KR20230069788A - 다중 안테나 송신을 위한 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

다중 안테나 송신을 위한 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230069788A
KR20230069788A KR1020220049544A KR20220049544A KR20230069788A KR 20230069788 A KR20230069788 A KR 20230069788A KR 1020220049544 A KR1020220049544 A KR 1020220049544A KR 20220049544 A KR20220049544 A KR 20220049544A KR 20230069788 A KR20230069788 A KR 20230069788A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless communication
communication device
base station
channel
matrix
Prior art date
Application number
KR1020220049544A
Other languages
English (en)
Inventor
이병옥
도주현
유현석
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US17/978,559 priority Critical patent/US12028132B2/en
Priority to CN202211407971.9A priority patent/CN116132223A/zh
Publication of KR20230069788A publication Critical patent/KR20230069788A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/11—Monitoring; Testing of transmitters for calibration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H04B7/0434—Power distribution using multiple eigenmodes
    • H04B7/0443—Power distribution using multiple eigenmodes utilizing "waterfilling" technique
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0634—Antenna weights or vector/matrix coefficients
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H04W72/1263—Mapping of traffic onto schedule, e.g. scheduled allocation or multiplexing of flows
    • H04W72/1268—Mapping of traffic onto schedule, e.g. scheduled allocation or multiplexing of flows of uplink data flows
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따른 무선 통신 장치의 동작 방법은, 상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하는 단계, 상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여, 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하는 단계, 상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하는 단계 및 상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 안테나 송신을 위한 장치 및 이의 동작 방법{Method and apparatus for MIMO transmission}
본 개시의 기술적 사상은 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송신단 특성에 기초하여 다중 안테나 송신을 수행하는 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 전송량(throughput) 증대를 위하여 다양한 기법들을 채용할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 시스템은 복수의 안테나들을 사용하여 통신 용량을 증가시키는 MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)를 채용할 수 있다. 전송량 증대를 위한 기법들이 채용됨에 따라, 송신 측은 높은 복잡도를 가지는 신호를 송신할 수 있는 한편, 수신 측은 높은 복잡도의 신호를 처리할 것이 요구될 수 있다.
NR(new radio) 스펙은 상향링크 다중 안테나 프리코딩과 관련하여 코드북에 기반한(codebook-based) 전송 모드와 코드북에 기반하지 않는(non-codebook-based) 전송 모드를 포함한다. 코드북에 기반한 전송 모드의 경우, 단말이 사용할 수 있는 프리코더 행렬이 표준에 의해서 정해져 있다. 코드북에 기반하지 않는 전송 모드의 경우, 단말이 자체적으로 프리코딩 행렬을 계산할 수 있다. 단말이 자체적으로 프리코딩 행렬을 계산하는 경우, 채널 용량 및 데이터 전송률이 더욱 높은 프리코딩 행렬을 선택하는 것이 요구되고 있다.
본 개시의 기술적 사상은 송신단 특성 및 채널 정보에 기초하여 프리코딩 행렬(precoding matrix)를 결정함으로써 다중 안테나 기반의 송수신을 수행하는 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따른 무선 통신 장치의 동작 방법은, 상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하는 단계, 상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여, 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하는 단, 상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하는 단계 및 상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따른 무선 통신 장치는, RFIC(radio frequency integrated circuit) 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 RFIC는 상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하고, 상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하고, 상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하고, 상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템은, 무선 통신 장치 및 기지국을 포함하고, 상기 기지국은 상기 무선 통신 장치에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 전송할 수 있다. 상기 무선 통신 장치는, 상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하고, 상기 기지국으로부터 상기 CSI-RS를 수신하고, 상기 CSI-RS 및 채널 상호성에 기초하여 상향링크 채널을 추정하고, 상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하고, 상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하고, 상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치는, MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 환경에서 데이터 전송률을 높일 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치는, MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 환경에서 채널 용량을 증가시킬 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치는, MIMO 환경에서 NR(new radio) 스펙의 코드북에 기반하지 않는(non-codebook-based) 프리코딩 방식과 호환될 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 채널 정보를 이용하여 MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 송신 방법을 결정하는 방법을 도시한다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 채널 정보 및 송신단 특성에 기초하여 신호를 송신하는 방법을 도시한다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 채널 정보 및 송신단 특성에 기초하여 신호를 송신하는 방법을 도시한다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 송신 전력에 따라 적응적으로 프리코딩 행렬을 구성하는 방법을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 NR non-codebook 기반의 상향링크 전송 동작 절차에 대하여 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기지국의 동작 절차를 도시한다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록도를 도시한다.
본 개시의 실시 예들에서 무선 통신 장치는 기지국 또는 다른 무선 통신 장치와 통신하는 일 주체로서, 노드, UE(user equipment), NG UE(next generation UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 장치(Mobile Equipment; ME), 디바이스(device) 또는 단말(terminal) 등으로 지칭될 수 있다.
또한, 무선 통신 장치는 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그 밖에, 무선 통신 장치는 통신 기능을 수행할 수 있는 다양한 종류의 멀티 미디어 시스템을 포함할 수 있다.
기지국은 무선 통신 장치와 통신하며, 무선 통신 장치에게 통신 네트워크 자원을 할당하는 일 주체로서, 셀(cell), BS(base station), NodeB(NB), eNodB(eNB), gNodeB(gNB), NG RAN(next generation radio access network), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 노드를 지칭할 수 있다. 노드는 고정될 수 있으며, 이동할 수도 있다. 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 상향링크의 경우, 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 하향링크의 경우, 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 예시적 실시예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 채널 정보를 이용하여 MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 송신 방법을 결정하는 방법을 도시한다.
무선 통신 장치는 송신단(transmitter, 10) 및 수신단(receiver, 20)을 포함할 수 있다. 송신단(10)은 단말(user equipment, UE) 및 기지국(base station) 중 적어도 하나일 수 있다. 수신단(20)은 단말 및 기지국 중 적어도 하나일 수 있다.
도 1을 참조하면, 송신단(10)은 채널 정보(channel information)을 이용하여 다중 안테나 송신 방법을 결정할 수 있다. 송신단(10)은 수신단(20)으로부터 채널 정보를 획득할 수 있다. 구체적인 일 예로, 기지국은 단말에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 전송할 수 있다. 단말은 수신한 CSI-RS에 기초하여 하향링크 채널 추정을 할 수 있다. 그리고, 단말은 기지국에게 채널 정보 피드백을 송신할 수 있다. 기지국은 단말로부터 채널 정보 피드백을 수신함으로써 하향링크 (downlink) 채널 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예로, 단말은 채널 상호성(channel reciprocity)에 기초하여 수신한 CSI-RS를 이용하여 상향링크 채널을 추정할 수 있다.
또 다른 구체적인 일 예로, 단말은 기지국에게 SRS(sounding reference signal)을 전송할 수 있다. 기지국은 수신한 SRS에 기초하여 상향링크 채널 정보를 획득할 수 있다. 또한, 기지국은 채널 상호성(channel reciprocity)에 기초하여 수신한 SRS를 이용하여 하향링크 채널 정보를 획득할 수 있다.
무선 통신 장치는 다양한 기준 신호들, SSB(synchronization signal block), 피드백 등을 통해 채널 정보를 획득할 수 있으며, 상술한 실시 예로 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 송신단(10)은 채널 정보를 이용하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있으며, 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 이에 따라, 송신단(10)은 결정된 빔포밍 벡터에 기초하여 수신단(20)에게 데이터를 전송할 수 있다.
MIMO는 다중 안테나에 의해 형성된 공간 도메인(spatial domain)에 기초하여 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있는 기술이다. 하향링크(downlink) 측면에서, MIMO는 LTE(long term evolution) 및 NR(new radio) 상용망에서 활발하게 사용되고 있다. 상향링크(uplink) 측면에서, MIMO는 NR에서부터 본격적인 상용화가 시작되고 있다. 이에 따라, 상향링크 MIMO에 대한 관심이 커지고 있다. NR 상향링크 MIMO 전송 모드는 non-codebook based uplink transmission mode를 포함한다. 이 경우, 단말은 자체적으로 프리코딩 행렬을 계산해야 한다. 기존의 프리코딩 행렬 결정 방식은 채널 정보만을 고려한다.
본 개시는 상향링크 MIMO와 관련하여, 장치가 채널 정보뿐만 아니라 장치의 특성까지 고려하여 최적의 프리코딩 행렬을 결정하는 방법을 제안한다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 채널 정보 및 송신단 특성에 기초하여 신호를 송신하는 방법을 도시한다.
도 2를 참조하면, 송신단(30)은 채널 정보뿐만 아니라 송신단 특성을 이용하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 송신단(30)은 채널 정보 및 송신단 특성을 이용하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 송신단(30)은 결정된 프리코딩 행렬을 이용하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 송신단(30)은 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 데이터를 수신단(40)에게 송신할 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 채널 정보 및 송신단 특성에 기초하여 신호를 송신하는 방법을 도시한다.
도 3을 참조하면, 송신단(30)은 송신단 신호의 왜곡을 추정할 수 있다. 즉, 송신단(30)은 송신단 특성을 파악할 수 있다. 송신단의 특성은 각각의 송신 경로(path)의 EVM(error vector magnitude) 정보를 포함할 수 있다. EVM은 이상적인(ideal) 송신 신호와 생성된 신호의 왜곡 정도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, EVM이 2%인 경우 신호 품질이 좋다고 할 수 있으며, EVM이 10%인 경우 신호 품질이 나쁘다고 할 수 있다.
EVM 정보는 AWGN(additional white Gaussian noise), 전력 증폭기 비선형성(power amplifier non-linearity), IQ(In-phase and Quadrature) 미스매치(mismatch), 위상 잡음(phased noise), LOL(local oscillator leakage), DAC(digital to analog conversion) 양자화 잡음(quantization noise) 및 열 잡음(thermal noise) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
AWGN은 일반적인 잡음으로서, 모든 주파수 대역에서 일정한 분포를 가질 수 있다. AWGN은 가산적이므로(additive) 정보 시스템의 고유한 모든 잡음에 추가될 수 있다. White는 전 주파수 대역에서 전력이 균일하다는 것을 의미할 수 있다. AWGN은 통계적으로 가우시안 분포를 따를 수 있다.
전력 증폭기는 입력 신호 전력이 작은 영역에서 출력전력이 입력전력에 정비례하여 늘어나는 특성을 가질 수 있다. 다만, 입력 전력이 점점 더 커지는 경우, 출력 전력이 입력 전력에 비례하지 않을 수 있다. 따라서, 전력 증폭기가 비선형적 특성을 가질 수 있다.
IQ 미스매치는 in-phase 신호와 quadrature의 위상 차이가 정확하게 90도가 되지 않는 것을 지칭할 수 있다. 국부 발진기(local oscillator, LO)를 포함하는 수신기는 사인파(sine wave) 및 사인파를 90도 지연한 신호를 생성할 수 있다. 이러한 신호들은 각각 RF 신호와 혼합(mix)되어 각각 in-phase 신호 및 quadrature 신호가 될 수 있다.
위상 잡음은 주파수 영역에서 신호 주파수의 불안정성과 관련되며, 기준 주파수 근방에서 계속적으로 변하는 위상 편차를 지칭할 수 있다. 위상 잡음은 시간 도메인에서 신호의 사인 파형이 흔들려 보이는 것을 지칭할 수 있다.
국부 발진기에서 누설된 신호가 믹서(mixer)에서 국부 발진기 주파수와 믹싱되는 경우, 의미없는 DC 성분이 출력될 수 있다. 이러한 문제를 LOL 이라고 지칭할 수 있다.
연속한 신호파가 양자화되는 경우, 양자화된 신호가 원래의 신호에 대해 오차를 가질 수 있다. 이러한 오차를 양자화 잡음이라고 지칭할 수 있다. 양자화 잡음은 양자화 레벨을 세밀하게 함으로써 줄일 수 있다. 다만, 이러한 경우 데이터 양이 많아지고 전송 효율이 감소할 수 있다.
열 잡음은 열 에너지에 의해 발생하는 잡음으로서, 온도가 높을수록 잡음 전압이 커질 수 있다. 열 잡음은 저항에서 많이 발생하며 기기 내부 잡음의 주요 원인이 될 수 있다.
EVM 정보는 주파수 밴드(frequency band), 송신 전력(transmit power)에 따라서 달라질 수 있다. 송신단(30)은 캘리브레이션(calibration)을 통해 각 송신 경로의 EVM 정보를 추정할 수 있다. 또한, 송신단(30)은 피드백 리시버(feedback receiver)를 통해 각 송신 경로의 EVM 정보를 추정할 수 있다.
송신단(30)은 상술한 바와 같이 직접 채널을 추정하거나 수신단(40)으로부터 채널 정보를 획득할 수 있다. 송신단(30)은 채널 정보 및 EVM을 이용하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 이하, 송신단(30)이 채널 정보 및 EVM을 이용하여 프리코딩 행렬을 결정하는 방법에 대하여 기술한다.
다음 수학식 1은 수신 신호를 나타낸다.
Figure pat00001
수학식 1에서, y는
Figure pat00002
의 수신 신호 벡터(received signal vector)를 지칭한다. Nr은 수신 안테나 개수를 지칭한다. H는
Figure pat00003
의 MIMO 채널 행렬(channel matrix)을 지칭한다. Nt는 송신 안테나 개수를 지칭한다. W는
Figure pat00004
의 프리코딩 행렬을 지칭한다. 프리코딩 행렬은
Figure pat00005
를 만족한다. WH는 W의 허미션(Hermitian)행렬이다. x는
Figure pat00006
의 송신 신호 벡터를 지칭한다. 송신 신호 벡터는
Figure pat00007
를 만족한다. INT는
Figure pat00008
의 단위 행렬(identity matrix)을 지칭한다.nRX는
Figure pat00009
의 수신단에서의 잡음 벡터를 지칭한다. 수신단에서의 잡음 벡터는
Figure pat00010
를 만족한다. INr은
Figure pat00011
의 단위 행렬을 지칭한다.
Figure pat00012
는
Figure pat00013
를 지칭한다. nTX는
Figure pat00014
의 송신단에서의 잡음 벡터를 지칭한다. 다음 수학식 2는 각 송신 경로의 EVM 정보를 포함하는 RTX 행렬을 나타낸다.
Figure pat00015
수학식 2에서, nTX는
Figure pat00016
의 송신단에서의 잡음 벡터를 지칭한다. EVM은 송신단 신호의 왜곡 추정 값을 지칭한다. 각 송신 경로의 EVM은 서로 다를 수 있다. EVM은 AWGN(additional white Gaussian noise), 전력 증폭기 비선형성(power amplifier non-linearity), IQ(In-phase and Quadrature) 미스매치(mismatch), 위상 잡음(phased noise), LOL(local oscillator leakage), DAC(digital to analog conversion) 양자화 잡음(quantization noise) 및 열 잡음(thermal noise) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음 수학식 3은 수학식 1의 수신 신호를 항 정리하여 나타낸 식이다.
Figure pat00017
수학식 3에서,
Figure pat00018
신호 항(desired signal term)을 지칭한다.
Figure pat00019
는 잡음 항(noise term)을 지칭한다. 잡음 항은 수신단에서의 잡음뿐만 아니라 송신단에서의 잡음 정보를 포함한다. 잡음 항은 화이트닝(whitening) 됨으로써 SVD(singular vector decomposition) 및 water-filling 알고리즘이 적용될 수 있다.
다음 수학식 4는 송신단 특성 정보를 포함하는 채널 용량을 나타낸다.
Figure pat00020
수학식 4에서, C는 채널 용량을 지칭한다. INr은
Figure pat00021
의 단위 행렬을 지칭한다. KD는 신호 항과 관련된 수식이다. KN은 잡음과 관련된 수식이다. H는
Figure pat00022
의 채널 행렬을 지칭한다. W는
Figure pat00023
의 프리코딩 행렬을 지칭한다. nRX는
Figure pat00024
의 수신단에서의 잡음 벡터를 지칭한다. nTX는
Figure pat00025
의 송신단에서의 잡음 벡터를 지칭한다.
Figure pat00026
는
Figure pat00027
를 지칭한다.
Figure pat00028
는 수학식 2에서 상술한 송신단의 EVM 관련 행렬을 지칭한다.
다음 수학식 5는 유효 채널 행렬에 대한 SVD를 나타낸다.
Figure pat00029
수학식 5에서,
Figure pat00030
는 유효 채널 행렬을 지칭할 수 있다. 여기서, 유효 채널 행렬은 화이트닝된 유효 채널 행렬일 수 있으며, 송신단 특성에 기반한 유효 채널로 지칭될 수 있다. KN은 수학식 4에서 상술한 신호 관련 수식을 지칭한다.
Figure pat00031
,
Figure pat00032
및
Figure pat00033
는 유효 채널 행렬을 SVD함으로써 획득되는 행렬들이다.
Figure pat00034
는
Figure pat00035
행렬일 수 있다.
Figure pat00036
는 특이 값(singular value)을 대각 요소로 가지는
Figure pat00037
행렬일 수 있다.
Figure pat00038
는
Figure pat00039
행렬일 수 있다.
다음 수학식 6은 상술한 채널 용량을 최대화하는 최적의 프리코딩 행렬을 나타낸다.
Figure pat00040
수학식 6에서, P는 해당하는 스트림(stream)에 대해 할당된 전력(allocated power)을 대각 요소(diagonal element)로 가지는 대각 행렬(diagonal matrix)을 지칭할 수 있다. P는 수학식 5의
Figure pat00041
에 water-filling 알고리즘을 적용하여 결정될 수 있다. P는 각각의 스트림에 할당된 전력의 비율을 나타낼 수 있다. Water-filling 알고리즘은 상태가 좋거나 SNR이 높은 채널에 더 많은 전력을 할당하되, 상태가 나쁘거나 SNR이 낮은 채널에 적은 전력을 할당하거나 전력을 할당하지 않는 기법을 지칭할 수 있다.
Figure pat00042
는 수학식 5에서 상술한 유효 채널 행렬을 SVD 한 행렬이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치가 송신 전력에 따라 적응적으로 프리코딩 행렬을 구성하는 방법을 도시한다.
송신 전력이 변하는 경우, 송신 경로의 EVM이 변할 수 있다. 구체적인 일 예로, 송신 전력이 변하는 경우 PA non-linearity 특성으로 인해 EVM이 변할 수 있다. 따라서, 송신단(30)의 송신 전력이 변함에 따라 EVM이 변할 수 있으며, 이에 따라 프리코딩 매트릭스도 변할 수 있다. 송신단(30)은 송신 전력이 변함에 따라 프리코딩 매트릭스를 적응적으로 결정할 수 있다.
일 예로, 송신단(30)은 송신 전력이 일정 크기만큼 변하는 경우마다 프리코딩 매트릭스를 다시 계산할 수 있다. 또 다른 예로, 송신단(30)은 송신 전력에 따른 EVM 값을 미리 도출하여 테이블을 작성할 수 있다. 이에 따라, 송신단은 송신 전력이 변하는 경우 테이블에서 해당하는 EVM 값을 찾아 다시 프리코딩 매트릭스를 결정할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 NR non-codebook 기반의 상향링크 전송 동작 절차에 대하여 도시한다.
구체적으로, 도 5a는 코드북에 기반하지 않는 프리코딩의 경우, 단말(50)과 기지국(60) 간 동작 절차를 도시한다. 도 5b는 코드북에 기반하지 않는 프리코딩의 경우, 단말이 빔포밍 벡터를 결정하는 절차를 도시한다.
NR 상향링크 다중 안테나 전송 방법은 코드북에 기반한 전송 모드와 코드북에 기반하지 않는 전송 모드로 나눌 수 있다. 코드북에 기반한 전송 모드의 경우, 프리코딩 행렬이 표준에 의해서 정해져 있다. 기지국은 단말이 사용할 프리코딩 행렬을 선택하고 상향링크 스케줄링 그랜트를 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 단말은 프리코더 행렬을 이용하여 전송 레이어를 안테나 포트에 매핑함으로써 PUSCH를 기지국에게 전송할 수 있다. 기지국은 적절한 랭크 및 프리코더 행렬을 선택하기 위해 단말과 기지국 간의 채널을 추정해야 한다. 이에 따라, 코드북에 기반한 전송 모드로 설정된 단말은 적어도 한 개 이상의 다중 포트 SRS 전송이 설정되어 있다. 기지국은 SRS에 기초한 측정 결과를 이용하여 랭크 및 상향링크 프리코더 행렬을 결정할 수 있다.
코드북에 기반하지 않는 프리코딩의 경우, 단말이 자체적으로 선택한 프리코딩 행렬에 기초하여 PUSCH를 기지국에게 전송할 수 있다. 단말은 CSI-RS를 기지국으로부터 수신하고, 하향링크 채널을 측정할 수 있다. 단말은 이 측정 값에 기초하여 상향링크 다중 레이어 프리코더를 선택할 수 있다. 이러한 과정에서, 본 개시의 상향링크 프리코딩 행렬 선택 방법이 적용될 수 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 5a를 참조하면, S501a 단계에서, 기지국(60)은 단말(50)에게 CSI-RS를 전송할 수 있다. S503a 단계에서, 단말(50)은 수신한 CSI-RS에 기초하여 빔포빙 벡터를 결정할 수 있다. 이하 빔포밍 벡터 결정 절차에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5b를 참조하면, S501b 단계에서, 단말(50)은 수신한 CSI-RS에 기초하여 하향링크 채널을 추정할 수 있다. 단말(50)은 하향링크 채널 추정 값에 기초하여 상향링크 다중 레이어 프리코더 행렬을 선택할 수 있다. 예를 들어, 단말은 채널 상호성에 기초하여 하향링크 채널 추정 값을 이용하여 상향링크 다중 레이어 프리코더 행렬을 선택할 수 있다. 또한, 단말(50)은 송신 경로의 EVM 정보를 획득할 수 있다. EVM 정보는 AWGN(additional white Gaussian noise), 전력 증폭기 비선형성(power amplifier non-linearity), IQ(In-phase and Quadrature) 미스매치(mismatch), 위상 잡음(phased noise), LOL(local oscillator leakage), DAC(digital to analog conversion) 양자화 잡음(quantization noise) 및 열 잡음(thermal noise) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S503b 단계에서, 단말(50)은 하향링크 채널 추정 값 및 송신 경로의 EVM 정보에 기초하여 상향링크 다중 레이어 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 단말(50)은 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
다시 도 5a를 참조하면, S505a 단계에서, 단말(50)은 결정된 빔포밍 벡터에 기초하여 SRS를 기지국(60)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말(50)은 결정된 프리코딩 행렬의 각 열에 해당하는 빔으로 복수의 SRS를 전송할 수 있다. 기지국(60)은 SRS를 수신하고, 단말(50)이 PUSCH(physical uplink shared channel) 전송에 사용할 랭크(rank) 및 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(60)은 단말(50)로부터 수신한 복수의 SRS 빔 중에서 일부의 SRS 빔을 선택할 수 있다.
S507a 단계에서, 기지국(60)은 SRI(sounding reference signal resource indicator)를 단말(50)에게 전송할 수 있다. SRI는 PUSCH 전송에 사용할 랭크 및 빔포밍 벡터 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, SRI는 기지국이 선택한 SRS 빔 정보를 포함할 수 있다. 단말(50)은 기지국(60)으로부터 SRI를 수신할 수 있다.
S509a 단계에서, 단말(50)은 수신한 SRI에 기초하여 PUSCH 전송에 사용할 랭크 및 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 단말(50)은 결정된 랭크 및 빔포밍 벡터에 기초하여 PUSCH를 기지국(60)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말은 자신이 기지국에게 전송한 복수의 SRS 빔 중에서 기지국이 선택한 SRS 빔에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 그리고, 단말(502)은 결정한 빔포밍 벡터에 기초하여 기지국(504)에게 PUSCH를 전송할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 6a 및 도 6b 참조하면, 단위 행렬 프리코딩 스킴(Identity matrix precoding scheme)은 단위 행렬을 사용한 빔포밍(identity matrix beamforming) 및 각 경로마다 동일한 전력이 할당되는 경우(equal power allocation)를 가정한다. 기존의 프리코딩 스킴(conventional precoding scheme)은 SVD에 기반한 채널 행렬을 사용한 빔포밍(channel matrix based SVD beamforming) 및 water-filling 알고리즘을 적용하여 각 경로마다 전력을 할당하는 경우를 가정한다. 제안된 프리코딩 스킴(proposed precoding scheme)은 SVD에 기반한 송신단 특성을 고려한 유효 채널 행렬("TX EVM-aware" effective channel matrix based SVD beamforming) 및 water-filling 알고리즘을 적용하여 각 경로마다 전력을 할당하는 경우를 가정한다. 송신 안테나의 개수 및 수신 안테나의 개수는 각각 4개로 가정한다. 채널은 Rayleigh fading channel로 가정한다.
도 6a을 참조하면, 송신 경로 EVM은 [0.01 0.01 0.3 0.3]으로 가정한다. 각각의 SNR마다 제안된 프리코딩 스킴의 주파수 효율(spectral efficiency, SE)가 가장 높은 것을 알 수 있다.
도 6b를 참조하면, SNR은 15dB로 가정한다. 주요 송신 경로 EVM은 0.01로 가정한다. Sub 송신 경로 EVM이 커질수록, 제안된 프리코딩 스킴에 따른 주파수 효율과 기존의 프리코딩 스킴에 따른 주파수 효율의 차이가 커진다. 송신 경로 EVM 값이 높고, 송신 경로 간의 EVM 차이가 커질수록 기존 방법에 대비한 성능 향상 폭이 커질 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작 절차를 도시한다.
S701 단계에서, 무선 통신 장치는 송신 특성 정보 및 채널 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치는 변조된 송신 신호를 시그널링하기 전에 피드백함으로써 송신 특성 정보를 획득할 수 있다.
또 다른 예로, 무선 통신 장치는 변조 단계에서 송신 신호를 캘리브레이션(calibration)함으로써 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치는 무선 통신 장치가 턴-온(turn-on)되는 경우마다 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 또 다른 예로, 무선 통신 장치는 데이터를 송신하는 경우마다 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
송신 특성 정보는 AWGN(additional white Gaussian noise), 전력 증폭기 비선형성(power amplifier non-linearity), IQ(In-phase and Quadrature) 미스매치(mismatch), 위상 잡음(phased noise), LOL(local oscillator leakage), DAC(digital to analog conversion) 양자화 잡음(quantization noise) 및 열 잡음(thermal noise) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 송신 특성 정보는 EVM(error vector magnitude)에 기초하여 모델링 될 수 있다. EVM은 주파수 밴드 및 송신 전력 중 적어도 하나에 기초하여 변할 수 있다.
무선 통신 장치는 채널 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치가 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 수신하고, 수신한 상기 CSI-RS에 기초하여 하향링크 채널을 추정할 수 있다.
S703 단계에서, 무선 통신 장치는 송신 특성 정보 및 채널 정보에 기반하여 유효 채널 행렬을 계산할 수 있다.
S705 단계에서, 무선 통신 장치는 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 일 예로, 무선 통신 장치는 유효 채널 행렬에 특이 값 분해(singular value decomposition)를 적용하여 생성된 제1 행렬 및 전송 경로 당 할당 전력 비율에 기초하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 제1 행렬은 상술한 수학식 5에서 무선 통신 장치가 유효 채널 행렬을 SVD함으로써 획득하는 행렬들 중 하나인
Figure pat00043
에 해당할 수 있다. 전송 경로 당 할당 전력 비율은 상기 유효 채널 행렬에 특이 값 분해를 적용하여 생성된 제2 행렬에 water-filling 알고리즘을 적용하여 결정될 수 있다. 제2 행렬은 상술한 수학식 5에서 무선 통신 장치가 유효 채널 행렬을 SVD함으로써 획득하는 행렬들 중 하나인
Figure pat00044
에 해당할 수 있다.
무선 통신 장치는 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 무선 통신 장치는 상기 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 SRS(sounding reference signal)을 상기 기지국에게 전송할 수 있다. 기지국은 수신한 SRS에 기초하여 PUSCH 전송과 관련된 랭크 및 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 기지국은 결정한 PUSCH 전송과 관련된 랭크 및 빔포밍 벡터를 포함하는 SRI를 무선 통신 장치에게 전송할 수 있다. 무선 통신 장치는 기지국으로부터 SRI(sounding reference signal resource indicator)을 수신할 수 있다. 무선 통신 장치는 상기 수신한 SRI에 기초하여 기지국에게 PUSCH를 전송할 수 있다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기지국의 동작 절차를 도시한다.
S801 단계에서, 기지국은 송신 특성 정보 및 채널 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 변조된 송신 신호를 시그널링하기 전에 피드백함으로써 송신 특성 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예로, 기지국은 변조 단계에서 송신 신호를 캘리브레이션(calibration)함으로써 획득할 수 있다.
기지국은 채널 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 무선 통신 장치로부터 SRS를 수신하고 이에 기초하여 채널 추정을 할 수 있다. 또 다른 예로, 기지국은 무선 통신 장치에게 CSI-RS를 전송하고, 무선 통신 장치로부터 CSI-RS의 보고 메시지를 수신함으로써 채널 정보를 획득할 수 있다.
S803 단계에서, 기지국은 송신 특성 정보 및 채널 정보에 기반하여 유효 채널 행렬을 계산할 수 있다.
S805 단계에서, 기지국은 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 일 예로, 기지국은 유효 채널 행렬에 특이 값 분해(singular value decomposition)를 적용하여 생성된 제1 행렬 및 전송 경로 당 할당 전력 비율에 기초하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 제1 행렬은 상술한 수학식 5에서 장치가 유효 채널 행렬을 SVD함으로써 획득하는 행렬들 중 하나인
Figure pat00045
에 해당할 수 있다. 전송 경로 당 할당 전력 비율은 상기 유효 채널 행렬에 특이 값 분해를 적용하여 생성된 제2 행렬에 water-filling 알고리즘을 적용하여 결정될 수 있다. 제2 행렬은 상술한 수학식 5에서 장치가 유효 채널 행렬을 SVD함으로써 획득하는 행렬들 중 하나인
Figure pat00046
에 해당할 수 있다.
기지국은 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 기지국 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 무선 통신 장치에게 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 PDCCH(physical downlink control channel) 및 PDSCH(physical downlink shared channel)을 전송할 수 있다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록도를 도시한다.
도 9를 참조하면, 무선 통신 장치(70)는 하나 이상의 프로세서(710) 및 하나 이상의 RFIC(720)를 포함할 수 있다. 프로세서(710)는 RFIC(720)를 제어할 수 있으며, 본 개시의 무선 통신 장치(70)의 동작 방법 및 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 장치(70)는 복수의 안테나들을 구비할 수 있으며, RFIC(720)는 하나 이상의 안테나들을 통해 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 복수의 안테나들 중 적어도 일부는 송신 안테나에 상응할 수 있다. 송신 안테나는, 무선 통신 장치(70)가 아닌 외부 장치(예를 들어, 다른 단말(user equipment, UE), 또는 기지국(base station, BS))에게 무선 신호를 송신할 수 있다. 복수의 안테나들 중 나머지 적어도 일부는 수신 안테나에 상응할 있다. 수신 안테나는 상기 외부 장치로부터 무선 신호를 수신할 수 있다.
일 예로, RFIC(720)는 복수의 안테나들을 통해 상기 무선 통신 장치(70)와 기지국 간의 채널 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, RFIC(720)가 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 수신할 수 있다. 그리고, 프로세서(710)가 수신한 CSI-RS 및 채널 상호성에 기초하여 하향링크 채널을 추정할 수 있다. 프로세서(710)는 무선 통신 장치(70)의 송신 특성 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(710)는 변조된 송신 신호를 시그널링하기 전에 피드백함으로써 획득할 수 있다. 상기 프로세서(710)가 변조 단계에서 송신 신호를 캘리브레이션(calibration)함으로써 획득할 수 있다.
프로세서(710)는 획득된 송신 특성 정보 및 채널 정보에 기반하여 상기 무선 통신 장치(70)와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산할 수 있다. 프로세서(710)는 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 프로세서(710)는 유효 채널 행렬에 특이 값 분해(singular value decomposition)를 적용하여 생성된 제1 행렬 및 전송 경로 당 할당 전력에 기초하여 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 제1 행렬은 상술한 수학식 5의
Figure pat00047
에 해당할 수 있다. 프로세서(710)는 유효 채널 행렬에 특이 값 분해를 적용하여 생성된 제2 행렬에 water-filling 알고리즘을 적용하여 전송 경로 당 할당 전력을 결정할 수 있다. 제2 행렬은 상술한 수학식 5의
Figure pat00048
에 해당할 수 있다.
또한, 프로세서(710)는 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. RFIC(720)는 하나 이상의 송신 안테나들을 통해 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 SRS(sounding reference signal)을 상기 기지국에게 전송할 수 있다. RFIC(720)는 하나 이상의 수신 안테나들을 통해 기지국으로부터 SRI(sounding reference signal resource indicator)을 수신할 수 있다. SRI는 PUSCH 전송과 관련된 랭크(rank) 및 빔포밍 벡터 정보를 포함할 수 있다. PUSCH 전송과 관련된 랭크 및 빔포밍 벡터 정보는 상기 SRS에 기초하여 결정될 수 있다. RFIC(720)는 하나 이상의 송신 안테나들을 통해 수신한 SRI에 기초하여 PUSCH를 전송할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 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 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하는 단계;
    상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여, 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하는 단계;
    상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬을 결정하는 단계는,
    상기 유효 채널 행렬에 특이 값 분해(singular value decomposition)를 적용하여 생성된 제1 행렬 및 전송 경로 당 할당 전력에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 전송 경로 당 할당 전력은 상기 유효 채널 행렬에 특이 값 분해를 적용하여 생성된 제2 행렬에 water-filling 알고리즘을 적용하여 결정되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보는 AWGN(additional white Gaussian noise), 전력 증폭기 비선형성(power amplifier non-linearity), IQ(In-phase and Quadrature) 미스매치(mismatch), 위상 잡음(phased noise), LOL(local oscillator leakage), DAC(digital to analog conversion) 양자화 잡음(quantization noise) 및 열 잡음(thermal noise) 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보는 EVM(error vector magnitude)에 기초하여 모델링되는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 EVM은 주파수 밴드 및 송신 전력 중 적어도 하나에 기초하여 변하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득하는 단계는,
    상기 무선 통신 장치가 상기 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 수신하고, 수신한 상기 CSI-RS에 기초하여 하향링크 채널을 추정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 SRS(sounding reference signal)을 상기 기지국에게 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 SRI(sounding reference signal resource indicator)을 수신하는 단계로써, 상기 SRI는 PUSCH(physical uplink shared channel) 전송과 관련된 랭크(rank) 및 빔포밍 벡터 정보를 포함하고, 상기 랭크 및 상기 빔포빙 벡터 정보는 상기 SRS에 기초하여 결정되고; 및
    상기 수신한 SRI에 기초하여 PUSCH를 전송하는 단계;를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보를 획득하는 단계는,
    변조된 송신 신호를 시그널링하기 전에 피드백함으로써 획득하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보를 획득하는 단계는,
    변조 단계에서 송신 신호를 캘리브레이션(calibration)함으로써 획득하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 무선 통신 장치에 있어서,
    RFIC(radio frequency integrated circuit); 및
    프로세서;를 포함하고,
    상기 RFIC는 상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득하고,
    상기 프로세서는 상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하고, 상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하고,
    상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하고,
    상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는, 무선 통신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    프리코딩 행렬 결정은,
    상기 유효 채널 행렬에 특이 값 분해(singular value decomposition)를 적용하여 생성된 제1 행렬 및 전송 경로 당 할당 전력에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 전송 경로 당 할당 전력은 상기 유효 채널 행렬에 특이 값 분해를 적용하여 생성된 제2 행렬에 water-filling 알고리즘을 적용하여 결정되는, 무선 통신 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보는 AWGN(additional white Gaussian noise), 전력 증폭기 비선형성(power amplifier non-linearity), IQ(In-phase and Quadrature) 미스매치(mismatch), 위상 잡음(phased noise), LOL(local oscillator leakage), DAC(digital to analog conversion) 양자화 잡음(quantization noise) 및 열 잡음(thermal noise) 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보는 EVM(error vector magnitude)에 기초하여 모델링되는, 무선 통신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 EVM은 주파수 밴드 및 송신 전력 중 적어도 하나에 기초하여 달라지는, 무선 통신 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치와 기지국 간의 채널 정보를 획득은,
    상기 RFIC가 상기 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 수신하고,
    상기 프로세서가 수신한 상기 CSI-RS 및 채널 상호성에 기초하여 하향링크 채널을 추정하는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 RFIC는 상기 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 SRS(sounding reference signal)을 상기 기지국에게 전송하고,
    상기 기지국으로부터 SRI(sounding reference signal resource indicator)을 수신하며, 상기 SRI는 PUSCH(physical uplink shared channel) 전송과 관련된 랭크(rank) 및 빔포밍 벡터 정보를 포함하고, 상기 랭크 및 상기 빔포빙 벡터 정보는 상기 SRS에 기초하여 결정되며,
    상기 수신한 SRI에 기초하여 PUSCH를 전송하는, 무선 통신 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보 획득은,
    상기 프로세서가 변조된 송신 신호를 시그널링하기 전에 피드백함으로써 획득하는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 송신 특성 정보를 획득은,
    상기 프로세서가 변조 단계에서 송신 신호를 캘리브레이션(calibration)함으로써 획득하는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 장치.
  19. 무선 통신 시스템에 있어서,
    무선 통신 장치; 및
    기지국;을 포함하고,
    상기 기지국은 상기 무선 통신 장치에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)을 전송하고,
    상기 무선 통신 장치는,
    상기 무선 통신 장치의 송신 특성 정보를 획득하고, 상기 기지국으로부터 상기 CSI-RS를 수신하고, 상기 CSI-RS 및 채널 상호성에 기초하여 상향링크 채널을 추정하고, 상기 획득된 송신 특성 정보 및 상기 채널 정보에 기반하여 상기 무선 통신 장치와 상기 기지국 간 유효 채널 행렬을 계산하고, 상기 유효 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 용량을 최대화하는 프리코딩 행렬을 결정하고, 상기 결정된 프리코딩 행렬에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는, 무선 통신 시스템
  20. 제19항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는 상기 결정된 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 SRS(sounding reference signal)을 상기 기지국에게 전송하고,
    상기 기지국은 상기 무선 통신 장치로부터 상기 SRS를 수신하고, 상기 수신한 SRS에 기초하여 PUSCH(physical uplink shared channel) 전송과 관련된 랭크 및 빔포밍 벡터 정보를 결정하고, 상기 무선 통신 장치에게 SRI(sounding reference signal resource indicator)를 전송하고, 상기 SRI는 상기 PUSCH 전송과 관련된 상기 랭크 및 상기 빔포밍 벡터 정보를 포함하며,
    상기 무선 통신 장치는 상기 기지국으로부터 상기 SRI을 수신하고, 상기 수신한 SRI에 기초하여 상기 기지국에게 상기 PUSCH를 전송하는, 무선 통신 시스템.
KR1020220049544A 2021-11-12 2022-04-21 다중 안테나 송신을 위한 장치 및 이의 동작 방법 KR20230069788A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/978,559 US12028132B2 (en) 2021-11-12 2022-11-01 MIMO transmission apparatus and operating method thereof
CN202211407971.9A CN116132223A (zh) 2021-11-12 2022-11-10 多输入多输出传输装置及其操作方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210156058 2021-11-12
KR1020210156058 2021-11-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230069788A true KR20230069788A (ko) 2023-05-19

Family

ID=86546737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220049544A KR20230069788A (ko) 2021-11-12 2022-04-21 다중 안테나 송신을 위한 장치 및 이의 동작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230069788A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11323293B2 (en) Wireless communication method and wireless communication device
US10742303B1 (en) Configuration of spatially QCL reference signal resources for transmissions in communication equipment having multiple antenna panels
JP6594443B2 (ja) 基地局及びプリコーディングマトリックス決定方法
US9516602B2 (en) Apparatus and method for adaptive transmission power normalization in wireless communication system
US20200389237A1 (en) Interference measurements and channel state information feedback for multi-user multiple-in multiple-out
AU2016384951B2 (en) Wireless communication method and wireless communication device
CN106464325B (zh) 一种数据传输的方法和装置
US20150030006A1 (en) Radio base station and channel estimation method
CN115428507A (zh) 信道状态信息报告
US20230209478A1 (en) Emission restricted transmission of reference signals
US20210067226A1 (en) Uplink beam management
US20220407616A1 (en) Method for predicting channel state information and apparatus
TWI817710B (zh) 用於無線通訊的方法及使用者設備
CN108881091B (zh) 一种相位差估计方法、相位跟踪参考信号指示方法及装置
US20240072857A1 (en) Uplink frequency selective precoder
KR20230069788A (ko) 다중 안테나 송신을 위한 장치 및 이의 동작 방법
EP4002713A1 (en) Csi reporting based on linear combination codebook
US12028132B2 (en) MIMO transmission apparatus and operating method thereof
US20230155645A1 (en) Mimo transmission apparatus and operating method thereof
US20230291457A1 (en) Wireless communication device transmitting and receiving data using channel state information feedback and operating method thereof
EP4358428A2 (en) Wireless communication device and method employing channel state information compression
US20240154666A1 (en) Power constraint aware channel state information feedback for coherent joint transmission
KR20230133166A (ko) Csi 피드백을 활용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법
CN109565309B (zh) 用于获得上行链路校准值的方法、校准方法以及对应终端和基站
Alikhani et al. Wireless Virtual-Reality by considering Hybrid Beamforming in IEEE802. 11ay standard