcement) 프레임을 전송하고 이후에 상기 NDP 또는 사운딩 패킷을 전송한다. 빔포미 장치(200)는 복수의 안테나들(201)을 통해 상기 NDP를 수신하여 상기 채널 정보를 획득한다. 수신된 신호들은 상기 채널을 겪은 결과를 나타내며, 송신된 신호들과 수신된 신호들 간의 관계는 하기의 [수학식 1]을 만족할 수 있다.

[수학식 1]

상기의 [수학식 1]에서, Y_k는 수신된 신호 벡터, S_k는 송신된 신호 벡터(즉, 사운딩 신호 벡터), H_k는 주파수 응답을 나타내는 채널 행렬, N_k는 노이즈 벡터를 나타내며, k는 부반송파 인덱스(index)를 나타낸다. Y_k 및 N_k는 N_r*1 벡터이고, S_k는 N_t*1 벡터이며, H_k는 N_r*N_t 행렬일 수 있다. N_t는 빔포머 장치(100)의 복수의 안테나들(101)의 개수를 나타내고, N_r은 빔포미 장치(200)의 복수의 안테나들(201)의 개수를 나타낸다.

빔포미 장치(200)는 채널 추정기(210)를 통해 각 부반송파에 대한 채널 정보

를 추정하며, 이는 복수의 채널 정보들(ECI) 중 하나에 대응할 수 있다. 또한, 상기 피드백 모드로 동작하는 경우에, 빔포미 장치(200)는 SVD부(232)를 통해 하기의 [수학식 2]와 같이 채널 정보

를 특이값 분해(즉, SVD)할 수 있다.

[수학식 2]

상기의 [수학식 2]에서, U_k 및 V_k는 유니터리(unitary) 행렬, Σ_k는 채널 특이값(singular value)을 포함하는 대각 행렬, V_k ^H는 V_k의 공액 전치(conjugate transpose) 행렬일 수 있다.

WLAN 시스템에서, 빔포미 장치(200)는 피드백 오버헤드를 줄이기 위해서, V_k를 직접 피드백하지 않고, 먼저 하기의 [수학식 3]과 같이 공통 위상 쉬프트(common-phase shift)를 수행하기 위한 대각 행렬

(여기서,

는 V_k의 i행, j열의 엘리먼트(element)에 해당하는 위상 값)를 V_k에 곱하여 Q_k를 획득할 수 있다. 그러면, Q_k의 각 열의 마지막 행의 값은 실수 값을 가지게 된다.

[수학식 3]

이후에, 기븐스 회전(Givens Rotation)을 사용하여 Q_k의 각 엘리먼트에 해당하는 각도(angle) 값(φ, ψ)을 압축하여 피드백할 수 있다. 다시 말하면, 빔포미 장치(200)는 압축부(234)를 통해 하기의 [수학식 4]에 의해 획득된 (φ, ψ)를 양자화(quantization)하여 빔포머 장치(100)로 피드백할 수 있다.

[수학식 4]

상기의 [수학식 4]에서, 1_i-1은 길이가 1인 엘리먼트로 이루어진 벡터일 수 있다. 또한,

및 기븐스 회전

는 각각 하기의 [수학식 5] 및 [수학식 6]과 같이 정의될 수 있다.

[수학식 5]

[수학식 6]

다시 말하면, 빔포미 장치(200)에 의해 빔포머 장치(100)로 피드백되는 빔포밍 피드백 리포트(BFR)는 상기의 [수학식 4]에 의해 획득된 각 부반송파에 대한 각도 값(φ, ψ)을 포함할 수 있다.

도 2는 도 1의 빔포미 장치에 의해 수행되는 부반송파 그룹화를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 부반송파 그룹화 기법은 WLAN 표준인 IEEE 802.11ac 및 IEEE 802.11ax 표준에서 사용되고 있으며, 차기 표준인 IEEE 802.11be 표준에서도 사용될 예정이다.

부반송파 그룹화 기법은 채널의 주파수 상의 상관성(correlation) 특성을 이용한 것으로, 도 2에 도시된 것처럼 모든 부반송파들에 대해서 채널 정보들(즉, 상기의 [수학식 4]에 의해 획득된 각도 값들(φ, ψ))을 피드백하지 않고, 일부의 부반송파에 대한 채널 정보만을 피드백할 수 있다.

일 실시예에서, 그룹화 크기 값(N_g)이 결정되면, 연속된 복수의 부반송파들 중에서 하나의 부반송파에 해당하는 채널 정보를 피드백할 수 있다. 다시 말하면, 상기 복수의 부반송파들 중 매 N_g번째 부반송파를 선택하고, 선택된 부반송파에 대한 채널 정보를 피드백할 수 있다.

도 2에서, 하나의 화살표가 하나의 부반송파를 나타내며, 실선으로 도시된 화살표는 대응하는 채널 정보가 피드백되는 부반송파를 나타내고, 점선으로 도시된 화살표는 대응하는 채널 정보가 피드백되지 않는 부반송파를 나타낸다. 도 2의 예는 그룹화 크기 값(N_g)이 4인 경우를 나타내며, 매 4번째 부반송파에 대한 채널 정보를 피드백하는 경우를 나타낸다.

일 실시예에서, 그룹화 크기 값(N_g)은 빔포머 장치(100) 또는 빔포미 장치(200)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 단일 사용자 빔포밍인 경우에, 빔포미 장치(200)가 그룹화 크기 값(N_g)을 주체적/자체적으로 설정할 수 있다. 다중 사용자 빔포밍인 경우에, 빔포머 장치(100)가 그룹화 크기 값(N_g)을 지정하여 빔포미 장치(200)로 요청하며, 빔포미 장치(200)는 빔포머 장치(100)가 요청하는 그룹화 크기 값(N_g)에 맞추어 채널 정보를 피드백하여야 한다.

본 발명의 실시예들은 단일 사용자 빔포밍에서 빔포미 장치(200)가 상기 NDP를 수신한 이후에, 채널 추정을 통해 얻은 채널의 특성에 따라서 실시간으로 그룹화 크기 값(N_g)을 빔포미 장치(200)가 설정하는 것으로 설명하고 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다중 사용자 빔포밍에서 빔포머 장치(100) 역시 추정된 채널을 통해 유사한 방식으로 그룹화 크기 값(N_g)을 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 빔포머 장치(100)는 그룹화 크기 값(N_g)에 따른 일부 부반송파에 대한 채널 정보를 빔포미 장치(200)로부터 피드백 받은 후에, 보간법(interpolation)을 사용하여 나머지 부반송파에 대한 채널 정보를 유추할 수 있다. 다시 말하면, 빔포머 장치(100)는 빔포밍 피드백 리포트(BFR)에 기초하여 상기 선택된 부반송파들에 대한 상기 선택된 채널 정보들을 획득하고, 상기 선택된 채널 정보들에 대한 보간법을 수행하여, 상기 복수의 부반송파들 중 상기 선택된 부반송파들을 제외한 나머지 부반송파들에 대한 채널 정보들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 장치(100)는 상술한 보간법을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

IEEE 802.11ac 표준에서는 그룹화 크기 값(N_g)이 1, 2 및 4인 경우를 정의하고 있으며(여기서, N_g=1은 모든 부반송파들에 대해서 채널 정보를 피드백하는 경우를 나타냄), IEEE 802.11ax 표준에서는 그룹화 크기 값(N_g)이 4 및 16인 경우를 정의하고 있다. IEEE 802.11be 표준에서는 그룹화 크기 값(N_g)에 대한 논의가 진행 중이다.

도 3은 도 1의 빔포미 장치에 포함되는 그룹화 크기 선택기의 일 예를 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 그룹화 크기 선택기(220)는 측정부(222) 및 선택부(224)를 포함할 수 있다.

측정부(222)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 나타내는 변동 신호(CVAR)를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 측정부(222)는 상기 채널의 주파수 상의 분산(variance)을 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득할 수 있다.

구체적으로, 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산은 하기의 [수학식 7]에 기초하여 획득될 수 있다.

[수학식 7]

상기의 [수학식 7]에서,

는 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산, N_r은 빔포미 장치(200)의 안테나들(201)의 개수, N_t는 빔포머 장치(100)의 안테나들(101)의 개수, N은 상기 복수의 부반송파들의 개수,

는 복수의 채널 정보들(ECI) 중 하나인

의 i,j번째(즉, i행, j열의) 엘리먼트(element), k는 상기 복수의 부반송파들의 인덱스(index)를 나타낸다.

이 경우, 상기의 [수학식 7]에 의해 획득된 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산이 클수록 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 많은 것으로 판단하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산이 작을수록 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 적은 것으로 판단할 수 있다.

다른 실시예에서, 측정부(222)는 상기 채널의 딜레이 스프레드(delay spread)를 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득할 수 있다.

구체적으로, 상기 채널의 딜레이 스프레드는 하기의 [수학식 8]에 기초하여 획득될 수 있다.

[수학식 8]

상기의 [수학식 8]에서,

는 상기 채널의 딜레이 스프레드, N_r은 빔포미 장치(200)의 안테나들(201)의 개수, N_t는 빔포머 장치(100)의 안테나들(101)의 개수,

는 복수의 채널 정보들(ECI) 중 하나인

의 i,j번째(즉, i행, j열의) 엘리먼트(element), k는 상기 복수의 부반송파들의 인덱스(index), IDFT(.)는 인버스(inverse) DFT(Discrete Fourier Transform) 함수, *는 복소공액(complex conjugate) 연산자, E{.}는 산술평균(arithmetic mean) 연산자를 나타낸다.

이 경우, 상기의 [수학식 8]에 의해 획득된 상기 채널의 딜레이 스프레드가 클수록 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 많은 것으로 판단하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산이 작을수록 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 적은 것으로 판단할 수 있다.

선택부(224)는 상기 실시간으로 측정된 변동 및 적어도 하나의 문턱 값에 기초하여 그룹화 크기 값(N_g)을 실시간으로 선택 및 변경하고, 그룹화 크기 값(N_g)을 나타내는 그룹화 크기 신호(GS)를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 선택부(224)는 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 많을수록 그룹화 크기 값(N_g)을 작은 값으로 선택하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 적을수록 그룹화 크기 값(N_g)을 큰 값으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 선택부(224)는 SNR 추정기(240)로부터 상기 채널에 대한 상기 추정된 SNR을 나타내는 SNR 신호(ESNR)를 수신할 수 있다. 선택부(224)는 상기 추정된 SNR에 기초하여 상기 적어도 하나의 문턱 값을 선택하고, 상기 실시간으로 측정된 변동 및 상기 선택된 문턱 값에 기초하여 그룹화 크기 값(N_g)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시간으로 측정된 변동과 상기 선택된 문턱 값을 비교하여 그룹화 크기 값(N_g)을 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 선택부(224)는 미리 설정된 룩업 테이블(Look-Up Table, LUT)(226)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블(226)은 상기 추정된 SNR 및 상기 적어도 하나의 문턱 값의 관계를 나타낼 수 있다. 룩업 테이블(226)의 예시적인 구성에 대해서는 도 5 및 6을 참조하여 후술하도록 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 빔포미 장치(200)는 상기 수신된 NDP로부터 얻은 채널 정보를 이용하여 실시간으로(즉, 온라인으로) 그룹화 크기 값(N_g)을 결정할 수 있다. 다시 말하면, 빔포미 장치(200)는 채널 상황에 따라서 가변적으로 그리고 적응적으로 그룹화 크기 값(N_g)을 변경할 수 있다. 상술한 것처럼, 기본적인 방식은 상기 NDP를 통해서 추정된 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 큰 경우에는 작은 그룹화 크기 값(N_g)을 사용하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 거의 없는 경우에는 큰 Ng 그룹화 크기 값(N_g)을 사용할 수 있다. 또한 상술한 것처럼, 채널의 변동을 측정하는 방법으로는 채널의 주파수 상의 분산(channel frequency response variance based calculation)을 이용하는 방법 및 채널의 딜레이 스프레드(channel delay spread based calculation)를 이용하는 방법이 적용될 수 있다. 실시예에 따라서, 상술한 2가지 방법이 동시에 적용될 수도 있다.

도 4a, 4b, 4c 및 4d는 도 3의 그룹화 크기 선택기의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4a, 4b, 4c 및 4d를 참조하면, IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 채널 모델 및 SNR에 따른 채널 주파수 응답의 분산을 나타낸다.

AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널은 주파수 응답이 평탄하며 (frequency flat), 제1 채널(ChA), 제2 채널(ChB), 제3 채널(ChC), 제4 채널(ChD), 제5 채널(ChE) 및 제6 채널(ChF)의 순서로 딜레이 스프레드가 커지고 주파수 응답의 변동이 심할 수 있다.

도 4a에 도시된 SNR=0dB인 경우에는, 채널 타입 별로 분산의 분포에 있어서 확연한 차이가 나타나지 않을 수 있다. 하지만, 도 4b, 4c 및 4d에 도시된 것처럼, SNR이 높아질수록 채널 타입 별로 분산의 분포가 확연히 차이가 나타날 수 있다. 예를 들어, 도 4d에 도시된 SNR=15dB인 경우에는, AWGN 채널 및 제1 채널(ChA)에서는 분포가 매우 좁은 영역에 집중되어 있어 분산 값이 작으며, 제4 채널(ChD), 제5 채널(ChE) 및 제6 채널(ChF)에서는 분포가 넓은 영역에 퍼져 있어 분산 값이 큰 것을 확인할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여, 적절한 임계값(threshold) 값을 설정하게 되면, 채널 주파수 응답의 Flat/Selective를 효과적으로 구분할 수 있다.

도 5a, 5b, 6a 및 6b는 도 3의 그룹화 크기 선택기에 포함되는 선택부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 5a 및 5b를 참조하면, 선택부(224)에 포함되는 룩업 테이블(226)의 예시적인 구성을 나타내고 있다.

도 5a 및 5b의 예에서, 룩업 테이블(226)은 SNR 별로 1개의 문턱 값을 포함할 수 있다. 선택부(224)는 SNR 추정기(240)로부터 제공되는 상기 추정된 SNR에 기초하여 제1 문턱 값을 선택할 수 있다. 선택부(224)는 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 큰 경우에 제1 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하며, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 작거나 같은 경우에 상기 제1 값보다 큰 제2 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택할 수 있다.

구체적으로, 도 5a는 상기의 [수학식 7]에 의해 획득된 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산을 이용하여 그룹화 크기 값(N_g)을 선택하는 경우를 나타내고 있다. 상기 추정된 SNR이 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 SNR들(SNR_1, SNR_2, ..., SNR_K)(K는 2 이상의 자연수) 중에서 SNR_m(m은 1 이상 (K-1) 이하의 자연수)보다 크고 SNR_(m+1)보다 작거나 같은 경우에, 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 문턱 값들(TH_1v, TH_2v, ..., TH_Kv) 중에서 SNR_m에 대응하는 문턱 값(TH_mv)을 선택할 수 있다. 예를 들어, m=1인 경우에 문턱 값(TH_1v)이 선택될 수 있다. 상기 분산이 선택된 문턱 값(TH_mv)보다 큰 경우에 상기 제1 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하며, 상기 분산이 선택된 문턱 값(TH_mv)보다 작거나 같은 경우에 상기 제2 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택할 수 있다.

또한, 도 5b는 상기의 [수학식 8]에 의해 획득된 상기 채널의 딜레이 스프레드를 이용하여 그룹화 크기 값(N_g)을 선택하는 경우를 나타내고 있다. 상기 추정된 SNR이 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 SNR들(SNR_1, SNR_2, ..., SNR_K) 중에서 SNR_m보다 크고 SNR_(m+1)보다 작거나 같은 경우에, 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 문턱 값들(TH_1d, TH_2d, ..., TH_Kd) 중에서 SNR_m에 대응하는 문턱 값(TH_md)을 선택할 수 있다. 예를 들어, m=2인 경우에 문턱 값(TH_2d)이 선택될 수 있다. 상기 딜레이 스프레드가 선택된 문턱 값(TH_md)보다 큰 경우에 상기 제1 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하며, 상기 딜레이 스프레드가 선택된 문턱 값(TH_md)보다 작거나 같은 경우에 상기 제2 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 도 5a의 복수의 문턱 값들(TH_1v, TH_2v, ..., TH_Kv)과 도 5b의 복수의 문턱 값들(TH_1d, TH_2d, ..., TH_Kd)은 서로 다를 수 있다.

일 실시예에서, IEEE 802.11ax 표준에서 그룹화 크기 값(N_g)이 4 및 16인 2개의 경우를 정의하고 있으며, 따라서 도 5a 및 5b의 예는 IEEE 802.11ax 표준에 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 값은 4이고 상기 제2 값은 16일 수 있다.

도 6a 및 6b를 참조하면, 선택부(224)에 포함되는 룩업 테이블(226)의 예시적인 구성을 나타내고 있다.

도 6a 및 6b의 예에서, 룩업 테이블(226)은 SNR 별로 2개의 문턱 값들을 포함할 수 있다. 선택부(224)는 SNR 추정기(240)로부터 제공되는 상기 추정된 SNR에 기초하여 제1 문턱 값 및 상기 제1 문턱 값보다 큰 제2 문턱 값을 선택할 수 있다. 선택부(224)는 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제2 문턱 값보다 큰 경우에 제1 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 크고 상기 제2 문턱 값보다 작거나 같은 경우에 상기 제1 값보다 큰 제2 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하며, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 작거나 같은 경우에 상기 제2 값보다 큰 제3 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택할 수 있다.

구체적으로, 도 6a는 상기의 [수학식 7]에 의해 획득된 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산을 이용하여 그룹화 크기 값(N_g)을 선택하는 경우를 나타내고 있다. 상기 추정된 SNR이 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 SNR들(SNR_1, SNR_2, ..., SNR_K) 중에서 SNR_m보다 크고 SNR_(m+1)보다 작거나 같은 경우에, 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 문턱 값들(TH1_1v, TH1_2v, ..., TH1_Kv, TH2_1v, TH2_2v, ..., TH2_Kv) 중에서 SNR_m에 대응하는 제1 문턱 값(TH1_mv) 및 제2 문턱 값(TH2_mv)을 선택할 수 있다. 예를 들어, m=1인 경우에 제1 문턱 값(TH1_1v) 및 제2 문턱 값(TH2_1v)이 선택될 수 있다. 상기 분산이 선택된 제2 문턱 값(TH2_mv)보다 큰 경우에 상기 제1 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하고, 상기 분산이 선택된 제1 문턱 값(TH1_mv)보다 크고 선택된 제2 문턱 값(TH2_mv)보다 작거나 같은 경우에 상기 제2 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하며, 상기 분산이 선택된 제1 문턱 값(TH1_mv)보다 작거나 같은 경우에 상기 제3 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택할 수 있다.

또한, 도 6b는 상기의 [수학식 8]에 의해 획득된 상기 채널의 딜레이 스프레드를 이용하여 그룹화 크기 값(N_g)을 선택하는 경우를 나타내고 있다. 상기 추정된 SNR이 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 SNR들(SNR_1, SNR_2, ..., SNR_K) 중에서 SNR_m보다 크고 SNR_(m+1)보다 작거나 같은 경우에, 룩업 테이블(226)에 포함된 복수의 문턱 값들(TH1_1d, TH1_2d, ..., TH1_Kd, TH2_1d, TH2_2d, ..., TH2_Kd) 중에서 SNR_m에 대응하는 제1 문턱 값(TH1_md) 및 제2 문턱 값(TH2_md)을 선택할 수 있다. 예를 들어, m=2인 경우에 제1 문턱 값(TH1_2d) 및 제2 문턱 값(TH2_2d)이 선택될 수 있다. 상기 딜레이 스프레드가 선택된 제2 문턱 값(TH2_md)보다 큰 경우에 상기 제1 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하고, 상기 딜레이 스프레드가 선택된 제1 문턱 값(TH1_md)보다 크고 선택된 제2 문턱 값(TH2_md)보다 작거나 같은 경우에 상기 제2 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택하며, 상기 딜레이 스프레드가 선택된 제1 문턱 값(TH1_md)보다 작거나 같은 경우에 상기 제3 값을 그룹화 크기 값(N_g)으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 도 6a의 복수의 문턱 값들(TH1_1v, TH1_2v, ..., TH1_Kv, TH2_1v, TH2_2v, ..., TH2_Kv)과 도 6b의 복수의 문턱 값들(TH1_1d, TH1_2d, ..., TH1_Kd, TH2_1d, TH2_2d, ..., TH2_Kd)은 서로 다를 수 있다.

일 실시예에서, IEEE 802.11ac 표준에서 그룹화 크기 값(N_g)이 1, 2 및 4인 3개의 경우를 정의하고 있으며, 따라서 도 6a 및 6b의 예는 IEEE 802.11ac 표준에 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 값은 1이고 상기 제2 값은 2이며, 상기 제3 값은 4일 수 있다.

일 실시예에서, 도 5a, 5b, 6a 및 6b의 복수의 SNR들(SNR_1, SNR_2, ..., SNR_K) 및 복수의 문턱 값들(TH_1v, TH_2v, ..., TH_Kv, TH_1d, TH_2d, ..., TH_Kd, TH1_1v, TH1_2v, ..., TH1_Kv, TH2_1v, TH2_2v, ..., TH2_Kv, TH1_1d, TH1_2d, ..., TH1_Kd, TH2_1d, TH2_2d, ..., TH2_Kd)은 레지스터를 통해 오프라인에서 미리 최적화된 값으로 설정 또는 결정될 수 있다.

한편, 도 5a, 5b, 6a 및 6b를 참조하여 룩업 테이블(226)이 SNR 별로 1개 또는 2개의 문턱 값들을 포함하는 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블(226)은 SNR 별로 3개 이상의 문턱 값들을 포함하도록 구현될 수도 있다. 또한, SNR이 아닌 다른 기준에 따라서 적어도 하나의 문턱 값을 선택하도록 구현될 수도 있다.

도 7은 도 1의 빔포미 장치에 의해 생성되는 빔포밍 피드백 리포트의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 빔포밍 피드백 리포트(BFR)는 MAC(Media Access Control) 헤더 정보(272), 카테고리(category) 정보(274), MIMO(Multiple Input Multiple Output) 제어 정보(276), 및 CBR(Compressed Beamforming Report) 정보(278)를 포함할 수 있다.

CBR 정보(278)는 채널 정보들이 압축된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, CBR 정보(278)는 각 부반송파에 대한 압축된 채널 정보를 포함하고, 상기 채널 정보는 상기의 [수학식 4]에 의해 획득된 각도 값(φ, ψ)을 포함할 수 있다. 또한, CBR 정보(278)는 본 발명의 실시예들에 따른 그룹화 크기 선택기(220)에 의해 결정되는 그룹화 크기 값(N_g)에 기초하여 선택된 부반송파들에 대한 선택된 채널 정보만을 포함할 수 있다.

한편, 실시예에 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치(200)에 포함되는 구성요소들(예를 들어, 채널 추정기(210), 그룹화 크기 선택기(220), 측정부(222), 선택부(224), 피드백부(230), SVD부(232), 압축부(234) 및 SNR 추정기(240))의 일부 또는 전부는 하드웨어의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 구성요소들의 일부 또는 전부는 컴퓨터 기반의 전자 시스템에 포함될 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치(200)에 포함되는 구성요소들의 일부 또는 전부는 소프트웨어, 예를 들어 명령어 코드들 또는 프로그램 루틴들의 형태로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 명령어 코드들 또는 프로그램 루틴들은 컴퓨터 기반의 전자 시스템에 의해 실행되며 컴퓨터 기반의 전자 시스템의 내부 또는 외부에 배치되는 임의의 저장부에 저장될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치(200) 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템(10)에서는, 상기 피드백 모드에서 상기 빔포밍 피드백을 수행하는 경우에 부반송파 그룹화 기법을 사용하며, 특히 채널 특성을 고려하여 그룹화 크기 값(N_g)을 실시간 및 적응적으로 설정, 결정 및 변경하는 실시간 부반송파 그룹화 기법을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드를 효과적으로 감소시키고, 효율적인 빔포밍 피드백을 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법을 나타내는 순서도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법은 빔포머 장치 및 빔포미 장치를 포함하는 무선 통신 시스템에 의해 수행되며, 특히 상기 빔포미 장치에 의해 수행된다. 상기 무선 통신 시스템 및 상기 빔포미 장치는 도 1 내지 7을 참조하여 상술한 것처럼 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법에서, 상기 빔포머 장치로부터 채널을 통해 수신되는 NDP를 기초로 채널을 추정하여, 복수의 부반송파들에 대한 복수의 채널 정보들(ECI)을 획득한다(단계 S100). 예를 들어, 단계 S100은 도 1의 채널 추정기(210)에 의해 수행될 수 있다.

상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정한다(단계 S200). 예를 들어, 단계 S200은 도 1의 그룹화 크기 선택기(220)에 의해 수행되며, 도 2 내지 6을 참조하여 상술한 것처럼 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 S200에 의해 채널 상황에 따라서 적응적으로 상기 그룹화 크기 값이 변경되는 실시간 부반송파 그룹화 기법이 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S200을 수행하는데 있어서, 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고, 상기 실시간으로 측정된 변동 및 적어도 하나의 문턱 값에 기초하여 상기 그룹화 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경할 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S200을 수행하는데 있어서, 상기 채널의 주파수 상의 분산을 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하여 상술한 [수학식 7]에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산이 획득될 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S200을 수행하는데 있어서, 상기 채널의 딜레이 스프레드를 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하여 상술한 [수학식 8]에 기초하여 상기 채널의 딜레이 스프레드가 획득될 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S200을 수행하는데 있어서, 상기 채널의 SNR을 추정하고, 상기 추정된 SNR에 기초하여 적어도 하나의 문턱 값을 선택하며, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동 및 상기 선택된 문턱 값에 기초하여(예를 들어, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동 및 상기 선택된 문턱 값을 비교하여) 상기 그룹화 크기 값을 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 5b를 참조하여 상술한 것처럼, SNR 별로 1개의 문턱 값을 포함하는 룩업 테이블을 이용하여, 상기 추정된 SNR을 기초로 제1 문턱 값을 선택하고, 상기 제1 문턱 값을 기초로 제1 및 제2 값들 중 하나를 상기 그룹화 크기 값으로 선택할 수 있다. 다른 예에서, 도 6a 및 6b를 참조하여 상술한 것처럼, SNR 별로 2개의 문턱 값을 포함하는 룩업 테이블을 이용하여, 상기 추정된 SNR을 기초로 제1 및 제2 문턱 값들을 선택하고, 상기 제1 및 제2 문턱 값들을 기초로 제1, 제2 및 제3 값들 중 하나를 상기 그룹화 크기 값으로 선택할 수 있다.

상기 그룹화 크기 값에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 부반송파들에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다(단계 S300). 예를 들어, 단계 S300은 도 1의 피드백부(230)에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법에서는, 상술한 실시간 부반송파 그룹화 기법을 사용함으로써, 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드를 효과적으로 감소시키고, 효율적인 빔포밍 피드백을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다. 이하 도 1과 중복되는 설명은 생략한다.

도 9를 참조하면, 무선 통신 시스템(12)은 빔포머 장치(100) 및 빔포미 장치(202)를 포함한다. 빔포머 장치(100)는 복수의 안테나들(101)을 포함할 수 있다. 빔포미 장치(202)는 채널 추정기(210), 코드북 크기 선택기(250) 및 피드백부(230)를 포함하며, 복수의 안테나들(201) 및 SNR 추정기(240)를 더 포함할 수 있다.

빔포미 장치(202)가 그룹화 크기 선택기(220) 대신에 코드북 크기 선택기(250)를 포함하고 이에 따라 피드백부(230)의 동작이 일부 변경되는 것을 제외하면, 무선 통신 시스템(12) 및 빔포미 장치(202)는 도 1의 무선 통신 시스템(10) 및 빔포미 장치(200)와 실질적으로 동일할 수 있다.

빔포미 장치(202)는 상기 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드를 감소시키기 위해 실시간 코드북 크기 선택을 수행하며, 선택된 코드북 크기에 따라 부반송파들에 대한 채널 정보들을 양자화하여 피드백한다.

코드북 크기 선택기(250)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 복수의 채널 정보들(ECI) 중 적어도 일부를 양자화하기 위한 코드북 크기 값을 결정한다. 코드북 크기 선택기(250)는 상기 코드북 크기 값을 나타내는 코드북 크기 신호(CS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널의 주파수 상의 변동은 상기 채널 상에서 발생하는 특성의 변화를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 12를 참조하여 후술하는 것처럼, 상기 채널의 주파수 상의 분산을 연산하거나, 상기 채널의 딜레이 스프레드를 연산하여, 상기 채널의 주파수 상의 변동을 측정할 수 있다.

일 실시예에서, 코드북 크기 선택기(250)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고, 상기 실시간으로 측정된 변동에 기초하여 상기 코드북 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경할 수 있다. 상기 코드북 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경한다는 것은, 상기 빔포밍 피드백이 수행될 때마다, 그리고 빔포미 장치(202)에 의해 피드백되는 빔포밍 피드백 리포트(BFR)의 매 프레임마다 상기 코드북 크기 값이 변경 가능함을 의미할 수 있다. 다시 말하면, 코드북 크기 선택기(250)에 의해 본 발명의 실시예들에 따른 상기 실시간 코드북 크기 선택이 수행되며, 이에 따라 상기 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드가 감소될 수 있다. 코드북 크기 선택에 대해서는 도 10 및 11을 참조하여 후술하도록 하며, 코드북 크기 선택기(250)의 구체적인 구조 및 구체적인 실시간 코드북 크기 선택 동작에 대해서는 도 12 등을 참조하여 후술하도록 한다.

피드백부(230)는 상기 코드북 크기 값(즉, 코드북 크기 신호(CS)) 및 복수의 채널 정보들(ECI)을 기초로 빔포밍 피드백 리포트(BFR)를 생성하여 빔포머 장치(100)로 피드백한다. 예를 들어, 피드백부(230)는 복수의 채널 정보들(ECI) 중 적어도 일부를 양자화하여 빔포밍 피드백 리포트(BFR)를 생성하며, 이 때 상기 코드북 크기 값에 기초하여 상기 양자화 동작의 비트 크기가 설정될 수 있다.

피드백부(230)는 SVD부(232) 및 압축부(234)를 포함할 수 있다. SVD부(232)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 대한 SVD를 수행할 수 있다. 압축부(234)는 코드북 크기 신호(CS) 및 복수의 채널 정보들(ECI)(즉, SVD부(232)의 출력)을 기초로 빔포밍 피드백 리포트(BFR)를 생성할 수 있다.

한편, 코드북 크기 선택기(250)가 상기 코드북 크기 값을 결정하는데 SNR 추정기(240)로부터 제공되는 상기 추정된 SNR(즉, SNR 신호(ESNR))이 이용될 수 있다.

WLAN 시스템의 빔포밍 전송 시에, 상기의 [수학식 1] 내지 [수학식 6]에 의해 획득된 각 부반송파에 대한 각도 값(φ, ψ)은 압축부(234)를 통해 (b_φ, b_ψ)의 비트 크기로 양자화될 수 있다. 양자화된 각도 값(φ, ψ)은 하기의 [수학식 9] 및 [수학식 10]을 이용하여 빔포밍 피드백 리포트(BFR)의 CBR 정보(예를 들어, 도 7의 278)에 포함되어 빔포머 장치(100)로 피드백될 수 있다.

[수학식 9]

[수학식 10]

이 때, (b_φ, b_ψ)에 해당하는 비트 크기를 상기 코드북 크기 값으로 정의할 수 있다.

도 10 및 11은 도 9의 빔포미 장치에 의해 수행되는 코드북 크기 선택을 설명하기 위한 도면들이다.

도 10을 참조하면, 다양한 크기의 코드북들을 예시적으로 나타낸다. 코드북 크기 선택 기법은 WLAN 표준인 IEEE 802.11ac 및 IEEE 802.11ax 표준에서 사용되고 있으며, 차기 표준인 IEEE 802.11be 표준에서도 사용될 예정이다.

도 10에서, SU 및 MU는 각각 단일 사용자 빔포밍 및 다중 사용자 빔포밍을 나타내며, CASE1 및 CASE2는 각각 코드북 구성의 예를 나타낸다. 예를 들어, 단일 사용자 빔포밍인 경우에는 서로 다른 크기의 2개의 코드북들(CB1_SU, CB2_SU) 중 하나를 선택할 수 있고, 다중 사용자 빔포밍인 경우에는 CASE1에서와 같이 서로 다른 크기의 2개의 코드북들(CB1_MU, CB2_MU) 중 하나를 선택하거나 CASE2에서와 같이 서로 다른 크기의 3개의 코드북들(CB1_MU, CB2_MU, CB3_MU) 중 하나를 선택할 수 있으며, 선택된 코드북에 따라 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)이 결정될 수 있다.

일 실시예에서, 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)이 결정되면, 이를 기초로 각 부반송파에 대한 채널 정보를 양자화하여 피드백할 수 있다. 예를 들어, 코드북(CB1_SU)이 선택된 경우에, 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)이 {2,4}로 결정되고, 이는 각도 값(φ, ψ)이 각각 2비트 및 4비트로 양자화됨을 나타낼 수 있다. 결정된 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 기초로 각 부반송파에 대한 각도 값(φ, ψ)이 양자화되어(즉, φ는 2비트로 양자화되고 ψ는 4비트로 양자화되어) 피드백될 수 있다.

일 실시예에서, 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)은 빔포머 장치(100) 또는 빔포미 장치(202)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 단일 사용자 빔포밍인 경우에, 빔포미 장치(202)가 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 주체적/자체적으로 설정할 수 있다. 다중 사용자 빔포밍인 경우에, 빔포머 장치(100)가 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 지정하여 NDPA 프레임의 코드북 필드 값을 통해 빔포미 장치(202)로 요청하며, 빔포미 장치(202)는 빔포머 장치(100)가 요청하는 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)에 맞추어 채널 정보를 양자화하여 피드백하여야 한다.

본 발명의 실시예들은 단일 사용자 빔포밍에서 빔포미 장치(202)가 상기 NDPA 및 NDP를 수신한 이후에, 채널 추정을 통해 얻은 채널의 특성에 따라서 실시간으로 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 빔포미 장치(202)가 설정하는 것으로 설명하고 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다중 사용자 빔포밍에서 빔포머 장치(100) 역시 추정된 채널을 통해 유사한 방식으로 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 도 10의 CASE1은 IEEE 802.11ac 및 802.11ax 표준에 대응하고, CASE2는 IEEE 802.11be 표준에 대응할 수 있다. IEEE 802.11ac 및 802.11ax 표준에서는 양자화되는 비트 크기에 따라서 상대적으로 작은 양자화 비트 크기를 가지는 coarse 코드북 및 coarse 코드북보다 큰 양자화 비트 크기를 가지는 fine 코드북의 2개의 코드북들을 사용하고 있으며, 코드북들(CB1_SU, CB2_SU)이 각각 coarse 코드북 및 fine 코드북에 대응할 수 있다. IEEE 802.11be 표준에서는 비트 크기에 따라서 가장 작은 양자화 비트 크기를 가지는 coarse 코드북, coarse 코드북보다 큰 양자화 비트 크기를 가지는 fine 코드북 및 가장 큰 양자화 비트 크기를 가지는 very fine 코드북의 3개의 코드북들의 사용을 고려하고 있으며, 코드북들(CB1_MU, CB2_MU, CB3_MU)이 각각 coarse 코드북, fine 코드북 및 very fine 코드북에 대응할 수 있다. (단, very fine 코드북은 MU-MIMO에서만 사용하는 것으로 한정될 수 있다.)

도 11을 참조하면, 코드북 크기 값에 따른 빔 형성의 차이를 나타낸다. 도 11에서, CB1은 상대적으로 작은 양자화 비트 크기를 가지는 코드북(예를 들어, coarse 코드북)을 나타내고, CB2는 상대적으로 큰 양자화 비트 크기를 가지는 코드북(예를 들어, fine 코드북)을 나타낸다.

구체적으로, 상기의 [수학식 9] 및 [수학식 10]를 이용하여 양자화된 각도 값(φ, ψ)은 빔포밍 피드백 리포트(BFR)의 CBR 정보(도 7의 278)에 포함되어 빔포머 장치(100)로 피드백되고, 빔포머 장치(100)는 단일 사용자 빔포밍인 경우에 상기의 [수학식 4]를 이용하여 빔(Q_k)을 생성할 수 있다.

도 11에 도시된 것처럼, 상대적으로 작은 크기의 코드북(CB1)을 이용하는 경우에, 피드백 오버헤드는 작아지나 해상도(resolution)가 떨어질 수 있다. 상대적으로 큰 크기의 코드북(CB2)을 이용하는 경우에, 해상도는 향상되지만 피드백 오버헤드가 증가할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따라 채널 상황에 기초하여(예를 들어, 주파수에 따른 채널 변화에 기초하여) 적절하게 코드북 크기 값을 선택하는 경우에는 피드백 오버헤드는 줄이면서 성능 저하도 방지할 수 있다.

도 12는 도 9의 빔포미 장치에 포함되는 코드북 크기 선택기의 일 예를 나타내는 블록도이다. 이하 도 3과 중복되는 설명은 생략한다.

도 12를 참조하면, 코드북 크기 선택기(250)는 측정부(252) 및 선택부(254)를 포함할 수 있다. 측정부(252) 및 선택부(254)는 각각 도 3의 측정부(222) 및 선택부(224)와 유사한 구성 및 동작을 가질 수 있다.

측정부(252)는 복수의 채널 정보들(ECI)에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 나타내는 변동 신호(CVAR)를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 측정부(252)는 상기 채널의 주파수 상의 분산을 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득하며, 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산은 상기의 [수학식 7]에 기초하여 획득될 수 있다.

다른 실시예에서, 측정부(252)는 상기 채널의 딜레이 스프레드를 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득하며, 상기 채널의 딜레이 스프레드는 상기의 [수학식 8]에 기초하여 획득될 수 있다.

선택부(254)는 상기 실시간으로 측정된 변동 및 적어도 하나의 문턱 값에 기초하여 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 실시간으로 선택 및 변경하고, 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 나타내는 코드북 크기 신호(CS)를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 선택부(254)는 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 많을수록 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 큰 값으로 선택(예를 들어, fine 코드북에 기초하여 선택)하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 적을수록 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 작은 값으로 선택(예를 들어, coarse 코드북에 기초하여 선택)할 수 있다.

일 실시예에서, 선택부(254)는 SNR 추정기(240)로부터 SNR 신호(ESNR)를 수신할 수 있다. 선택부(254)는 상기 추정된 SNR에 기초하여 상기 적어도 하나의 문턱 값을 선택하고, 상기 실시간으로 측정된 변동 및 상기 선택된 문턱 값에 기초하여 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 선택부(254)는 미리 설정된 룩업 테이블(256)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블(256)은 상기 추정된 SNR 및 상기 적어도 하나의 문턱 값의 관계를 나타낼 수 있다.

일 실시예에서, 룩업 테이블(256)이 도 5a와 같이 구현되는 경우에, 상기의 [수학식 7]에 의해 획득된 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산이 문턱 값(TH_mv)보다 큰 경우에 fine 코드북에 기초하여 상대적으로 큰 값인 제1 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택하며, 상기 분산이 선택된 문턱 값(TH_mv)보다 작거나 같은 경우에 coarse 코드북에 기초하여 상기 제1 값보다 작은 제2 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 룩업 테이블(256)이 도 5b와 같이 구현되는 경우에, 상기의 [수학식 8]에 의해 획득된 상기 채널의 딜레이 스프레드가 선택된 문턱 값(TH_md)보다 큰 경우에 fine 코드북에 기초하여 상기 제1 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택하며, 상기 딜레이 스프레드가 선택된 문턱 값(TH_md)보다 작거나 같은 경우에 coarse 코드북에 기초하여 상기 제2 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, IEEE 802.11ac 및 802.11ax 표준에서 coarse 코드북 및 fine 코드북의 2개의 코드북들을 사용하고 있으며, 따라서 도 5a 및 5b의 예는 도 10의 CASE1로 도시된 IEEE 802.11ac 및 802.11ax 표준에 적용될 수 있다.

일 실시예에서, 룩업 테이블(256)이 도 6a와 같이 구현되는 경우에, 상기의 [수학식 7]에 의해 획득된 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산이 선택된 제2 문턱 값(TH2_mv)보다 큰 경우에 very fine 코드북에 기초하여 가장 큰 값인 제1 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택하고, 상기 분산이 선택된 제1 문턱 값(TH1_mv)보다 크고 선택된 제2 문턱 값(TH2_mv)보다 작거나 같은 경우에 fine 코드북에 기초하여 상기 제1 값보다 작은 제2 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택하며, 상기 분산이 선택된 제1 문턱 값(TH1_mv)보다 작거나 같은 경우에 coarse 코드북에 기초하여 상기 제2 값보다 작은 제3 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 룩업 테이블(256)이 도 6b와 같이 구현되는 경우에, 상기의 [수학식 8]에 의해 획득된 상기 채널의 딜레이 스프레드가 선택된 제2 문턱 값(TH2_md)보다 큰 경우에 상기 제1 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택하고, 상기 딜레이 스프레드가 선택된 제1 문턱 값(TH1_md)보다 크고 선택된 제2 문턱 값(TH2_md)보다 작거나 같은 경우에 상기 제2 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택하며, 상기 딜레이 스프레드가 선택된 제1 문턱 값(TH1_md)보다 작거나 같은 경우에 상기 제3 값을 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)으로 선택할 수 있다.

일 실시예에서, IEEE 802.11be 표준에서 coarse 코드북, fine 코드북 및 very fine 코드북의 3개의 코드북들을 사용하고 있으며, 따라서 도 6a 및 6b의 예는 도 10의 CASE2로 도시된 IEEE 802.11be 표준에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 빔포미 장치(202)는 상기 수신된 NDP로부터 얻은 채널 정보를 이용하여 실시간으로(즉, 온라인으로) 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 결정할 수 있다. 다시 말하면, 빔포미 장치(202)는 채널 상황에 따라서 가변적으로 그리고 적응적으로 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 변경할 수 있다. 상술한 것처럼, 기본적인 방식은 상기 NDP를 통해서 추정된 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 큰 경우에는 큰 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 사용하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 거의 없는 경우에는 작은 코드북 크기 값(b_φ, b_ψ)을 사용할 수 있다. 또한 상술한 것처럼, 채널의 변동을 측정하는 방법으로는 채널의 주파수 상의 분산을 이용하는 방법 및 채널의 딜레이 스프레드를 이용하는 방법이 적용될 수 있다. 실시예에 따라서, 상술한 2가지 방법이 동시에 적용될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법을 나타내는 순서도이다. 이하 도 8과 중복되는 설명은 생략한다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법에서, 단계 S100은 도 8의 단계 S100과 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 양자화하기 위한 코드북 크기 값을 결정한다(단계 S250). 예를 들어, 단계 S250은 도 9의 코드북 크기 선택기(250)에 의해 수행되며, 도 10 내지 12를 참조하여 상술한 것처럼 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 S250에 의해 채널 상황에 따라서 적응적으로 상기 코드북 크기 값이 변경되는 실시간 코드북 크기 선택 기법이 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S250을 수행하는데 있어서, 상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고, 상기 실시간으로 측정된 변동 및 적어도 하나의 문턱 값에 기초하여 상기 코드북 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경할 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S250을 수행하는데 있어서, 상기 채널의 주파수 상의 분산을 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득하며, 상기의 [수학식 7]에 기초하여 상기 분산이 획득될 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S250을 수행하는데 있어서, 상기 채널의 딜레이 스프레드를 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득하며, 상기의 [수학식 8]에 기초하여 상기 딜레이 스프레드가 획득될 수 있다.

일 실시예에서, 단계 S250을 수행하는데 있어서, 상기 채널의 SNR을 추정하고, 상기 추정된 SNR에 기초하여 적어도 하나의 문턱 값을 선택하며, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동 및 상기 선택된 문턱 값에 기초하여(예를 들어, 두 값을 비교하여) 상기 코드북 크기 값을 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 5b를 참조하여 상술한 것처럼 SNR 별로 1개의 문턱 값을 포함하는 룩업 테이블을 이용하거나, 도 6a 및 6b를 참조하여 상술한 것처럼 SNR 별로 2개의 문턱 값을 포함하는 룩업 테이블을 이용할 수 있다.

상기 코드북 크기 값 및 상기 복수의 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백한다(단계 S350). 예를 들어, 단계 S350은 도 9의 피드백부(230)에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 빔포밍 피드백 방법에서는, 상술한 실시간 코드북 크기 선택 기법을 사용함으로써, 빔포밍 피드백의 피드백 오버헤드를 효과적으로 감소시키고, 효율적인 빔포밍 피드백을 수행할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 이를 포함하는 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다. 이하 도 1 및 9와 중복되는 설명은 생략한다.

도 14를 참조하면, 무선 통신 시스템(14)은 빔포머 장치(100) 및 빔포미 장치(204)를 포함한다. 빔포머 장치(100)는 복수의 안테나들(101)을 포함할 수 있다. 빔포미 장치(204)는 채널 추정기(210), 그룹화 크기 선택기(220), 코드북 크기 선택기(250) 및 피드백부(230)를 포함하며, 복수의 안테나들(201) 및 SNR 추정기(240)를 더 포함할 수 있다.

빔포미 장치(204)가 코드북 크기 선택기(250)를 더 포함하고 이에 따라 피드백부(230)의 동작이 일부 변경되는 것을 제외하면, 무선 통신 시스템(14) 및 빔포미 장치(204)는 도 1의 무선 통신 시스템(10) 및 빔포미 장치(200)와 실질적으로 동일할 수 있다. 코드북 크기 선택기(250)는 도 9의 코드북 크기 선택기(250)와 실질적으로 동일할 수 있다.

빔포미 장치(204)는 도 1 내지 8을 참조하여 상술한 실시간 부반송파 그룹화 및 도 9 내지 13을 참조하여 상술한 실시간 코드북 크기 선택을 모두 수행할 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 디바이스를 나타내는 블록도이다.

도 15를 참조하면, 네트워크 환경(300)에서 전자 디바이스(301)는 제1 네트워크(398)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 디바이스(302)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(399)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 디바이스(304) 또는 서버(308)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스(301)는 서버(308)를 통하여 전자 디바이스(304)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스(301)는 프로세서(320), 메모리(330), 입력 디바이스(350), 음향 출력 디바이스(355), 디스플레이 디바이스(360), 오디오 모듈(370), 센서 모듈(376), 인터페이스(377), 햅틱 모듈(379), 카메라 모듈(380), 전력 관리 모듈(388), 배터리(389), 통신 모듈(390), 가입자 식별 모듈(396), 및 안테나 모듈(397)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 전자 디바이스(301)에는, 상기 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 디스플레이 디바이스(360) 또는 카메라 모듈(380))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 실시예에 따라서, 예를 들면, 디스플레이 디바이스(360)(예: 디스플레이)에 임베디드(embedded)된 센서 모듈(376)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

프로세서(320)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(340))를 구동하여 프로세서(320)에 연결된 전자 디바이스(301)의 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 다른 구성 요소(예: 센서 모듈(376) 또는 통신 모듈(390))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(volatile memory)(332)에 로드(load)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(non-volatile memory)(334)에 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 메인 프로세서(321)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(321)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(323)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 이미지 시그널 프로세서(ISP, image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(323)는 메인 프로세서(321)와 별개로 또는 내재되어 운영될 수 있다.

이런 경우, 보조 프로세서(323)는, 예를 들면, 메인 프로세서(321)가 인액티브(inactive)(예: 슬립(sleep)) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(321)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(321)가 액티브(active)(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(321)와 함께, 전자 디바이스(301)의 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소(예: 디스플레이 디바이스(360), 센서 모듈(376), 또는 통신 모듈(390))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 보조 프로세서(323)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(380) 또는 통신 모듈(390))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다.

메모리(330)는, 전자 디바이스(301)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 프로세서(320) 또는 센서 모듈(376))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(340)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(330)는, 휘발성 메모리(332) 또는 비휘발성 메모리(334)를 포함할 수 있다.

프로그램(340)은 메모리(330)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(OS, operating system)(342), 미들 웨어(middleware)(344) 또는 어플리케이션(346)을 포함할 수 있다.

입력 디바이스(350)는, 전자 디바이스(301)의 구성 요소(예: 프로세서(320))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 디바이스(301)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 입력 디바이스(350)는 마이크, 마우스, 키보드 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)등을 포함할 수 있다.

음향 출력 디바이스(355)는 음향 신호를 전자 디바이스(301)의 외부로 출력할 수 있다. 예를 들면, 음향 출력 디바이스(355)는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 수신기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수신기는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.

디스플레이 디바이스(360)는 전자 디바이스(301)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 디바이스(360)는 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 디바이스(360)는 터치를 검출하도록 구성되는 터치 회로(touch circuitry), 또는 터치에 의한 힘의 세기를 측정하도록 구성되는 센서 회로(예: 압력 센서(pressure sensor))를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(370)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에서, 오디오 모듈(370)은, 입력 디바이스(350)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 디바이스(355), 또는 전자 디바이스(301)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(376)은 전자 디바이스(301)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(376)은, 예를 들면, 제스처 센서(gesture sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 기압 센서(barometer sensor), 마그네틱 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 그립 센서(grip sensor), 근접 센서(proximity sensor), 컬러 센서(color sensor)(예: RGB(red, green, blue) 센서), IR(infrared) 센서, 생체 센서(medical sensor, biometric sensor), 온도 센서(temperature sensor), 습도 센서(humidity sensor), 또는 조도 센서(illuminance sensor) 등을 포함할 수 있다.

인터페이스(377)는 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜(protocol)을 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스(377)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스 등을 포함할 수 있다.

연결 단자(connection terminal)(378)는 전자 디바이스(301)와 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터) 등을 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(379)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 햅틱 모듈(379)은 모터(motor), 압전 소자(piezoelectric element), 또는 전기 자극 장치(electrical stimulation device) 등을 포함할 수 있다.

카메라 모듈(380)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 모듈(380)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(388)은 전자 디바이스(301)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

배터리(389)는 전자 디바이스(301)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지(fuel cell)를 포함할 수 있다.

통신 모듈(390)은 전자 디바이스(301)와 외부 전자 디바이스(예: 전자 디바이스(302), 전자 디바이스(304), 또는 서버(308)) 간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(390)은 프로세서(320)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 모듈(390)은 무선 통신 모듈(392)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(394)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제1 네트워크(398)(예: 블루투스, Wi-Fi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(399)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(390)은 하나의 구성(예: 하나의 칩)으로 구현되거나 또는 서로 분리되는 다중 구성들(예: 다중 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(392)은 가입자 식별 모듈(396)에 저장된 사용자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 이용하여 제1 네트워크(398) 또는 제2 네트워크(399)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 디바이스(301)를 구별 및 인증할 수 있다.

일 실시예에서, 통신 모듈(390)에 포함되는 무선 통신 모듈(392)은 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치 및 빔포머 장치를 포함하며, 빔포밍 피드백 방법을 수행하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(301)에 포함되는 무선 통신 모듈(392) 및 전자 디바이스(304)에 포함되는 무선 통신 모듈(미도시)은 각각 본 발명의 실시예들에 따른 빔포미 장치(예를 들어, 도 1의 200) 및 빔포머 장치(예를 들어, 도 1의 100)를 포함하고, 전자 디바이스들(301, 304) 사이에 형성되는 제2 네트워크(399)는 빔포미 장치(200)와 빔포머 장치(100) 사이의 채널에 대응할 수 있다. 전자 디바이스(301)에 포함되는 빔포미 장치(200)는 전자 디바이스(304)에 포함되는 빔포머 장치(100)와 통신할 수 있고, 이 때 빔포밍 피드백을 수행하면서 본 발명의 실시예들에 따른 실시간 부반송파 그룹화 기법 및/또는 실시간 코드북 크기 선택 기법을 사용할 수 있다. 이와 유사하게, 전자 디바이스(304)에 포함되는 빔포미 장치(200)는 전자 디바이스(301)에 포함되는 빔포머 장치(100)와 통신할 수 있고, 이 때 빔포밍 피드백을 수행하면서 본 발명의 실시예들에 따른 실시간 부반송파 그룹화 기법 및/또는 실시간 코드북 크기 선택 기법을 사용할 수 있다.

안테나 모듈(397)은 전자 디바이스(301)의 외부(예: 외부 전자 디바이스)로부터 신호 또는 전력을 수신하거나, 외부(예: 외부 전자 디바이스)로 신호 또는 전력을 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 모듈(397)은 전도성 물질로 구성된 방사 소자 또는 기판(예: PCB) 내에 또는 위에 형성된 전도성 패턴을 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 모듈(397)은 복수의 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 네트워크(398) 또는 제2 네트워크(399)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나는, 예를 들어, 복수의 안테나로부터 통신 모듈(390)(예: 무선 통신 모듈(392)에 의해 선택될 수 있다. 그때, 신호 또는 전력은 선택된 적어도 하나의 안테나를 통해 통신 모듈(390)과 외부 전자 디바이스 사이에서 송신 또는 수신될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 모듈(397)의 일부로서 방사 부품 이외의 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가적으로 형성될 수 있다.

상기 구성 요소들 중 일부 구성 요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호 간에 교환할 수 있다.

일 실시예에서, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(399)에 연결된 서버(308)를 통해서 전자 디바이스(301)와 외부의 전자 디바이스(304) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 디바이스(302, 304) 각각은 전자 디바이스(301)와 동일한 또는 다른 종류의 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스(301)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 디바이스(302, 304)에서 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스(301)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 디바이스(301)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 디바이스(302, 304)에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 디바이스(302, 304)는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 디바이스(301)로 전달할 수 있다. 전자 디바이스(301)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅(cloud computing), 분산 컴퓨팅(distributed computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅(client-server computing) 기술이 이용될 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 디바이스는 다양한 유형의 전자 디바이스들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스들은 포터블 통신 디바이스(예: 스마트폰), 컴퓨터 디바이스, 포터블 멀티미디어 디바이스, 포터블 의료 디바이스, 카메라, 웨어러블 디바이스, 또는 홈 어플라이언스일 수 있다. 실시예에 따라서, 전자 디바이스들은 상술한 것에 한정되지 않는다.

본 개시의 다양한 실시예들에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성 요소가 다른(예: 제2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에 는, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.

본 개시에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 로 구성된 유닛(unit)을 포함하며, 예를 들면, 로직(logic), 논리 블록(logic block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예들은 머신(machine)(예: 전자 디바이스(301))으로 읽을 수 있는 저장 매체(machinereadable storage media)(예: 내장 메모리(336) 또는 외장 메모리(338))에 저장된 명령어(instruction)를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(340))로 구현될 수 있다. 예를 들어, 머신(예: 전자 디바이스(301)의 프로세서(예: 프로세서(320))은 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출할 수 있고, 프로세서의 제어 하에 하나 이상의 다른 구성들과 함께 또는 별개로 명령어를 실행할 수 있다. 이는 머신이 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 동작하게 한다. 한 개 또는 그 이상의 명령어는 컴파일러(compiler)에 의해 생성된 코드(code)를 포함하거나 또는 인터프리터(interpreter)에 의해 실행될 수 있는 코드(code)를 포함할 수 있다. 머신으로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'이라는 용어는 단순히 저장 매체가 실재(tangible)하는 디바이스이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않음을 의미하지만, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

일 실시예에서, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 머신으로 읽을 수 있는 저장 매체(예: CD-ROM, compact disc read only memory)의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: PlayStore^TM)를 통해 온라인으로, 또는 2개의 사용자 디바이스들(예: 스마트폰들) 간에 직접적으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예들에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 빔포밍을 수행하는 다양한 통신 장치 및 시스템과 이를 포함하는 임의의 전자 장치 및 시스템에 유용하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 PC(Personal Computer), 노트북(laptop), 핸드폰(cellular), 스마트 폰(smart phone), MP3 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 TV, 디지털 카메라, 포터블 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(navigation) 기기, 웨어러블(wearable) 기기, IoT(Internet of Things) 기기, IoE(Internet of Everything) 기기, e-북(e-book), VR(Virtual Reality) 기기, AR(Augmented Reality) 기기, 드론(drone) 등과 같은 전자 시스템에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

빔포머(beamformer) 장치로부터 채널을 통해 NDP(Null Data Packet)를 수신하고, 상기 NDP를 기초로 상기 채널을 추정하여 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득하는 채널 추정기;
상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하기 위한 그룹화 크기 값을 결정하는 그룹화 크기 선택기; 및
상기 그룹화 크기 값에 기초하여 상기 복수의 부반송파들 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 부반송파들에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 선택하며, 상기 선택된 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백하는 피드백부를 포함하는 빔포미(beamformee) 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그룹화 크기 선택기는,
상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하고,
상기 실시간으로 측정된 변동에 기초하여 상기 그룹화 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경하는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그룹화 크기 선택기는,
상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동을 실시간으로 측정하는 측정부; 및
상기 실시간으로 측정된 변동 및 적어도 하나의 문턱 값에 기초하여 상기 그룹화 크기 값을 실시간으로 선택 및 변경하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 측정부는,
상기 채널의 주파수 상의 분산(variance) 및 상기 채널의 딜레이 스프레드(delay spread) 중 적어도 하나를 연산하여 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동으로 획득하는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 채널의 주파수 상의 상기 분산은 하기의 [수학식 1]에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
[수학식 1]

상기의 [수학식 1]에서,
는 상기 채널의 주파수 상의 상기 분산, N_r은 상기 빔포미 장치의 안테나들의 개수, N_t는 상기 빔포머 장치의 안테나들의 개수, N은 상기 복수의 부반송파들의 개수,
는 상기 복수의 채널 정보들 중 하나인
의 i,j번째 엘리먼트(element), k는 상기 복수의 부반송파들의 인덱스(index)를 나타냄.
제 4 항에 있어서,
상기 채널의 딜레이 스프레드는 하기의 [수학식 2]에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
[수학식 2]

상기의 [수학식 2]에서,
는 상기 채널의 딜레이 스프레드, N_r은 상기 빔포미 장치의 안테나들의 개수, N_t는 상기 빔포머 장치의 안테나들의 개수,
는 상기 복수의 채널 정보들 중 하나인
의 i,j번째 엘리먼트(element), k는 상기 복수의 부반송파들의 인덱스(index), IDFT(.)는 인버스(inverse) DFT(Discrete Fourier Transform) 함수, *는 복소공액(complex conjugate) 연산자, E{.}는 산술평균(arithmetic mean) 연산자를 나타냄.
제 3 항에 있어서,
상기 선택부는 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 많을수록 상기 그룹화 크기 값을 작은 값으로 선택하고, 상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 적을수록 상기 그룹화 크기 값을 큰 값으로 선택하며,
상기 빔포미 장치는 상기 채널의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 추정하는 SNR 추정기를 더 포함하고,
상기 선택부는 상기 추정된 SNR에 기초하여 상기 적어도 하나의 문턱 값을 선택하고, 상기 실시간으로 측정된 변동 및 상기 선택된 문턱 값에 기초하여 상기 그룹화 크기 값을 선택하는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 선택부는,
상기 추정된 SNR에 기초하여 제1 문턱 값을 선택하고,
상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 큰 경우에, 제1 값을 상기 그룹화 크기 값으로 선택하며,
상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 작거나 같은 경우에, 상기 제1 값보다 큰 제2 값을 상기 그룹화 크기 값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 선택부는,
상기 추정된 SNR에 기초하여 제1 문턱 값 및 상기 제1 문턱 값보다 큰 제2 문턱 값을 선택하고,
상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제2 문턱 값보다 큰 경우에, 제1 값을 상기 그룹화 크기 값으로 선택하고,
상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 크고 상기 제2 문턱 값보다 작거나 같은 경우에, 상기 제1 값보다 큰 제2 값을 상기 그룹화 크기 값으로 선택하며,
상기 채널의 주파수 상의 상기 변동이 상기 제1 문턱 값보다 작거나 같은 경우에, 상기 제2 값보다 큰 제3 값을 상기 그룹화 크기 값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 빔포미 장치.
빔포머(beamformer) 장치로부터 채널을 통해 NDP(Null Data Packet)를 수신하고, 상기 NDP를 기초로 상기 채널을 추정하여 복수의 부반송파(subcarrier)들에 대한 복수의 채널 정보들을 획득하는 채널 추정기;
상기 복수의 채널 정보들에 기초하여 상기 채널의 주파수 상의 변동(variation)을 측정하고, 상기 측정된 변동에 기초하여 상기 복수의 채널 정보들 중 적어도 일부를 양자화하기 위한 코드북 크기 값을 결정하는 코드북 크기 선택기; 및
상기 코드북 크기 값 및 상기 복수의 채널 정보들을 기초로 빔포밍 피드백 리포트를 생성하여 상기 빔포머 장치로 피드백하는 피드백부를 포함하는 빔포미(beamformee) 장치.