WO2010071369A2 - 무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치 및 방법 Download PDF

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정재훈
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    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H04B7/0478—Special codebook structures directed to feedback optimisation

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to an apparatus and method for transmitting information in a wireless communication system.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • the purpose of a wireless communication system is to enable a large number of users to communicate reliably regardless of location and mobility.
  • the wireless channel has a Doppler effect due to path loss, noise, fading due to multipath, intersymbol interference, or mobility of UE.
  • There are non-ideal characteristics such as (Doppler effect). Therefore, various techniques have been developed to overcome the non-ideal characteristics of the wireless channel and to improve the reliability of the wireless communication.
  • MIMO multiple input multiple output
  • MIMO technology uses multiple transmit antennas and multiple receive antennas to improve data transmission and reception efficiency.
  • MIMO techniques include spatial multiplexing, transmit diversity, beamforming, and the like.
  • the MIMO channel matrix is formed by multiple receive antennas and multiple transmit antennas.
  • a rank can be obtained from the MIMO channel matrix.
  • the rank is the number of spatial layers.
  • the rank may be defined as the number of spatial streams that the transmitter can transmit simultaneously.
  • Rank is also known as spatial multiplexing rate.
  • the rank R is R ⁇ min ⁇ Nt, Nr ⁇ .
  • the ITU International Telecommunication Union
  • IMT-A International Mobile Telecommunication-Advanced
  • the goal of the IMT-A system is to provide high-speed transmission rates of downlink 1 Gbps (gigabits per second) and uplink 500 Mbps (megabits per second), and to provide multimedia seamless services based on IP (internet protocol). It is to support.
  • the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) considers a Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) system as a candidate technology for the IMT-A system.
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • the LTE-A system is progressing toward improving the completeness of the LTE system, and is expected to maintain backward compatibility with the LTE system. This is because the compatibility between the LTE-A system and the LTE system is convenient from the user's point of view, and the operator can also reuse the existing equipment.
  • Downlink transmission in LTE system is supported up to four transmit antennas.
  • Downlink transmission in the LTE-A system is considered to support up to eight transmit antennas.
  • a new system may be considered in which the number of transmit antennas is increased compared to the existing system.
  • transmission antennas increase, information transmission rate, reliability, and the like may increase.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting information in a wireless communication system.
  • an apparatus for transmitting information in a wireless communication system includes a processor coupled to the M antennas and the M antennas and configured to generate information transmitted through the M antennas based on a precoding matrix, wherein the precoding matrix is based on a plurality of matrices.
  • a first matrix, which is one of the plurality of matrices, is selected in the codebook for N (N < M) antennas.
  • a method of transmitting information in a wireless communication system includes generating information based on a precoding matrix and transmitting the information through M antennas, wherein the precoding matrix is generated based on a plurality of matrices, the one of the plurality of matrices.
  • the first matrix which is a matrix of, is selected in the codebook for N (N < M) antennas.
  • An apparatus and method for efficiently transmitting information in a wireless communication system can be provided. Thus, overall system performance can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.
  • 3 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one downlink slot.
  • FIG. 4 shows an example of a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitter including a plurality of transmit antennas.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a receiver structure.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of an apparatus for wireless communication.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a method of transmitting channel state information.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitter having a single codeword.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitter having multiple codewords.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a transmitter structure.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an information transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating an apparatus for wireless communication in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is a part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is the evolution of LTE.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.
  • the wireless communication system 10 includes at least one base station 11 (BS).
  • Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • a user equipment (UE) 12 may be fixed or mobile, and may include a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant (PDA), It may be called other terms such as a wireless modem and a handheld device.
  • the base station 11 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 12, and may be called in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like. have.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like. have.
  • downlink means communication from the base station to the terminal
  • uplink means communication from the terminal to the base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal, and a receiver may be part of a base station.
  • the wireless communication system can support multiple antennas.
  • the transmitter may use a plurality of transmit antennas, and the receiver may use a plurality of receive antennas.
  • a transmit antenna refers to a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream
  • a receive antenna refers to a physical or logical antenna used to receive one signal or stream. If the transmitter and receiver use multiple antennas, the wireless communication system may be called a multiple input multiple output (MIMO) system.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the process of wireless communication is preferably implemented in a plurality of vertical independent layers rather than in a single layer.
  • a plurality of vertical hierarchies is called a protocol stack.
  • the protocol stack may refer to an open system interconnection (OSI) model, which is a model for protocol structures well known in communication systems.
  • OSI open system interconnection
  • a radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots. Slots in a radio frame are numbered with slots # 0 through # 19. The time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI). TTI may be referred to as a scheduling unit for information transmission. For example, one radio frame may have a length of 10 ms, one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • 3 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one downlink slot.
  • a downlink slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in a time domain and includes an N (DL) resource block in a frequency domain. do.
  • the OFDM symbol is used to represent one symbol period, and may be called another name such as an OFDMA symbol or an SC-FDMA symbol according to a multiple access scheme.
  • the number N (DL) of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth set in the cell.
  • One resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • an example of one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements including 7 OFDM symbols in the time domain and 12 subcarriers in the frequency domain, but the number of OFDM symbols and the number of subcarriers in the resource block is equal to this. It is not limited.
  • the number of OFDM symbols may vary depending on the length of a cyclic prefix (CP) and subcarrier spacing. For example, the number of OFDM symbols is 7 for a normal CP and the number of OFDM symbols is 6 for an extended CP.
  • CP cyclic prefix
  • the resource grid for one downlink slot of FIG. 3 may also be applied to the resource grid for an uplink slot.
  • FIG. 4 shows an example of a structure of a downlink subframe.
  • the downlink subframe includes two consecutive slots.
  • the preceding 3 OFDM symbols of the first slot (1st slot) in the downlink subframe is a control region, and the remaining OFDM symbols are a data region.
  • the control region includes 3 OFDM symbols.
  • a physical downlink shared channel may be allocated to the data region. Downlink information is transmitted on the PDSCH.
  • control channels such as a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical automatic repeat request (HICH) indicator channel (PHICH), and a physical downlink control channel (PDCCH) may be allocated.
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • HICH physical automatic repeat request indicator channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the PCFICH carries information on the number of OFDM symbols used for transmission of PDCCHs in a subframe to the UE.
  • the number of OFDM symbols used for PDCCH transmission may be changed every subframe.
  • the PHICH carries HARQ acknowledgment (NACK) / negative acknowledgment (NACK) for uplink data.
  • the PDCCH carries downlink control information.
  • the downlink control information includes downlink scheduling information, uplink scheduling information, or an uplink power control command.
  • the downlink scheduling information is also called a downlink grant, and the uplink scheduling information is also called an uplink grant.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitter including a plurality of transmit antennas.
  • the transmitter may be part of the terminal or the base station.
  • the transmitter 10 includes a channel encoder 11, a mapper 12, a serial / parallel converter 13, a multi-antenna encoder 14. ) And a plurality of transmit antennas 19-1, 19-2, ..., 19-Nt.
  • the channel encoder 11 is connected to the mapper 12, the mapper 12 is connected to the serial / parallel converter 13, the serial / parallel converter 13 is connected to the multi-antenna encoder 14, and the multi-antenna
  • the encoder 14 is connected to a plurality of transmit antennas 19-1, 19-2, ..., 19-Nt.
  • the channel encoder 11 is configured to receive an information bit and perform channel coding on the information bit to generate an encoded bit.
  • the information bits correspond to the information that the transmitter 10 intends to transmit.
  • the size of the information bits may vary depending on the information.
  • the information may be user data, control information, and the like without particular limitation.
  • the transmitter 10 may be implemented in a physical layer. In this case, the information may be derived from an upper layer such as a medium access control (MAC) layer.
  • MAC medium access control
  • Channel coding is performed by adding redundant bits to information bits, and is performed to reduce an effect on noise applied to a channel during transmission.
  • the channel coding scheme There is no limitation on the channel coding scheme.
  • turbo coding, convolution coding, block coding, and the like may be used as the channel coding scheme.
  • the size of the encoded bits generated by the channel encoder 11 may vary.
  • the mapper 12 is formed to map a coded bit input from the channel encoder 11 to a symbol representing a position on a signal constellation to generate a modulation symbol.
  • a modulation scheme There is no restriction on the modulation scheme. For example, m-phase shift keying (m-PSK) or m-quadrature amplitude modulation (m-QAM) may be used for the modulation scheme.
  • m-PSK m-phase shift keying
  • m-QAM m-quadrature amplitude modulation
  • the number of modulation symbols generated by the mapper 12 may vary depending on the size of the encoded bits input to the mapper 12 and the modulation scheme.
  • the serial / parallel converter 13 is configured to convert serially inputted modulation symbols into parallel modulation symbols.
  • the multi-antenna encoder 14 is configured to convert the modulation symbols into space-time signals.
  • the plurality of transmit antennas 19-1, 19-2,..., 19 -Nt are configured to transmit space-time signals through the channel.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a receiver structure.
  • the receiver may be part of the terminal or the base station.
  • the receiver 20 includes a plurality of receive antennas 29-1, 29-2,..., 29 -Nr, a multi-antenna decoder 24, and a parallel / serial converter.
  • parallel / serial converter 23 a demapper 22, and a channel decoder 21.
  • a plurality of receive antennas (29-1, 29-2, ..., 29-Nr) is connected to the multi-antenna decoder 24, the multi-antenna decoder 24 is connected to the parallel / serial converter 23, The parallel / serial converter 23 is connected to the demapper 22, and the demapper 22 is connected to the channel decoder 21.
  • the plurality of receive antennas 29-1, 29-2, ..., 29-Nr are configured to receive the space-time signal from the channel.
  • the multiple antenna decoder 24 is configured to output the received symbol from the space-time signal.
  • the parallel / serial converter 23 is configured to convert received symbols input in parallel into serial received symbols.
  • Demapper 22 is configured to generate the encoded bits estimated from the received symbols.
  • the demapper 22 is configured to estimate a modulation symbol transmitted by the transmitter 10 (refer to FIG. 5) from the received symbol, and to demodulate the estimated modulation symbol to generate an estimated coded bit. Can be.
  • Demapper 22 may include a detector to estimate the modulation symbols from the received symbols.
  • the channel decoder 21 is configured to perform channel decoding on the estimated coded bits to generate the estimated information bits.
  • the receiver 20 estimates the information transmitted by the transmitter 10 (see FIG. 5) from the estimated information bits.
  • a transmitter including a plurality of transmission antennas may perform spatial processing on information according to a transmission scheme and transmit the same. Although there are various transmission schemes, it is assumed below that the transmitter transmits information through precoding.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of an apparatus for wireless communication.
  • the transmitter 100 includes a precoder 110 and a plurality of transmit antennas 190-1,..., 190 -Nt.
  • a MIMO channel is formed between the transmitter 100 and the receiver 200.
  • the receiver 200 includes a detector 210 and a plurality of receive antennas 290-1,..., 290 -Nr.
  • the precoder 110 receives R information symbols s 1 ,..., R , and precodes the R information symbols s 1 , ..., s R to Nt transmission symbols z 1 ,. .., z is formed to output Nt .
  • the information symbol is a complex symbol corresponding to the information.
  • the information symbol is a modulation symbol.
  • the transmitter 100 transmits Nt transmission symbols z 1 , ..., z Nt through Nt transmission antennas 190-1,..., 190 -Nt.
  • the transmitter 100 may transmit R information symbols simultaneously. That is, R is rank.
  • Precoding can be expressed as the following equation.
  • the precoding matrix is a concept including a precoding vector.
  • the receiver 200 receives Nr received symbols y 1 ,..., Y Nr through Nr receive antennas 290-1,..., 290 -Nr.
  • the detector 210 estimates R information symbols s 1 , ..., s R from Nr received symbols y 1 , ..., y Nr to detect R estimated symbols x 1 , ..., x R. It is formed to.
  • the detector 210 may detect the estimated symbol through a detection technique such as zero forcing (ZF), minimum mean squared error (MMSE), or maximum likelyhood (ML).
  • Nr received symbols y 1 , ..., y Nr may be referred to as a received signal vector y as shown in the following equation.
  • H is a Nr ⁇ Nt sized MIMO channel matrix
  • Q Nt ⁇ R is a Nt ⁇ R sized precoding matrix
  • n [n 1 ... n R ] T is the noise vector.
  • a matrix is a concept including a column vector and a row vector.
  • the precoding matrix can be determined from a matrix in which the MIMO channel matrix has been resolved by the SVD (sigular value decomposition).
  • the MIMO channel matrix may be decomposed by SVD as shown in the following equation.
  • Equation 2 When the unitary matrix V is used as the precoding matrix, the performance of the system can be improved.
  • Equation 2 may be modified as follows.
  • D is a diagonal matrix
  • the information symbol vector s can be easily estimated in the receiver 200. This is because the computational complexity is low.
  • the precoding matrix does not necessarily need to be the unitary matrix.
  • system performance may be improved.
  • the transmitter 100 In order for the transmitter 100 to use a precoding matrix suitable for a channel situation, the transmitter 100 needs to know channel state information between the transmitter 100 and the receiver 200.
  • the transmitter 100 cannot know the channel state information. Accordingly, the receiver 200 estimates a channel and feeds back channel state information to the transmitter 100 on a feedback channel.
  • the transmitter 100 may transmit information to the receiver 200 based on the feedback channel state information.
  • This information transmission method is called a closed-loop method.
  • the closed loop scheme may improve system performance by transmitting information adaptively in a channel. However, radio resources are needed to feed back channel state information.
  • the transmitter 100 may transmit information to the receiver 200 without using the feedback channel state information.
  • This information transmission method is called an open-loop method.
  • the receiver 200 may not feed back channel state information.
  • the receiver 200 feeds back channel state information but may not use the channel state information fed back from the transmitter 100.
  • the transmitter 100 may transmit information in a codebook based precoding scheme.
  • Codebooks are sets of elements of a plurality of matrices.
  • the codebook is preset between the transmitter and the receiver.
  • Each of the plurality of matrices in the codebook may be mapped one-to-one to a codebook index.
  • the receiver 200 may feed back channel state information.
  • the channel state information fed back may include a precoding matrix indicator (PMI).
  • PMI indicates a matrix in the codebook.
  • the transmitter 100 selects a precoding matrix in the codebook based on the fed back channel state information.
  • the transmitter 100 may select a precoding matrix within a subset of the codebook.
  • the codebook based precoding scheme may not always apply an optimal precoding matrix. However, there is an advantage in reducing the feedback overhead.
  • the following table shows an example of a codebook that can be used when the number Nt of transmit antennas is two. However, this is merely an example of a codebook and does not limit the codebook.
  • the codebook when the number of transmit antennas Nt is 2 includes a total of seven matrices.
  • the codebook includes four matrices for rank 1 and three matrices for rank 2.
  • a matrix corresponding to codebook index 0 for rank 2 is used as a precoding matrix.
  • the closed loop scheme is applied in LTE, if the rank is 2, the matrix corresponding to the codebook index 0 is not used as the precoding matrix.
  • an identity matrix is used only in an open loop scheme.
  • the following table shows an example of a codebook that can be used when the number Nt of transmit antennas is four. However, this is merely an example of a codebook and does not limit the codebook.
  • I is a 4x4 unit matrix and the vector u n is given by the table.
  • the codebook when the number of transmit antennas Nt is 4 includes a total of 64 matrices.
  • the precoding matrix for the open loop scheme is pre-defined between the transmitter and the receiver.
  • the precoding matrix for the open-loop method may use a matrix in the codebook.
  • this is merely an example of open loop precoding, and does not limit the open loop precoding matrix.
  • the codebook may be configured to have the following characteristics. However, this is merely an example of codebook characteristics and does not limit the codebook.
  • the lower rank matrix is designed to consist of a subset of a particular column of the higher rank matrix.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a method of transmitting channel state information.
  • the base station transmits a reference signal (RS) to the terminal (S11).
  • the reference signal is a signal that both the base station and the terminal know for channel measurement.
  • the reference signal may also be called a pilot.
  • the reference signal for channel measurement may be a common RS transmitted to all terminals in a cell.
  • the common reference signal may vary from cell to cell to prevent cell-to-cell collisions.
  • the common reference signal is a cell-specific RS.
  • An example of a reference signal for channel measurement is CSI-RS (channel state information-RS).
  • the terminal measures a channel based on the reference signal (S12).
  • the terminal feeds back channel state information to the base station (S13).
  • Channel state information means general information about a channel, and there is no particular limitation.
  • the channel state information may include a channel quality indicator (CQI), a PMI, and a rank indicator (RI).
  • CQI indicates a modulation coding scheme (MCS) suitable for the channel.
  • PMI indicates a codebook index suitable for the channel.
  • RI indicates the rank of the channel.
  • the channel state information may be fed back for the entire band or for a subband which is a part of the entire band.
  • a subband is a certain number of resource blocks.
  • the subband may be selected by the terminal or set by higher layer signaling such as radio resource control (RRC) signaling.
  • RRC radio resource control
  • Channel state information may be transmitted periodically.
  • the UE may periodically transmit channel state information on the PUCCH.
  • the channel state information may be transmitted aperiodically when requested by the base station.
  • the terminal may transmit the channel state information aperiodically on the PUSCH.
  • the base station In the frequency division duplex (FDD) scheme, the base station cannot know the downlink channel characteristics. Accordingly, the terminal feeds back channel state information on the downlink channel characteristic. The base station may use the feedback channel state information for downlink transmission.
  • TDD time division duplex
  • the UE may feed back channel state information on the downlink channel characteristic.
  • the MIMO-OFDM system may have one or a plurality of codewords spatially according to the rank.
  • a codeword is an encoded bit in which channel coding is performed on an information bit.
  • SCW single codeword
  • MCW multiple codeword
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitter having a single codeword.
  • the transmitter may be part of the terminal or the base station.
  • the transmitter 300 includes a channel encoder 310, a codebit parser and a space-frequency interleaver 320, a plurality of mappers 330-1,..., 330 -R), precoder 340, a plurality of inverse fast Fourier transform units (350-1, ..., 350-Nt), a plurality of analog processors (analog processor, 360-1, ..., 360-Nt) and a plurality of transmit antennas 390-1, ..., 390-Nt.
  • the channel encoder 310 is connected to the codebit parser and the space-frequency interleaver 320, and the codebit parser and the space-frequency interleaver 320 are connected to the plurality of mappers 330-1, ..., 330-R. And a plurality of mappers 330-1,..., 330 -R are connected to the precoder 340, and the precoder 340 is a plurality of IFFT units 350-1,. Nt).
  • the codebit parser and space-frequency interleaver 320 parses the encoded bits input from the channel encoder 310 and interleaves across the transmit antenna and frequency resources for each of the decoded encoded bits. To generate an interleaved bit. Each rearranged bit is input to each of the plurality of mappers 330-1,..., 330 -R. Each of the plurality of mappers 330-1,..., 330 -R outputs a spatial stream. Each spatial stream consists of one or a plurality of complex symbols. For example, the complex symbol is a modulation symbol. Where R is rank.
  • the precoder 340 is configured to perform precoding on the R spatial streams to generate Nt transport streams.
  • Each transport stream may consist of the same number of complex symbols as each spatial stream.
  • the transport stream may be mapped to resource elements in resource blocks allocated for information transmission in order.
  • One complex symbol may be mapped to one resource element.
  • the resource block may be a physical resource block or a virtual resource block.
  • the physical resource block includes subcarriers that are physically localized in the frequency domain.
  • the virtual resource block includes subcarriers that are physically distributed in the frequency domain. There is no particular limitation on the distribution method of subcarriers included in the virtual resource block.
  • Each of the plurality of IFFT units 350-1,..., 350 -Nt is formed to generate a time-continuous OFDM signal for each OFDM symbol in a resource block.
  • a time-continuous OFDM signal is also called an OFDM baseband signal.
  • Each of the plurality of IFFT units 350-1,..., 350 -Nt may generate an OFDM signal by performing IFFT, CP insertion, or the like for each OFDM symbol.
  • Each of the plurality of analog processors 360-1,..., 360 -Nt processes an OFDM baseband signal for each of the plurality of transmit antennas 390-1,..., 390 -Nt. signal).
  • the OFDM baseband signal may be upconverted to a carrier frequency and converted into a wireless signal.
  • the carrier frequency is also called the center frequency.
  • the transmitter 300 may support both a single carrier system and a multiple carrier system.
  • the wireless signal may be generated by further performing amplification, filtering, and the like.
  • Wireless signals are transmitted through each of the plurality of transmit antennas 390-1,..., 390 -Nt.
  • one codeword may be used for the entire spatial layer.
  • the transmitter may be part of the terminal or the base station.
  • the transmitter 400 includes a plurality of channel encoders 410-1,..., 410 -R, a plurality of interleavers 420-1,. 430-1, ..., 430-R), precoder 440, a plurality of IFFT units 450-1, ..., 450-Nt, a plurality of analog processors 460-1, ..., 460-Nt) and a plurality of transmit antennas 490-1, ..., 490-Nt.
  • Each of the plurality of channel encoders 410-1,..., 410-R is connected to each of the plurality of interleavers 420-1,.
  • Each of .420-R is connected to each of a plurality of mappers 430-1, ..., 430-R, and a plurality of mappers 430-1, ..., 430-R are precoders 440.
  • the channel encoder #m 410 -r is connected to the interleaver #m 420 -r
  • the precoder 440 is connected to the plurality of IFFT units 450-1,..., 450 -Nt.
  • each codeword for each spatial layer may be used.
  • the description of the transmitter 300 described in FIG. 7 may also be applied to the transmitter 400 having a multiple codeword structure.
  • the transmitter may be part of the terminal or the base station.
  • the transmitter 500 includes a plurality of channel encoders 510-1, ..., 510-Q, a plurality of scramblers 520-1, ..., 520-Q, and a plurality of channels.
  • Q is the number of codewords. In LTE, up to 2 codewords are supported. Thus, Q is 1 or 2 in LTE.
  • the precoder 550 is connected to the plurality of resource element mappers 560-1,..., 560 -Nt.
  • Each of the plurality of resource element mappers 560-1,..., 560 -Nt is connected to each of the plurality of IFFT units 570-1,..., 570 -Nt and each of the plurality of IFFT units 570-1.
  • ..., 570-Nt are each connected to each of a plurality of analog processors 580-1, ..., 580-Nt, and each of the plurality of analog processors 580-1, ..., 580-Nt Each is connected to each of a plurality of transmit antennas 590-1,..., 590 -Nt.
  • Nt is 2 or 4.
  • Each of the plurality of scramblers 520-1,..., 520-Q is configured to scramble the coded bits and the scrambling sequence for each codeword to generate scrambled bits.
  • Each of the plurality of mappers 530-1,..., 530-Q is configured to generate modulation symbols for each codeword.
  • the layer mapper 540 is configured to map modulation symbols for each codeword to R spatial layers. The manner in which the modulation symbols are mapped to the spatial layer can vary. This generates R spatial streams. Where R is rank.
  • the rank R may be equal to or greater than the number Q of codewords.
  • the number Nt of transmit antennas is less than or equal to rank R.
  • M is the number of complex symbols per spatial stream.
  • Index k is an index indicating the order of complex symbols constituting the spatial stream (or transport stream).
  • the index k may mean an index indicating a resource element in the resource block.
  • index k may mean an index indicating a subcarrier in an OFDM symbol.
  • the index k may be referred to as an index indicating a time-frequency resource to which a transmission symbol is mapped.
  • the time-frequency resource may be a subcarrier, a resource element or a resource group.
  • As the precoding matrix another matrix may be used according to the index k.
  • Downlink transmission in LTE system is supported up to four transmit antennas. Accordingly, in the LTE system, codebooks for two transmit antennas and codebooks for four transmit antennas are already provided (see Tables 1 and 2). In the LTE-A system, downlink transmission is considered to support up to eight transmit antennas.
  • N rank the maximum rank for Nt transmit antennas
  • M rank the maximum rank for Mt transmit antennas
  • the codebook may consist of a different number of matrices for each rank r. Or, it may consist of the same number of matrices regardless of rank r.
  • the precoding matrix P Mt ⁇ R (k) of Mt ⁇ R size is generated based on at least one element matrix.
  • the element matrix refers to a matrix selected from codebooks for Nt transmit antennas and used to generate a Mt ⁇ R sized precoding matrix.
  • the element matrix Q Nt ⁇ r (k) having a size of Nt ⁇ r is selected in the codebook as in the following equation.
  • C is the number of matrices in the codebook for Nt transmit antennas for rank r.
  • Codebooks for the Nt transmit antennas may be provided in various ways. There are no particular restrictions on the codebook.
  • the codebook may be provided in the form of Table 1 and / or Table 2.
  • the precoding matrix may be divided into a plurality of submatrixes.
  • Submatrices refer to matrices formed by selecting specific rows and columns from a larger matrix.
  • An Mt ⁇ R sized precoding matrix P Mt ⁇ R (k) may be generated based on an Nt ⁇ r element matrix.
  • the (Mt-Nt) row and the (Rr) column of the precoding matrix must be further configured. This may be configured in various ways as follows.
  • each of w 1 (k) and w 2 (k) may be a scalar weight that is scalar-folded to the element matrix rather than the matrix.
  • Each of the first element matrix and the second element matrix is selected in a codebook for Nt transmit antennas.
  • the first element matrix and the second element matrix are selected within the same codebook.
  • the weight matrix is a matrix multiplied by an element matrix of size Nt ⁇ R.
  • the size of the weighting matrix may be Nt ⁇ Nt or R ⁇ R.
  • the size of the weight matrix is Nt ⁇ Nt.
  • the weight matrix can be used for normalization. Alternatively, the weight matrix may be used as a configuration matrix of the precoding matrix.
  • the weight matrix may be configured in a predetermined manner according to the size of the element matrix. Alternatively, the weight matrix may be configured in a predetermined manner according to the number Mt or rank R of the transmit antennas. The weighting matrix may or may not change with index k.
  • the weight matrix may be configured in the form of a diagonal matrix.
  • An example of a weight matrix w i (k) of size Nt ⁇ Nt may be expressed as in the following equation.
  • i is an index indicating an element matrix to be multiplied by the weight matrix.
  • the Mt ⁇ R sized precoding matrix may be divided into a first submatrix of Nt ⁇ R size and a second submatrix of Nt ⁇ R size. This means that the precoding matrix is split only in the row direction.
  • the first sub-matrix may be generated based on the first element matrix of size Nt ⁇ R
  • the second sub-matrix may be generated based on the second element matrix of size Nt ⁇ R. This is applicable to the case where Mt is a multiple of Nt as well as when Mt is 2Nt.
  • the Mt ⁇ R sized precoding matrix may be split into m Nt ⁇ R submatrices in the row direction. Each of the m submatrices may be generated based on the element matrix.
  • R is larger than N rank .
  • N rank the number of elements in a precoding matrix.
  • x satisfies 0 ⁇ x ⁇ N rank
  • (Rx) satisfies 0 ⁇ Rx ⁇ N rank
  • the rank R of the precoding matrix satisfies 2 ⁇ R ⁇ 2N rank .
  • a precoding matrix may be generated as in the above equation.
  • the Mt ⁇ R precoding matrix may be divided into two Nt ⁇ (Rx) submatrices and two Nt ⁇ x submatrices. This means that the precoding matrix is divided in the row direction and the column direction. Each of the plurality of submatrices may be generated based on the element matrix.
  • the rank R of the precoding matrix may be extended up to 2N rank .
  • the precoding matrix is divided once in the column direction, but may be divided several times in the column direction.
  • the precoding matrix is divided several times in the column direction, it is possible to extend the rank R even if it is larger than 2N rank .
  • the precoding matrix is divided several times in the row direction, it is possible to extend and apply when Mt is a multiple of Nt.
  • Equation 8 may be modified as follows.
  • (Rx) is larger than x
  • Q m, Nt ⁇ x (k) is composed of a column subset of Q m, Nt ⁇ (Rx) (k).
  • Q 1, Nt ⁇ (Rx) (k) is the first element matrix
  • Q 2, Nt ⁇ (Rx) (k) is the second element matrix.
  • Q 1, Nt ⁇ x (k) is composed of a column subset of the first element matrix
  • Q 2, Nt ⁇ x (k) is composed of a column subset of the second element matrix.
  • Q m, Nt ⁇ 2 (k) may be composed of one column and four columns of the mth element matrix. That is, each of Q 1, Nt ⁇ 2 (k) and Q 2, Nt ⁇ 2 (k) is a subset of columns at the same position of Q 1, Nt ⁇ 4 (k) and Q 2, Nt ⁇ 4 (k), respectively. It may be configured as.
  • Q 1, Nt ⁇ 2 (k) may consist of one column and four columns of the first element matrix
  • Q 2, Nt ⁇ 2 (k) may consist of two columns and three columns of the second element matrix.
  • Q 1, Nt ⁇ 2 (k) and Q 2, Nt ⁇ 2 (k) each represent a subset of columns at different positions of Q 1, Nt ⁇ 4 (k) and Q 2, Nt ⁇ 4 (k), respectively. It may be configured as.
  • Codebooks for Nt transmit antennas may indicate a matrix per rank with one codebook index (see Tables 1 and 2).
  • Q m, Nt ⁇ x (k) and Q m, Nt ⁇ (Rx) (k) may be matrixes of rank x and matrix (Rx) indicated by the same codebook index, respectively.
  • the weight matrix may be modified as in the following equation.
  • the precoding matrix generated according to the above equation may be a unitary matrix.
  • partial matrices constituting the same row of the precoding matrix may be generated based on the same element matrix, and partial matrices constituting different rows may be generated based on another element matrix.
  • the partial matrixes constituting different rows of the precoding matrix are generated based on different element matrices.
  • the partial matrixes constituting different columns of the precoding matrix are generated based on different element matrices, respectively.
  • the following equation shows an example in which the precoding matrix P Mt ⁇ R (k) is generated by the column expansion method.
  • the Mt ⁇ R sized precoding matrix may be divided into a plurality of submatrices.
  • Each of the plurality of submatrices of the precoding matrix described so far is generated based on a matrix selected in codebooks for Nt transmit antennas.
  • the partial matrix of the precoding matrix generated based on the matrix selected in the codebook is called a codebook based submatrix.
  • the submatrices constituting the precoding matrix are codebook based submatrices
  • system overhead may be increased. Since the channel state information corresponding to each sub-matrix should be fed back, the feedback overhead can be increased.
  • one or more submatrices of the submatrices constituting the precoding matrix are generated as codebook based submatrices, but the other submatrices may be generated in other ways.
  • a partial matrix except for a codebook based partial matrix among the plurality of submatrices is referred to as a residual submatrix.
  • the following equation shows another example of the precoding matrix P Mt ⁇ R (k) of Mt ⁇ R size.
  • C (k) is the residual submatrix of (Mt-Nt) x R size.
  • Residual submatrices use matrices of the form that do not require feedback. Therefore, an open loop precoding scheme may be applied to the residual submatrices.
  • the residual submatrix may be a predetermined fixed matrix or a matrix predetermined according to the index k. If (Mt-Nt) is Nt, the residual submatrix may be a predetermined matrix in the codebook.
  • the residual submatrix may be a zero matrix in which all elements are '0'.
  • the residual submatrix is a zero matrix, only a specific transmission antenna of the Mt transmission antennas may be selected and used for information transmission. That is, there is an antenna selection effect. In this case, the constant absolute value characteristic of the precoding matrix is broken.
  • the number of rows Mt-Nt of the remaining sub-matrix may vary according to the number of transmit antennas Mt. Thus, even when Mt is not a multiple of Nt, a precoding matrix can be generated.
  • the precoding matrix may include one residual submatrix, but the precoding matrix may include a plurality of residual submatrices.
  • the following table shows various examples of the Mt ⁇ R sized precoding matrix form including the residual submatrices.
  • the precoding matrix can take various forms.
  • the precoding matrix may be provided only in one of various forms. Or, in some cases, they may be provided in various forms at the same time.
  • the precoding matrix may be provided in another form according to the terminal and / or the base station.
  • the above table is only an example of the precoding matrix form and does not limit the precoding matrix form.
  • each of the plurality of codebook based submatrices uses the same codebook.
  • different codebooks may be used for each of the plurality of codebook based submatrices.
  • a first codebook for Nt transmit antennas and a second codebook for Lt (Lt < Mt) transmit antennas may be used.
  • the Mt ⁇ R sized precoding matrix may be divided into a plurality of submatrices. At least one of the plurality of submatrices is an Nt ⁇ r codebook based submatrix. The remaining (Mt-Nt) rows and (R-r) columns of the precoding matrix may be codebook based submatrices and / or residual submatrices. Equations and tables described above are merely examples of precoding matrices.
  • the Nt ⁇ r codebook based submatrix has been described as being generated based on the Nt ⁇ Nt sized weight matrix and the Nt ⁇ r sized element matrix. That is, the size of the codebook based submatrix and the element matrix is the same. However, this is merely an example, and the size of the codebook based submatrix may be modified by adjusting the size of the weight matrix. In this case, various types of precoding matrices may be generated.
  • the generation method of the precoding matrix has been described so far, but this does not limit the generation method of the precoding matrix.
  • the precoding matrix can be generated in various ways.
  • the precoding matrix can be generated in various combinations, such as one or more element matrices, weight matrices, residual submatrices, and the like.
  • the combination may mean a product of a matrix, a partial matrix of a precoding matrix, and the like. That is, the precoding matrix is generated based on a plurality of matrices, and one of the plurality of matrices is selected in codebooks for Nt antennas.
  • the precoding matrix is generated based on the first element matrix and the second element matrix.
  • the following description can be extended even when a precoding matrix is generated based on three or more element matrices.
  • the first sub-matrix of the precoding matrix may be generated based on the first element matrix
  • the second sub-matrix of the precoding matrix may be generated based on the second element matrix.
  • Q 1, Nt ⁇ R (k) is the first element matrix
  • Q 2, Nt ⁇ R (k) is the second element matrix.
  • Each of the first element matrix and the second element matrix may be selected in different codebooks. Or, it may be selected in one codebook for Nt transmit antennas.
  • Each of the first element matrix and the second element matrix may vary according to the index k.
  • the first element matrix and the second element matrix may be selected based on one channel state information.
  • the channel state information may include PMI and RI.
  • the first element matrix and the second element matrix may be selected based on different channel state information. That is, each element matrix may be selected through channel state information fed back independently of each other.
  • channel state information fed back for the first element matrix is referred to as first channel state information
  • channel state information fed back for the second element matrix is referred to as second channel state information.
  • the first channel state information and the second channel state information may be transmitted periodically or aperiodically, respectively.
  • the first channel state information may be transmitted periodically and the second channel state information may be transmitted aperiodically.
  • the first channel state information may be periodically transmitted on the PUCCH, and the second channel state information may be transmitted aperiodically on the PUSCH.
  • Both the first channel state information and the second channel state information may be periodically transmitted.
  • the first period may be aTTI and the second period may be bTTI (a and b are natural numbers, respectively).
  • the first period and the second period may be the same or different.
  • the first period and the second period may have an integer multiple relationship.
  • the first period may be an integer multiple of the second period or the second period may be an integer multiple of the first period.
  • the transmission time point of the first channel state information and the transmission time point of the second channel state information may overlap.
  • the receiver may drop the channel state information of one of the first channel state information and the second channel state information.
  • the transmitter may be fed back only the channel state information for a part of the precoding matrix. This reduces the feedback overhead.
  • only channel state information for a specific antenna may be updated. If the channel estimation accuracy of a specific transmit antenna is good, the channel state information for the specific transmit antenna may be updated more frequently or the amount of channel state information fed back for the specific transmit antenna may be increased. This allows the overall system performance to be optimized.
  • Each of the first element matrix and the second element matrix may be selected in one codebook for Nt transmit antennas.
  • each of the first element matrix and the second element matrix may be limitedly selected within different codebook subsets. That is, multiple codebook subsets can be set from one codebook.
  • a codebook In codebook based precoding, a codebook consists of a finite number of matrices. The number of matrices constituting the codebook may be different for each rank or may be the same. For example, suppose that four transmit antennas and rank r codebooks for 1, 2, 3, and 4 consist of 16 matrices for each rank. Thus, the codebook for four transmit antennas consists of a total of 64 matrices.
  • the base station may restrict the use of a specific matrix among the 64 matrices of the codebook to adjust the amount of interference with respect to the neighboring base station. As such, the use of a particular precoding matrix in the codebook may be restricted so that the matrix is selected within a subset of the codebook.
  • each matrix constituting the codebook may be used by a bitmap method. For example, when a codebook is composed of 64 matrices in total, an indicator of 64-bit length may be used to indicate availability of each matrix. Alternatively, another format may be used to indicate whether the matrix can be used in a specific group unit. If the matrix is selected within a subset of the codebook, the amount of channel state information fed back from the receiver can be reduced. Alternatively, feedback overhead may be maintained.
  • the precoding matrix can be constructed based on a number of element matrices selected in the codebook. For example, it is assumed that the precoding matrix is generated based on the first to Nth element matrices (N is a natural number). The first to Nth element matrices may all be selected within the same codebook. In this case, each of the first to Nth matrices may be selected from independent codebook subsets.
  • each element matrix may be selected from different codebook subsets.
  • the codebook subset of each element matrix may be configured differently.
  • each of the plurality of element matrices may be configured to have a feedback overhead of a different size.
  • each of the plurality of element matrices may have the same feedback overhead.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an information transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • the base station transmits a downlink grant to the terminal (S110).
  • the base station transmits downlink information to the terminal based on the downlink grant (S120).
  • the downlink information is transmitted by applying the precoding scheme according to the proposed method.
  • the downlink grant may include a resource allocation field indicating a radio resource for transmitting downlink information, an MCS field indicating a modulation scheme and a channel coding scheme for the downlink information, a MIMO information field, and the like.
  • the MIMO information field may include rank information, element matrix information, and the like.
  • the base station transmits an uplink grant to the terminal (S130).
  • the terminal transmits uplink information to the base station based on the uplink grant (S140).
  • the uplink information is transmitted by applying the precoding scheme according to the proposed method.
  • the uplink grant may include a resource allocation field indicating a radio resource for transmitting uplink information, an MCS field indicating a modulation scheme and a channel coding scheme for uplink information, a MIMO information field, and the like.
  • the MIMO information field may include rank information, element matrix information, and the like.
  • the base station 50 includes a processor 51 and an antenna 59.
  • the processor 51 is connected to the antenna 59 to implement the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the protocol stack may be implemented by the processor 51.
  • the antenna 59 transmits or receives a signal.
  • the antenna 59 may be one or plural.
  • the base station 50 may further include a memory (not shown).
  • the memory (not shown) is connected to the processor 51 and stores various information for driving the processor 51.
  • the terminal 60 includes a processor 61 and an antenna 69.
  • the processor 61 is connected to the antenna 69 to implement the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 61.
  • the antenna 69 transmits a transmission signal or receives a reception signal.
  • Antenna 69 may be one or plural.
  • the terminal 60 may further include a memory (not shown).
  • the memory (not shown) is connected to the processor 61 and stores various information for driving the processor 61.
  • Processors 51 and 61 include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, data processing devices and / or radio frequency (RF) units that convert baseband signals and radio signals to and from each other. can do.
  • the proposed transmitter can be implemented in the processors 51 and 61.
  • Memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in a memory (not shown) and executed by the processors 51 and 61.
  • the memory may be inside or outside the processors 51 and 61, and may be connected to the processors 51 and 61 by various well-known means.
  • an apparatus and method for efficiently transmitting information in a wireless communication system can be provided.
  • the codebook of the existing system can be used as it is, without having to newly provide a codebook for the extended transmission antenna. This ensures compatibility with existing systems. If the compatibility is maintained, it is convenient from the user's point of view, and can be used to recycle existing equipment from the operator's point of view.
  • the number of transmit antennas is extended, it is possible to flexibly cope.
  • channel state information to be fed back may be excessively increased.
  • feedback overhead may be adjusted. Through this, the reliability of the wireless communication can be increased, and the overall system performance can be improved.

Abstract

무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치 및 방법을 제공한다. 상기 장치는 M개의 안테나 및 상기 M개의 안테나와 연결되어, 상기 M개의 안테나를 통해 전송되는 정보를 프리코딩 행렬을 기반으로 생성하도록 형성되는 프로세서를 포함하되, 상기 프리코딩 행렬은 복수의 행렬을 기반으로 생성되되, 상기 복수의 행렬 중 하나의 행렬인 제1 행렬은 N(N＜M)개의 안테나를 위한 코드북 내에서 선택된다.

Description

무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치 및 방법
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌간 간섭(ISI, intersymbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 따라서, 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
신뢰할 수 있는 고속의 데이터 서비스를 지원하기 위한 기술로 MIMO(multiple input multiple output)가 있다. MIMO 기술은 다중 전송 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 기술에는 공간 다중화(spatial multiplexing), 전송 다이버시티(transmit diversity), 빔포밍(beamforming) 등이 있다.
다중 수신 안테나 및 다중 전송 안테나에 의해 MIMO 채널 행렬이 형성된다. MIMO 채널 행렬로부터 랭크(rank)를 구할 수 있다. 랭크는 공간 레이어(spatial layer)의 개수이다. 랭크는 전송기가 동시에 전송할 수 있는 공간 스트림(spatial stream)의 개수라고 정의될 수도 있다. 랭크는 공간 다중화율이라고도 한다. 전송 안테나 개수를 Nt, 수신 안테나의 개수를 Nr이라 할 때, 랭크 R은 R ≤ min{Nt, Nr}이 된다.
한편, ITU(International Telecommunication Union)에서는 3세대 이후의 차세대 이동 통신 시스템으로 IMT-A(International Mobile Telecommunication-Advanced) 시스템의 표준화를 진행하고 있다. IMT-A 시스템의 목표는 하향링크 1Gbps(gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(megabits per second)인 고속의 전송률(transmission rate)을 제공하고, IP(internet protocol) 기반의 멀티미디어 심리스(seamless) 서비스를 지원하는 것이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 IMT-A 시스템을 위한 후보 기술로 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 시스템을 고려하고 있다. LTE-A 시스템은 LTE 시스템의 완성도를 높이는 방향으로 진행되고, LTE 시스템과 역호환성(backward compatibility)을 유지할 것으로 예상되고 있다. LTE-A 시스템과 LTE 시스템 사이에 호환성을 두는 것이 사용자의 입장에서 편리하고, 사업자의 입장에서도 기존 장비의 재활용을 도모할 수 있기 때문이다.
LTE 시스템에서 하향링크 전송은 4개의 전송 안테나까지 지원된다. LTE-A 시스템에서 하향링크 전송은 8개의 전송 안테나까지 지원되도록 고려되고 있다. 이와 같이, 기존의 시스템에 비해 전송 안테나 개수가 증가되는 새로운 시스템이 고려될 수 있다. 전송 안테나가 증가될수록 정보 전송률, 신뢰도 등이 증가될 수 있다.
따라서, 전송 안테나 개수가 확장된 무선 통신 시스템에서 효율적인 정보 전송 장치 및 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 정보 전송 장치를 제공한다. 상기 장치는 M개의 안테나 및 상기 M개의 안테나와 연결되어, 상기 M개의 안테나를 통해 전송되는 정보를 프리코딩 행렬을 기반으로 생성하도록 형성되는 프로세서를 포함하되, 상기 프리코딩 행렬은 복수의 행렬을 기반으로 생성되되, 상기 복수의 행렬 중 하나의 행렬인 제1 행렬은 N(N＜M)개의 안테나를 위한 코드북 내에서 선택된다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 정보 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 프리코딩 행렬을 기반으로 정보를 생성하는 단계 및 상기 정보를 M개의 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하되, 상기 프리코딩 행렬은 복수의 행렬을 기반으로 생성되되, 상기 복수의 행렬 중 하나의 행렬인 제1 행렬은 N(N＜M)개의 안테나를 위한 코드북 내에서 선택된다.
무선 통신 시스템에서 효율적인 정보 전송 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 전체 시스템 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 무선 프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 5는 복수의 전송 안테나를 포함하는 전송기 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 6은 수신기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 7은 무선 통신을 위한 장치의 예를 나타낸 블록도이다.
도 8은 채널상태 정보 전송 방법의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 단일 부호어를 갖는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 10은 다중 부호어를 갖는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 11은 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 정보 전송 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신을 위한 장치를 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 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 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 다중 안테나를 지원할 수 있다. 전송기는 다수의 전송 안테나(transmit antenna)를 사용하고, 수신기는 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용할 수 있다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림(stream)을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다. 전송기 및 수신기가 다수의 안테나를 사용하면, 무선 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템으로 불릴 수 있다.
무선 통신의 과정은 하나의 단일 계층으로 구현되는 것보다 수직적인 복수의 독립적은 계층으로 구현되는 것이 바람직하다. 수직적인 복수의 계층 구조를 프로토콜 스택(protocol stack)이라 한다. 프로토콜 스택은 통신 시스템에서 널리 알려진 프로토콜 구조를 위한 모델인 OSI(open system interconnection) 모델을 참조할 수 있다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조의 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 정보 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N(DL) 자원블록(resource block)을 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N(DL)은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(transmission bandwidth)에 종속한다. 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다. 여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수는 CP(cyclic prefix)의 길이, 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.
도 3의 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하향링크 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 제1 슬롯(1st slot)의 앞선 3 OFDM 심벌들은 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 데이터 영역(data region)이 된다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심벌을 포함하는 것은 예시에 불과하다.
데이터 영역에는 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당될 수 있다. PDSCH 상으로는 하향링크 정보가 전송된다.
제어영역에는 PCFICH(physical control format indicator channel), PHICH(physical HARQ(hybrid automatic repeat request) indicator channel), PDCCH(physical downlink control channel) 등의 제어채널이 할당될 수 있다.
PCFICH는 단말에게 서브프레임 내에서 PDCCH들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 개수에 관한 정보를 나른다(carry). PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수는 매 서브프레임마다 변경될 수 있다. PHICH는 상향링크 데이터에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(negative acknowledgement)을 나른다.
PDCCH는 하향링크 제어정보를 나른다. 하향링크 제어정보에는 하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 스케줄링 정보 또는 상향링크 파워 제어 명령 등이 있다. 하향링크 스케줄링 정보는 하향링크 그랜트(grant)라고도 하고, 상향링크 스케줄링 정보는 상향링크 그랜트라고도 한다.
도 5는 복수의 전송 안테나를 포함하는 전송기 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 전송기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 5를 참조하면, 전송기(10)는 채널 인코더(channel encoder, 11), 맵퍼(mapper, 12), 직렬/병렬 변환기(serial/parallel converter, 13), 다중 안테나 인코더(multi-antenna encoder, 14) 및 복수의 전송 안테나(19-1,19-2,...,19-Nt)를 포함한다.
채널 인코더(11)는 맵퍼(12)에 연결되고, 맵퍼(12)는 직렬/병렬 변환기(13)에 연결되고, 직렬/병렬 변환기(13)는 다중 안테나 인코더(14)에 연결되고, 다중 안테나 인코더(14)는 복수의 전송 안테나(19-1,19-2,...,19-Nt)에 연결된다.
채널 인코더(11)는 정보 비트(information bit)를 입력받고, 정보 비트에 채널 코딩을 수행하여 부호화된 비트(encoded bit)를 생성하도록 형성된다.
정보 비트는 전송기(10)가 전송하려는 정보에 대응된다. 정보 비트의 크기는 정보에 따라 다양할 수 있다. 정보는 특별한 제한 없이, 사용자 데이터, 제어정보 등일 수 있다. 전송기(10)는 물리계층(physical layer)에서 구현될 수 있다. 이 경우, 정보는 MAC(medium access control) 계층과 같은 상위 계층으로부터 유래된 것일 수 있다.
채널 코딩은 정보 비트에 잉여 비트(redundant bit)를 붙이는 것으로, 전송 시 채널에 가해지는 잡음 등에 대한 효과를 줄이기 위해 수행된다. 채널 코딩 방식에는 제한이 없다. 예를 들어, 채널 코딩 방식에는 터보 코딩(turbo coding), 콘볼루션 코딩(convolution coding), 블록 코딩(block coding) 등이 사용될 수 있다. 채널 인코더(11)에서 생성된 부호화된 비트의 크기는 다양할 수 있다.
맵퍼(12)는 채널 인코더(11)로부터 입력되는 부호화된 비트를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑하여 변조 심벌(modulation symbol)을 생성하도록 형성된다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없다. 예를 들어, 변조 방식에는 m-PSK(m-phase shift keying) 또는 m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등이 사용될 수 있다. 맵퍼(12)에서 생성된 변조 심벌의 개수는 맵퍼(12)에 입력되는 부호화된 비트의 크기 및 변조 방식에 따라 다양할 수 있다.
직렬/병렬 변환기(13)는 직렬로 입력되는 변조 심벌을 병렬의 변조 심벌로 변환하도록 형성된다. 다중 안테나 인코더(14)는 변조 심벌을 시공간 신호로 변환하도록 형성된다. 복수의 전송 안테나(19-1,19-2,...,19-Nt)는 시공간 신호를 채널로 전송하도록 형성된다.
도 6은 수신기 구조의 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 수신기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 6을 참조하면, 수신기(20)는 복수의 수신 안테나(29-1,29-2,...,29-Nr), 다중 안테나 디코더(multi-antenna decoder, 24), 병렬/직렬 변환기(parallel/serial converter, 23), 디맵퍼(demapper, 22) 및 채널 디코더(channel decoder, 21)를 포함한다.
복수의 수신 안테나(29-1,29-2,...,29-Nr)는 다중 안테나 디코더(24)에 연결되고, 다중 안테나 디코더(24)는 병렬/직렬 변환기(23)에 연결되고, 병렬/직렬 변환기(23)는 디맵퍼(22)에 연결되고, 디맵퍼(22)는 채널 디코더(21)에 연결된다.
복수의 수신 안테나(29-1,29-2,...,29-Nr)는 채널로부터 시공간 신호를 수신하도록 형성된다. 다중 안테나 디코더(24)는 시공간 신호로부터 수신 심벌을 출력하도록 형성된다. 병렬/직렬 변환기(23)는 병렬로 입력되는 수신 심벌을 직렬의 수신 심벌로 변환하도록 형성된다.
디맵퍼(22)는 수신 심벌로부터 추정된 부호화된 비트를 생성하도록 형성된다. 디맵퍼(22)는 수신 심벌로부터 전송기(10, 도 5 참조)가 전송한 변조 심벌을 추정(estimation)하고, 추정된 변조 심벌에 복조(demodulation)를 수행하여 추정된 부호화된 비트를 생성하도록 형성될 수 있다. 디맵퍼(22)는 수신 심벌로부터 변조 심벌을 추정하기 위해 검출기(detector)를 포함할 수 있다.
채널 디코더(21)는 추정된 부호화된 비트에 채널 디코딩을 수행하여 추정된 정보 비트를 생성하도록 형성된다. 수신기(20)는 추정된 정보 비트로부터 전송기(10, 도 5 참조)가 전송한 정보를 추정한다.
복수의 전송 안테나를 포함하는 전송기는 전송 기법(transmission scheme)에 따라 정보를 공간 처리(spatial processing)하여 전송할 수 있다. 다양한 전송 기법이 있으나, 이하에서의 전송기는 프리코딩(precoding)을 통해 정보를 전송한다고 가정한다.
도 7은 무선 통신을 위한 장치의 예를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 전송기(100)는 프리코더(precoder, 110) 및 복수의 전송 안테나(190-1,...,190-Nt)를 포함한다. 전송기(100)와 수신기(200) 사이에는 MIMO 채널이 형성된다. 수신기(200)는 검출기(210) 및 복수의 수신 안테나(290-1,...,290-Nr)를 포함한다.
프리코더(110)는 R개의 정보 심벌 s1,...,sR을 입력받고, R개의 정보 심벌 s1,...,sR에 프리코딩을 수행하여 Nt개의 전송 심벌 z1,...,zNt을 출력하도록 형성된다. 정보 심벌은 정보에 대응되는 복소수 심벌(complex symbol)이다. 예를 들어, 정보 심벌은 변조 심벌이다.
전송기(100)는 Nt개의 전송 안테나(190-1,...,190-Nt)를 통해 Nt개의 전송 심벌 z1,...,zNt을 전송한다. 전송기(100)는 R개의 정보 심벌을 동시에 전송할 수 있다. 즉, R은 랭크이다.
프리코딩은 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2009007565-appb-M000001
여기서, z=[z1 ... zNt]T는 전송 심벌 벡터이고, Q Nt×R는 Nt×R 크기의 프리코딩 행렬이고, s=[s1 ... sR]T는 정보 심벌 벡터이다. Nt는 전송 안테나의 개수이고, R은 랭크이다. 랭크가 1인 경우(R=1), 프리코딩 행렬은 열 벡터(column vector)이므로 프리코딩 벡터라 할 수 있다. 이하, 프리코딩 행렬은 프리코딩 벡터를 포함하는 개념이다.
수신기(200)는 Nr개의 수신 안테나(290-1,...,290-Nr)를 통해 Nr개의 수신 심벌 y1,...,yNr을 수신한다.
검출기(210)는 Nr개의 수신 심벌 y1,...,yNr로부터 R개의 정보 심벌 s1,...,sR을 추정하여 R개의 추정 심벌 x1,...,xR을 검출하도록 형성된다. 추정 심벌 xi는 정보 심벌 si를 추정한 심벌이다(i=1,...,R). 검출기(210)는 ZF(zero forcing), MMSE(minimum mean squared error) 또는 ML(maximum likelyhood) 등의 검출 기법을 통해 추정 심벌을 검출할 수 있다.
Nr개의 수신 심벌 y1,...,yNr을 수신 신호 벡터 y라 하고 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2009007565-appb-M000002
여기서, y=[y1 ... yNr]T는 수신 신호 벡터이고, H는 Nr×Nt 크기의 MIMO 채널 행렬이고, Q Nt×R는 Nt×R 크기의 프리코딩 행렬이고, s=[s1 ... sR]T는 정보 심벌 벡터이고, n=[n1 … nR]T은 잡음 벡터이다. 이하, 행렬은 열 벡터 및 행 벡터(row vector)를 포함하는 개념이다.
프리코더(110)에서 어떤 프리코딩 행렬이 사용될 것인지 문제된다. 예를 들어, 프리코딩 행렬은 MIMO 채널 행렬이 SVD(sigular value decomposition)에 의해 분해된 행렬로부터 결정될 수 있다.
MIMO 채널 행렬은 SVD에 의해 다음 수학식과 같이 분해될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2009007565-appb-M000003
여기서, U 및 V는 각각 유니터리(unitary matrix) 행렬이고, D는 대각 행렬(diagonal matrix)이다. (ㆍ)H는 (ㆍ)의 허미션(Hermitian) 행렬이다.
프리코딩 행렬로 유니터리 행렬 V가 사용될 경우, 시스템의 성능이 향상될 수 있다. 프리코딩 행렬이 SVD 방식으로 결정되는 경우, 수학식 2는 다음 수학식과 같이 변형될 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2009007565-appb-M000004
여기서, D는 대각 행렬이므로 수신기(200)에서 정보 심벌 벡터 s가 쉽게 추정될 수 있다. 계산 복잡도가 낮기 때문이다.
전송기(100)에서 MIMO 채널 행렬로부터 분해된 유니터리 행렬이 프리코딩 행렬로 사용될 경우, 시스템 성능이 향상될 수 있다. 다만, 프리코딩 행렬이 반드시 상기 유니터리 행렬일 필요는 없다. 상기 유니터리 행렬 외에도 채널 상황에 맞는 프리코딩 행렬이 사용될 경우, 시스템 성능이 향상될 수 있다. 전송기(100)에서 채널 상황에 맞는 프리코딩 행렬이 사용되기 위해서, 전송기(100)는 전송기(100)와 수신기(200) 사이의 채널상태 정보(channel state information)를 알아야 한다.
일반적으로 전송기(100)는 채널상태 정보를 알 수 없다. 따라서, 수신기(200)는 채널을 추정하고, 전송기(100)에게 피드백 채널(feedback channel) 상으로 채널상태 정보를 피드백할 수 있다. 전송기(100)는 피드백된 채널상태 정보를 기반으로 수신기(200)로 정보를 전송할 수 있다. 이와 같은 정보 전송 방식은 폐루프(closed-loop) 방식이라 한다. 폐루프 방식은 채널 적응적으로 정보가 전송됨으로써 시스템 성능이 향상될 수 있다. 그러나 채널상태 정보를 피드백하기 위한 무선 자원이 필요하다.
전송기(100)는 피드백된 채널상태 정보를 이용하지 않고 수신기(200)로 정보를 전송할 수도 있다. 이와 같은 정보 전송 방식은 개루프(open-loop) 방식이라 한다. 개루프 방식의 경우, 수신기(200)는 채널상태 정보를 피드백하지 않을 수 있다. 또는 수신기(200)는 채널상태 정보를 피드백하나 전송기(100)에서 피드백된 채널상태 정보를 이용하지 않을 수도 있다.
전송기(100)는 코드북(codebook) 기반 프리코딩 방식으로 정보를 전송할 수 있다. 코드북은 복수의 행렬들을 원소로 하는 집합이다. 코드북은 전송기와 수신기 사이에 미리 설정된다. 코드북 내 복수의 행렬 각각은 코드북 인덱스에 일대일로 맵핑될 수 있다.
수신기(200)는 채널상태 정보를 피드백할 수 있다. 피드백되는 채널상태 정보는 PMI(precoding matrix indicator)를 포함할 수 있다. PMI는 코드북 내 행렬을 지시한다. 전송기(100)는 피드백된 채널상태 정보를 기반으로 프리코딩 행렬을 코드북 내에서 선택한다. 전송기(100)는 프리코딩 행렬을 코드북의 부분집합(subset) 내에서 선택할 수도 있다. 코드북 기반의 프리코딩 방식으로는 항상 최적의(optimal) 프리코딩 행렬이 적용될 수는 없다. 하지만 피드백 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.
다음 표는 전송 안테나의 개수 Nt가 2인 경우에 사용될 수 있는 코드북의 예를 나타낸다. 다만 이는 코드북의 예시일 뿐, 코드북을 제한하는 것은 아니다.
표 1
Figure PCTKR2009007565-appb-T000001
표를 참조하면, 전송 안테나 개수 Nt가 2인 경우의 코드북은 총 7개의 행렬을 포함한다. 코드북은 랭크 1에 대해서는 4개의 행렬, 랭크 2에 대해서는 3개의 행렬을 포함한다.
LTE에서 개루프 방식이 적용되는 경우, 랭크 2를 위한 코드북 인덱스 0에 대응되는 행렬이 프리코딩 행렬로 사용된다. LTE에서 폐루프 방식이 적용되는 경우, 랭크가 2이면 코드북 인덱스 0에 대응되는 행렬은 프리코딩 행렬로 사용되지 않는다. 즉, LTE에서 단위행렬(identity matrix)은 개루프 방식에서만 사용된다. LTE에서 폐루프 방식을 위한 프리코딩 행렬은 총 6개가 된다.
다음 표는 전송 안테나의 개수 Nt가 4인 경우에 사용될 수 있는 코드북의 예를 나타낸다. 다만 이는 코드북의 예시일 뿐, 코드북을 제한하는 것은 아니다.
표 2
Figure PCTKR2009007565-appb-T000002
Figure PCTKR2009007565-appb-I000001
여기서, Wn {s}는 수학식 Wn=I-2unun H/un Hun로부터 집합 {s}에 의해 정해진 열들(columns)로 정의된 행렬을 나타낸다(n=0,1,...,15). I는 4×4 단위행렬이고, 벡터 un은 표에 의해 주어진다. 표를 참조하면, 전송 안테나 개수 Nt가 4인 경우의 코드북은 총 64개의 행렬을 포함한다.
LTE에서 개루프 방식이 적용되는 경우, 코드북 인덱스 12, 13, 14 및 15에 대응되는 행렬들이 프리코딩 행렬로 사용된다. 기지국은 PUSCH 상으로 전송되는 정보에 상기 행렬들을 순환적으로(cyclically) 적용한다. LTE에서는 개루프 방식을 위한 프리코딩 행렬이 전송기와 수신기 사이에 미리 규약되어 있다. 이와 같이, 개루프 방식을 위한 프리코딩 행렬은 코드북 내 행렬이 이용될 수 있다. 다만 이는 개루프 방식 프리코딩의 예시일 뿐, 개루프 방식의 프리코딩 행렬을 제한하는 것은 아니다.
코드북은 다음과 같은 특성을 갖도록 구성될 수 있다. 다만 이는 코드북 특성의 예시일 뿐, 코드북을 제한하는 것은 아니다.
(1) 일정한 절대값(constant modulus): 코드북 내 임의의 행렬의 각 요소는 '0'이 아닌 같은 크기를 갖는다.
(2) 중첩 특성(nested property): 하위 랭크(lower rank) 행렬은 상위 랭크(higher rank) 행렬의 특정 열의 부분집합으로 구성되도록 설계된다.
(3) 제한된 알파벳(constrained alphabet): 코드북 내 임의의 행렬의 각 요소의 알파벳은 {±1, ±j, ±(1+j)/sqrt(2), ±(-1+j)/sqrt(2)}로 구성된다.
도 8은 채널상태 정보 전송 방법의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 기지국은 단말로 참조신호(reference signal, RS)를 전송한다(S11). 참조신호는 채널 측정을 위해 기지국과 단말이 모두 알고 있는 신호이다. 참조신호는 파일럿(pilot)으로도 불릴 수 있다. 채널 측정을 위한 참조신호는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 공용 참조신호(common RS)일 수 있다. 공용 참조신호는 셀 간 충돌을 방지하기 위하여 셀 마다 다를 수 있다. 이 경우, 공용 참조신호는 셀 특정 참조신호(cell-specific RS)이다. 채널 측정을 위한 참조신호의 예로 CSI-RS(channel state information-RS)가 있다.
단말은 참조신호를 기반으로 채널을 측정한다(S12). 단말은 기지국으로 채널상태 정보를 피드백한다(S13). 채널상태 정보란 채널에 대한 일반적인 정보를 의미하는 것으로, 특별한 제한은 없다. 채널상태 정보는 CQI(channel quality indicator), PMI 및 RI(rank indicator)를 포함할 수 있다. CQI는 채널에 적합한 MCS(modulation coding scheme)를 지시한다. PMI는 채널에 적합한 코드북 인덱스를 지시한다. RI는 채널의 랭크를 지시한다.
채널상태 정보는 전체 대역에 대해 피드백되거나, 전체 대역 중 일부 대역인 서브밴드(subband)에 대해 피드백될 수 있다. 예를 들어, 서브밴드는 특정 개수의 자원블록이다. 서브밴드는 단말에 의해 선택되거나, RRC(radio resource control) 시그널링과 같이 상위 계층 시그널링에 의해 설정될 수 있다.
채널상태 정보는 주기적으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 단말은 PUCCH 상으로 채널상태 정보를 주기적으로 전송할 수 있다. 또는 채널상태 정보는 기지국이 요청한 경우에 비주기적으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 기지국이 상향링크 그랜트에서 채널상태 정보를 요청하는 경우, 단말은 PUSCH 상으로 채널상태 정보를 비주기적으로 전송할 수 있다.
FDD(frequency division duplex) 방식에서는 기지국은 하향링크 채널 특성을 알 수 없다. 따라서 단말은 하향링크 채널 특성에 대한 채널상태 정보를 피드백한다. 기지국은 피드백된 채널상태 정보를 하향링크 전송에 이용할 수 있다. TDD(time division duplex) 방식에서는 상향링크 채널의 특성과 하향링크 채널의 특성이 거의 상보적인(reciprocal) 채널 상보성(channel reciprocity)이 있다. TDD 방식의 경우에도 단말은 하향링크 채널 특성에 대한 채널상태 정보를 피드백할 수 있다.
이하, 프리코딩을 통해 정보를 전송하는 전송기의 구조에 대해 상술한다. MIMO-OFDM 시스템은 랭크에 따라 공간적으로 하나 또는 복수의 부호어(codeword)를 가질 수 있다. 부호어란 정보 비트에 채널 코딩이 수행된 부호화된 비트를 말한다. 공간적으로 하나의 부호어를 가지는 경우를 단일 부호어(single codeword, SCW) 구조라 한다. 공간적으로 복수의 부호어를 가지는 경우를 다중 부호어(multiple codeword, MCW) 구조라 한다.
도 9는 단일 부호어를 갖는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 전송기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 9를 참조하면, 전송기(300)는 채널 인코더(310), 코드비트 파서 및 공간-주파수 인터리버(codebit parser and space-frequency interleaver, 320), 복수의 맵퍼(330-1,...,330-R), 프리코더(340), 복수의 IFFT부(inverse fast Fourier transform unit, 350-1,...,350-Nt), 복수의 아날로그 프로세서(analog processor, 360-1,...,360-Nt) 및 복수의 전송 안테나(390-1,...,390-Nt)를 포함한다.
채널 인코더(310)는 코드비트 파서 및 공간-주파수 인터리버(320)에 연결되고, 코드비트 파서 및 공간-주파수 인터리버(320)는 복수의 맵퍼(330-1,...,330-R)에 연결되고, 복수의 맵퍼(330-1,...,330-R)는 프리코더(340)에 연결되고, 프리코더(340)는 복수의 IFFT부(350-1,...,350-Nt)에 연결된다. 복수의 IFFT부(350-1,...,350-Nt) 각각은 복수의 아날로그 프로세서(360-1,...,360-Nt) 각각에 연결되고, 복수의 아날로그 프로세서(360-1,...,360-Nt) 각각은 복수의 전송 안테나(390-1,...,390-Nt) 각각에 연결된다. 즉, IFFT부 #n(350-n)은 아날로그 프로세서 #n(360-n)에 연결되고, 아날로그 프로세서 #n(360-n)은 전송 안테나 #n(390-n)에 연결된다(n=1,...,Nt).
코드비트 파서 및 공간-주파수 인터리버(320)는 채널 인코더(310)로부터 입력되는 부호화된 비트를 분해(parsing)하고, 분해된 부호화된 비트마다 전송 안테나 및 주파수 자원에 걸쳐(across) 재배열(interleaving)하여 재배열된 비트(interleaved bit)를 생성하도록 형성된다. 각 재배열된 비트는 복수의 맵퍼(330-1,...,330-R) 각각에 입력된다. 복수의 맵퍼(330-1,...,330-R) 각각은 공간 스트림을 출력한다. 각 공간 스트림은 하나 또는 복수의 복소수 심벌로 구성된다. 예를 들어, 복소수 심벌은 변조 심벌이다. 여기서, R은 랭크이다.
프리코더(340)는 R개의 공간 스트림에 프리코딩을 수행하여 Nt개의 전송 스트림을 생성하도록 형성된다. 각 전송 스트림은 각 공간 스트림과 같은 개수의 복소수 심벌로 구성될 수 있다.
전송 스트림은 순서대로 정보 전송을 위해 할당받은 자원블록 내 자원요소에 맵핑될 수 있다. 하나의 복소수 심벌은 하나의 자원요소에 맵핑될 수 있다. 다중 안테나 전송의 경우, 전송 안테나마다 정의된 하나의 자원 그리드(도 3 참조)가 있다.
전송기(300)가 정보 전송을 위해 할당받은 자원블록은 하나 이상일 수 있다. 복수의 자원블록이 할당되는 경우, 복수의 자원블록은 연속적으로 할당되거나, 불연속적으로 할당될 수 있다. 여기서, 자원블록은 물리적(physical) 자원블록이거나, 가상적(virtual) 자원블록일 수 있다. 물리적 자원블록은 주파수 영역에서 물리적으로 집중된(localized) 부반송파들을 포함한다. 가상적 자원블록은 주파수 영역에서 물리적으로 분산된(distributed) 부반송파들을 포함한다. 가상적 자원블록이 포함하는 부반송파들의 분산 방식에는 특별한 제한이 없다.
복수의 IFFT부(350-1,...,350-Nt) 각각은 자원블록 내 OFDM 심벌마다 시간-연속적인(time-continuous) OFDM 신호를 생성하도록 형성된다. 시간-연속적인 OFDM 신호는 OFDM 베이스밴드(baseband) 신호라고도 한다. 복수의 IFFT부(350-1,...,350-Nt) 각각은 OFDM 심벌마다 IFFT 수행, CP 삽입 등을 통해 OFDM 신호를 생성할 수 있다.
복수의 아날로그 프로세서(360-1,...,360-Nt) 각각은 복수의 전송 안테나(390-1,...,390-Nt) 각각을 위한 OFDM 베이스밴드 신호를 처리하여 무선 신호(radio signal)를 생성하도록 형성된다. OFDM 베이스밴드 신호는 반송파 주파수(carrier frequency)로 업컨버젼(upconversion)되어 무선 신호로 변환될 수 있다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency)라고도 한다. 전송기(300)는 단일 반송파(single carrier) 시스템 및 다중 반송파(multiple carrier) 시스템을 모두 지원할 수 있다. 무선 신호는 업컨버젼 외에도 증폭(amplification), 필터링(filtering) 등이 더 수행되어 생성될 수 있다. 복수의 전송 안테나(390-1,...,390-Nt) 각각을 통해 무선 신호가 전송된다.
이와 같이, 공간 레이어 전체에 대해 하나의 부호어가 사용될 수 있다.
도 10은 다중 부호어를 갖는 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 전송기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 10을 참조하면, 전송기(400)는 복수의 채널 인코더(410-1,...,410-R), 복수의 인터리버(420-1,...,420-R), 복수의 맵퍼(430-1,...,430-R), 프리코더(440), 복수의 IFFT부(450-1,...,450-Nt), 복수의 아날로그 프로세서(460-1,...,460-Nt) 및 복수의 전송 안테나(490-1,...,490-Nt)를 포함한다.
복수의 채널 인코더(410-1,...,410-R) 각각은 복수의 인터리버(420-1,...,420-R) 각각에 연결되고, 복수의 인터리버(420-1,...,420-R) 각각은 복수의 맵퍼(430-1,...,430-R) 각각에 연결되고, 복수의 맵퍼(430-1,...,430-R)는 프리코더(440)에 연결된다. 즉, 채널 인코더 #m(410-r)은 인터리버 #m(420-r)에 연결되고, 인터리버 #r(420-r)은 맵퍼 #r(430-r)에 연결된다(r=1,...,R).
프리코더(440)는 복수의 IFFT부(450-1,...,450-Nt)에 연결된다. 복수의 IFFT부(450-1,...,450-Nt) 각각은 복수의 아날로그 프로세서(460-1,...,460-Nt) 각각에 연결되고, 복수의 아날로그 프로세서(460-1,...,460-Nt) 각각은 복수의 전송 안테나(490-1,...,490-Nt) 각각에 연결된다. 즉, IFFT부 #n(450-n)은 아날로그 프로세서 #n(460-n)에 연결되고, 아날로그 프로세서 #n(460-n)은 전송 안테나 #n(490-n)에 연결된다(n=1,...,Nt).
이와 같이, 공간 레이어별 각각의 부호어가 사용될 수 있다. 이 외에는 도 7에서 설명된 전송기(300)에 관한 설명이 다중 부호어 구조의 전송기(400)에도 적용될 수 있다.
도 11은 전송기 구조의 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 전송기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 11을 참조하면, 전송기(500)는 복수의 채널 인코더(510-1,...,510-Q), 복수의 스크램블러(scrambler, 520-1,...,520-Q), 복수의 맵퍼(530-1,...,530-Q), 레이어 맵퍼(layer mapper, 540), 프리코더(550), 복수의 자원요소 맵퍼(resource element mapper, 560-1,...,560-Nt), 복수의 IFFT부(570-1,...,570-Nt), 복수의 아날로그 프로세서(580-1,...,580-Nt) 및 복수의 전송 안테나(590-1,...,590-Nt)를 포함한다.
복수의 채널 인코더(510-1,...,510-Q) 각각은 복수의 스크램블러(520-1,...,520-Q) 각각에 연결되고, 복수의 스크램블러(520-1,...,520-Q) 각각은 복수의 맵퍼(530-1,...,530-Q) 각각에 연결되고, 복수의 맵퍼(530-1,...,530-Q)는 레이어 맵퍼(540)에 연결되고, 레이어 맵퍼는 프리코더(550)에 연결된다. 즉, 채널 인코더 #q(510-q)은 스크램블러 #q(520-q)에 연결되고, 스크램블러 #q(520-q)은 맵퍼 #q(530-q)에 연결된다(q=1,...,Q). Q는 부호어의 개수이다. LTE에서는 2 부호어까지 지원된다. 따라서, LTE에서 Q는 1 또는 2이다.
프리코더(550)는 복수의 자원요소 맵퍼(560-1,...,560-Nt)에 연결된다. 복수의 자원요소 맵퍼(560-1,...,560-Nt) 각각은 복수의 IFFT부(570-1,...,570-Nt) 각각에 연결되고, 복수의 IFFT부(570-1,...,570-Nt) 각각은 복수의 아날로그 프로세서(580-1,...,580-Nt) 각각에 연결되고, 복수의 아날로그 프로세서(580-1,...,580-Nt) 각각은 복수의 전송 안테나(590-1,...,590-Nt) 각각에 연결된다. 즉, 자원요소 맵퍼 #n(560-n)은 IFFT부 #n(570-n)에 연결되고, IFFT부 #n(570-n)은 아날로그 프로세서 #n(580-n)에 연결되고, 아날로그 프로세서 #n(580-n)은 전송 안테나 #n(580-n)에 연결된다(n=1,...,Nt). LTE에서 프리코딩 기법이 적용되는 경우, Nt는 2 또는 4이다.
복수의 스크램블러(520-1,...,520-Q) 각각은 각 부호어에 대한 부호화된 비트와 스크램블링 시퀀스(scrambling sequence)를 스크램블하여 스크램블된 비트(scrambled bit)를 생성하도록 형성된다.
복수의 맵퍼(530-1,...,530-Q) 각각은 각 부호어에 대한 변조 심벌을 생성하도록 형성된다. 레이어 맵퍼(540)는 각 부호어에 대한 변조 심벌을 R개의 공간 레이어에 맵핑하도록 형성된다. 변조 심벌이 공간 레이어에 맵핑되는 방식은 다양할 수 있다. 이를 통해 R개의 공간 스트림이 생성된다. 여기서, R은 랭크이다. 랭크 R은 부호어의 개수 Q와 같거나 클 수 있다. 전송 안테나의 개수 Nt는 랭크 R과 같거나 작다.
공간 스트림을 sr(1), sr(2),...,sr(M)이라 한다(r=1,...,R). 여기서, M은 공간 스트림 당 복소수 심벌의 개수이다. 정보 심벌 벡터를 s(k)=[s1(k) ... sR(k)]T라 한다(k=1,...,M).
프리코더(550)는 Nt×R 크기의 프리코딩 행렬 Q Nt×R(k) 및 정보 심벌 벡터 s(k)를 곱함으로써 프리코딩을 수행하여 전송 심벌 벡터 z(k)=[z1(k) ... zNt(k)]T를 출력할 수 있다(k=1,...,M). 전송 스트림을 zn(1), zn(2),...,zn(M)이라 한다(n=1,...,Nt).
자원요소 맵퍼 #n(560-n)는 전송 스트림 zn(k)을 순서대로 자원블록 내 자원요소에 맵핑한다(k=1,...,M). 인덱스 k는 공간 스트림(또는 전송 스트림)을 구성하는 복소수 심벌의 순서를 지시하는 인덱스이다. 또는 인덱스 k는 자원블록 내 자원요소를 지시하는 인덱스를 의미할 수 있다. 또는 인덱스 k는 OFDM 심벌 내 부반송파를 지시하는 인덱스를 의미할 수도 있다. 이하, 인덱스 k는 전송 심벌이 맵핑되는 시간-주파수 자원을 지시하는 인덱스라 할 수 있다. 시간-주파수 자원은 부반송파, 자원요소 또는 자원그룹 등일 수 있다. 프리코딩 행렬은 인덱스 k에 따라 다른 행렬이 사용될 수 있다.
지금까지 코드북 기반의 프리코딩 기법이 적용된 정보 전송 장치 및 방법에 대해 살펴보았다. LTE 시스템에서 하향링크 전송은 4개의 전송 안테나까지 지원된다. 따라서 LTE 시스템에서는 2개의 전송 안테나를 위한 코드북 및 4개의 전송 안테나를 위한 코드북이 이미 구비되어 있다(표 1 및 2 참조). 그런데, LTE-A 시스템에서 하향링크 전송은 8개의 전송 안테나까지 지원되도록 고려되고 있다.
이와 같이, 기존의 시스템에 비해 전송 안테나 개수가 증가되는 경우, 이미 구비되어 있는 코드북을 이용하여 확장된 전송 안테나를 위한 프리코딩 행렬이 재구성될 필요가 있다.
이하, Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북을 기반으로 Mt개의 전송 안테나를 위한 프리코딩 행렬을 구성하는 방법을 설명한다(Nt＜Mt).
전송 안테나의 개수가 증가하면, 최대 랭크 역시 증가될 수 있다. Nt개의 전송 안테나를 위한 최대 랭크를 Nrank라 하고, Mt개의 전송 안테나를 위한 최대 랭크를 Mrank라 한다. 수신 안테나의 개수에 특별한 제한이 없는 경우, Nrank는 Nt와 같고, Mrank는 Mt와 같을 수 있다.
이하, Mt개의 전송 안테나를 위한 Mt×R 크기의 프리코딩 행렬을 P Mt×R(k)라 한다(R=1,...,Mrank). Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북은 랭크 r마다 특정 개수의 Nt×r 크기의 행렬들로 구성된다(r=1,...,Nrank). 코드북은 랭크 r마다 다른 개수의 행렬들로 구성될 수 있다. 또는, 랭크 r에 관계없이 같은 개수의 행렬들로 구성될 수도 있다.
Mt×R 크기의 프리코딩 행렬 P Mt×R(k)은 적어도 하나의 요소행렬을 기반으로 생성된다. 이하, 요소행렬이란 Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북에서 선택되어 Mt×R 크기의 프리코딩 행렬 생성에 사용되는 행렬을 의미한다.
Nt×r 크기의 요소행렬 Q Nt×r(k)은 다음 수학식과 같이 코드북 내에서 선택된다.
수학식 5
Figure PCTKR2009007565-appb-M000005
여기서, C는 랭크 r인 경우 Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북 내 행렬의 개수이다.
Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북은 다양하게 구비될 수 있다. 코드북에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 코드북은 표 1 및/또는 표 2의 형태로 구비될 수 있다.
프리코딩 행렬은 복수의 부분행렬(submatrix)로 분할될 수 있다. 부분행렬이란 더 큰 행렬(bigger matrix)로부터 특정 행 및 열을 선택함으로써 형성되는 행렬을 의미한다.
Mt×R 크기의 프리코딩 행렬 P Mt×R(k)의 Nt×r 크기의 부분행렬은 Nt×r 크기의 요소행렬을 기반으로 생성될 수 있다. 이 경우, 프리코딩 행렬의 (Mt-Nt) 행과 (R-r) 열을 더 구성해야 한다. 이는 다음과 같이 다양한 방식으로 구성될 수 있다.
먼저, 프리코딩 행렬의 랭크 R이 Nrank와 같거나 작은 경우를 설명한다.
Mt가 2Nt와 같은 경우, 프리코딩 행렬 P Mt×R(k)의 일 예를 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2009007565-appb-M000006
여기서, Q 1,Nt×R(k)는 제1 요소행렬, Q 2,Nt×R(k)는 제2 요소행렬, w 1(k)는 제1 가중치 행렬(weighting matrix), w 2(k)는 제2 가중치 행렬이다. 또는, w 1(k) 및 w 2(k) 각각은 행렬이 아니라 요소행렬에 스칼라배되는 스칼라인 가중치일 수도 있다.
제1 요소행렬 및 제2 요소행렬 각각은 Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북 내에서 선택된다. 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬은 동일한 코드북 내에서 선택된다.
가중치 행렬이란 Nt×R 크기의 요소행렬에 곱해지는 행렬이다. 가중치 행렬의 크기는 Nt×Nt이거나 R×R일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 가중치 행렬의 크기는 Nt×Nt라 가정한다. 가중치 행렬은 정규화(normalization)를 위해 사용될 수 있다. 또는, 가중치 행렬은 프리코딩 행렬의 구성행렬로 사용될 수 있다.
가중치 행렬에는 특별한 제한이 없다. 가중치 행렬은 요소행렬의 크기에 따라 미리 정해진 방식대로 구성될 수 있다. 또는, 가중치 행렬은 전송 안테나의 개수 Mt 또는 랭크 R에 따라 미리 정해진 방식대로 구성될 수도 있다. 가중치 행렬은 인덱스 k에 따라 변할 수도 있고, 변하지 않을 수도 있다.
예를 들어, 가중치 행렬은 대각 행렬 형태로 구성될 수 있다. Nt×Nt 크기의 가중치 행렬 w i(k)의 일 예를 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2009007565-appb-M000007
여기서, an,i(k)는 n행의 가중치 크기(magnitude)이고, dn,i(k)는 n행의 가중치 위상(phase)이다(an,i(k)≥0, 0≤dn,i(k)＜2π, n=1,2,...,Nt). i는 가중치 행렬이 곱해지는 요소행렬을 지시하는 인덱스이다.
이와 같이 Mt가 2Nt인 경우, Mt×R 크기의 프리코딩 행렬은 Nt×R 크기의 제1 부분행렬 및 Nt×R 크기의 제2 부분행렬로 분할될 수 있다. 이는 프리코딩 행렬이 행 방향으로만 분할된 것이다. 제1 부분행렬은 Nt×R 크기의 제1 요소행렬을 기반으로 생성되고, 제2 부분행렬은 Nt×R 크기의 제2 요소행렬을 기반으로 생성될 수 있다. 이는 Mt가 2Nt인 경우뿐 아니라, Mt가 Nt의 배수가 되는 경우에 확장 적용가능하다. Mt가 mNt인 경우, Mt×R 크기의 프리코딩 행렬은 m개의 Nt×R 크기의 부분행렬로 행 방향으로 분할될 수 있다. m개의 부분행렬 각각은 요소행렬을 기반으로 생성될 수 있다.
그런데, R이 Nrank보다 큰 경우가 문제된다. 예를 들어, 복수의 Nt×Nrank 크기의 요소행렬을 기반으로 프리코딩 행렬의 부분행렬을 생성하더라도, (R-Nrank) 열을 더 구성해야되기 때문이다.
Mt가 2Nt와 같은 경우, 프리코딩 행렬 P Mt×R(k)의 다른 예를 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2009007565-appb-M000008
여기서, x는 0＜x≤Nrank를 만족하고, (R-x)는 0＜R-x≤Nrank를 만족한다. 이 경우, 프리코딩 행렬의 랭크 R은 2≤R≤2Nrank를 만족한다. 랭크 R이 Nrank 이하인 경우에도, 상기 수학식과 같이 프리코딩 행렬이 생성될 수 있다.
이와 같이 Mt가 2Nt인 경우, Mt×R 크기의 프리코딩 행렬은 2개의 Nt×(R-x) 크기의 부분행렬 및 2개의 Nt×x 크기의 부분행렬로 분할될 수 있다. 이는 프리코딩 행렬이 행 방향 및 열 방향으로 분할된 것이다. 복수의 부분행렬 각각은 요소행렬을 기반으로 생성될 수 있다. 이를 통해, 프리코딩 행렬의 랭크 R은 최대 2Nrank까지 확장될 수 있다. 여기서는, 프리코딩 행렬이 열 방향으로 한번 분할되었으나, 열 방향으로 여러 번 분할될 수도 있다. 프리코딩 행렬이 열 방향으로 여러 번 분할될 경우, 랭크 R이 2Nrank보다 큰 경우에도 확장 적용가능하다. 마찬가지로, 프리코딩 행렬이 행 방향으로 여러 번 분할 될 경우, Mt가 Nt의 배수가 되는 경우에 확장 적용가능하다.
그런데, 복수의 부분행렬 각각이 서로 다른 요소행렬을 기반으로 생성되는 경우, 시스템의 오버헤드가 증가될 수 있다. 따라서, 수학식 8은 다음 수학식과 같이 변형될 수 있다.
수학식 9
Figure PCTKR2009007565-appb-M000009
여기서, Q m,Nt×x(k)는 Q m,Nt×(R-x)(k)의 열 부분집합으로 구성될 수 있다(m=1,2). 또는, Q m,Nt×(R-x)(k)는 Q m,Nt×x(k)의 열 부분집합으로 구성될 수 있다(m=1,2).
이하, 설명의 편의를 위해 (R-x)가 x보다 크고, Q m,Nt×x(k)는 Q m,Nt×(R-x)(k)의 열 부분집합으로 구성된다고 가정한다. Q 1,Nt×(R-x)(k)는 제1 요소행렬이고, Q 2,Nt×(R-x)(k)는 제2 요소행렬이다. Q 1,Nt×x(k)는 제1 요소행렬의 열 부분집합으로 구성되고, Q 2,Nt×x(k)는 제2 요소행렬의 열 부분집합으로 구성된다.
요소행렬의 어떤 열이 선택되는지에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, x는 2이고, R은 6인 경우를 설명한다. Q m,Nt×2(k)는 제m 요소행렬의 1열 및 4열로 구성될 수 있다. 즉, Q 1,Nt×2(k) 및 Q 2,Nt×2(k) 각각은 Q 1,Nt×4(k) 및 Q 2,Nt×4(k) 각각의 같은 위치의 열 부분집합으로 구성될 수 있다. 또는, Q 1,Nt×2(k)는 제1 요소행렬의 1열 및 4열로 구성되고, Q 2,Nt×2(k)는 제2 요소행렬의 2열 및 3열로 구성될 수 있다. 즉, Q 1,Nt×2(k) 및 Q 2,Nt×2(k) 각각은 Q 1,Nt×4(k) 및 Q 2,Nt×4(k) 각각의 다른 위치의 열 부분집합으로 구성될 수 있다.
Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북이 하나의 코드북 인덱스로 랭크마다의 행렬을 지시할 수 있다(표 1 및 2 참조). 이 경우, Q m,Nt×x(k)과 Q m,Nt×(R-x)(k)는 각각 동일 코드북 인덱스가 지시하는 랭크 x인 행렬과 랭크 (R-x)인 행렬일 수 있다.
가중치 행렬은 다음 수학식과 같이 변형될 수 있다.
수학식 10
Figure PCTKR2009007565-appb-M000010
상기 수학식에 따라 생성된 프리코딩 행렬은 유니터리 행렬일 수 있다.
이와 같이 프리코딩 행렬의 동일 행을 구성하는 부분 행렬들은 동일한 요소행렬을 기반으로 생성되고, 다른 행을 구성하는 부분 행렬들은 다른 요소행렬을 기반으로 생성될 수 있다.
프리코딩 행렬의 서로 다른 행을 구성하는 부분 행렬들이 각각 다른 요소행렬을 기반으로 생성되는 방식은 행 확장 방식이라 한다. 마찬가지로, 프리코딩 행렬의 서로 다른 열을 구성하는 부분 행렬들이 각각 다른 요소행렬을 기반으로 생성되는 방식은 열 확장 방식이라 한다.
다음 수학식은 프리코딩 행렬 P Mt×R(k)가 열 확장 방식으로 생성되는 예를 나타낸다.
수학식 11
Figure PCTKR2009007565-appb-M000011
이와 같이, Mt×R 크기의 프리코딩 행렬은 복수의 부분행렬로 분할될 수 있다. 지금까지 설명한 프리코딩 행렬의 복수의 부분행렬 각각은 Nt개의 전송 안테나를 위한 코드북 내에서 선택되는 행렬을 기반으로 생성된다. 이하, 코드북 내에서 선택되는 행렬을 기반으로 생성되는 프리코딩 행렬의 부분행렬을 코드북 기반 부분행렬이라 한다.
그런데, 프리코딩 행렬을 구성하는 부분행렬들이 모두 코드북 기반 부분행렬일 경우, 시스템 오버헤드가 증가될 수 있다. 각 부분행렬에 대응하는 채널상태 정보가 피드백되어야 하기 때문에 피드백 오버헤드가 증가될 수 있다. 따라서, 프리코딩 행렬을 구성하는 부분행렬들 중 하나 이상의 부분행렬은 코드북 기반 부분행렬로 생성되나, 나머지 부분행렬은 다른 방식으로 생성될 수 있다. 이하, 복수의 부분행렬 중 코드북 기반 부분행렬을 제외한 부분행렬을 잔여 부분행렬이라 한다.
다음 수학식은 Mt×R 크기의 프리코딩 행렬 P Mt×R(k)의 또 다른 예를 나타낸다.
수학식 12
Figure PCTKR2009007565-appb-M000012
여기서, C(k)는 (Mt-Nt)×R 크기의 잔여 부분행렬이다.
잔여 부분행렬은 피드백을 필요로 하지 않는 형태의 행렬을 사용한다. 따라서 잔여 부분행렬에는 개루프 프리코딩 방식이 적용될 수 있다. 잔여 부분행렬은 미리 정해진 고정된 행렬(fixed matrix)이거나, 인덱스 k에 따라 미리 정해진 행렬일 수 있다. (Mt-Nt)가 Nt인 경우, 잔여 부분행렬은 코드북 내에서 미리 정해진 행렬일 수도 있다.
예를 들어, 잔여 부분행렬은 모든 원소가 '0'인 영행렬(zero matrix)일 수 있다. 잔여 부분행렬이 영행렬인 경우, Mt개의 전송 안테나 중 특정 전송 안테나만 선택되어 정보 전송에 사용될 수 있다. 즉, 안테나 선택(antenna selection) 효과가 있다. 이 경우, 프리코딩 행렬의 일정한 절대값 특성이 깨진다.
전송 안테나 개수 Mt에 따라 잔여 부분행렬의 행의 개수(Mt-Nt)가 달라질 수 있다. 따라서, Mt가 Nt의 배수가 아닌 경우에도 프리코딩 행렬이 생성될 수 있다.
상기 수학식에서 프리코딩 행렬은 하나의 잔여 부분행렬을 포함하나, 프리코딩 행렬은 복수의 잔여 부분행렬을 포함할 수 있다.
다음 표는 잔여 부분행렬을 포함하는 Mt×R 크기의 프리코딩 행렬 형태의 다양한 예를 나타낸다.
표 3
Figure PCTKR2009007565-appb-T000003
상기 표의 예처럼 프리코딩 행렬은 다양한 형태가 가능하다. 프리코딩 행렬은 다양한 형태 중 어느 한가지 형태로만 구비될 수 있다. 또는, 경우에 따라 동시에 여러 가지 형태로 구비될 수도 있다. 또한, 단말 및/또는 기지국에 따라 프리코딩 행렬은 다른 형태로 구비될 수 있다. 다만 상기 표는 프리코딩 행렬 형태의 예시일 뿐, 프리코딩 행렬 형태를 제한하는 것은 아니다.
지금까지 복수의 코드북 기반 부분행렬이 사용되는 경우, 복수의 코드북 기반 부분행렬 각각은 모두 동일한 코드북이 사용된다고 가정하였다. 그런데, 복수의 코드북 기반 부분행렬 각각은 서로 다른 코드북이 사용될 수도 있다. 예를 들어, Nt개의 전송 안테나를 위한 제1 코드북과 Lt(Lt＜Mt)개의 전송 안테나를 위한 제2 코드북이 사용될 수도 있다. 일 예로, 제1 코드북은 표 2이고(Nt=4), 제2 코드북은 표 1일 수 있다(Lt=2).
정리하면, Mt×R 크기의 프리코딩 행렬은 복수의 부분행렬로 분할될 수 있다. 복수의 부분행렬 중 적어도 하나는 Nt×r 크기의 코드북 기반 부분행렬이다. 프리코딩 행렬의 나머지 (Mt-Nt) 행 및 (R-r)열은 코드북 기반 부분행렬 및/또는 잔여 부분행렬일 수 있다. 상기에서 설명된 수학식과 표는 프리코딩 행렬 형태의 예시에 불과하다.
지금까지 Nt×r 크기의 코드북 기반 부분행렬은 Nt×Nt 크기의 가중치 행렬 및 Nt×r 크기의 요소행렬을 기반으로 생성되는 것으로 설명하였다. 즉, 코드북 기반 부분행렬과 요소행렬 크기가 동일하다. 다만, 이는 예시일 뿐, 가중치 행렬의 크기를 조절하여 코드북 기반 부분행렬의 크기를 변형시킬 수도 있다. 이 경우에도 다양한 형태의 프리코딩 행렬이 생성될 수 있다.
지금까지 프리코딩 행렬의 생성 방법을 설명하였으나, 이는 프리코딩 행렬의 생성 방법을 제한하는 것은 아니다. 이외에도 프리코딩 행렬은 다양한 방식으로 생성 가능하다. 하나 이상의 요소행렬, 가중치 행렬, 잔여 부분행렬 등의 다양한 조합 방식으로 프리코딩 행렬이 생성될 수 있다. 이때 조합이란 행렬의 곱, 프리코딩 행렬의 부분행렬 등을 의미할 수 있다. 즉, 프리코딩 행렬은 복수의 행렬을 기반으로 생성되되, 복수의 행렬 중 하나의 행렬은 Nt개의 안테나를 위한 코드북 내에서 선택된다.
이하, 프리코딩 행렬이 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬을 기반으로 생성되는 경우에 대해 상술한다. 이하의 내용은 3개 이상의 요소행렬을 기반으로 프리코딩 행렬이 생성되는 경우에도 확장 적용 가능하다. 프리코딩 행렬의 제1 부분행렬은 제1 요소행렬을 기반으로 생성되고, 프리코딩 행렬의 제2 부분행렬은 제2 요소행렬을 기반으로 생성될 수 있다. 상기 수학식들에서 Q 1,Nt×R(k)는 제1 요소행렬, Q 2,Nt×R(k)는 제2 요소행렬이다.
(1) 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬 각각은 서로 다른 코드북 내에서 선택될 수 있다. 또는, Nt개의 전송 안테나를 위한 하나의 코드북 내에서 선택될 수 있다.
(2) 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬 각각은 인덱스 k에 따라 달라질 수 있다.
(3) 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬은 하나의 채널상태 정보를 기반으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 채널상태 정보는 PMI 및 RI를 포함할 수 있다. 아니면, 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬은 각각 다른 채널상태 정보를 기반으로 선택될 수 있다. 즉, 각 요소행렬은 서로 독립적으로 피드백되는 채널상태 정보를 통해 선택될 수 있다.
이하, 제1 요소행렬을 위해 피드백되는 채널상태 정보를 제1 채널상태 정보, 제2 요소행렬을 위해 피드백되는 채널상태 정보를 제2 채널상태 정보라 한다.
(1) 제1 채널상태 정보 및 제2 채널상태 정보는 각각은 주기적 또는 비주기적으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 제1 채널상태 정보는 주기적으로 전송되고, 제2 채널상태 정보는 비주기적으로 전송될 수 있다. 이때, 제1 채널상태 정보는 PUCCH 상으로 주기적으로 전송되고, 제2 채널상태 정보는 PUSCH 상으로 비주기적으로 전송될 수 있다.
(2) 제1 채널상태 정보 및 제2 채널상태 정보 모두 주기적으로 전송될 수 있다. 이때, 제1 채널상태 정보는 제1 주기로 피드백되고, 제2 채널상태 정보는 제2 주기로 피드백된다고 가정한다. 예를 들어, 제1 주기는 aTTI이고, 제2 주기는 bTTI일 수 있다(a 및 b는 각각 자연수). 제1 주기 및 제2 주기는 같거나, 서로 다를 수 있다. 제1 주기와 제2 주기는 정수배 관계일 수 있다. 제1 주기는 제2 주기의 정수배이거나, 제2 주기는 제1 주기의 정수배일 수 있다.
(3) 제1 채널상태 정보의 전송 시점과 제2 채널상태 정보의 전송 시점이 겹칠 수 있다. 이 경우, 수신기는 제1 채널상태 정보 및 제2 채널상태 정보 중 하나의 채널상태 정보를 탈락(drop)시킬 수 있다.
이와 같이, 전송기는 프리코딩 행렬 중 일부분에 대한 채널상태 정보만을 피드백받을 수 있다. 이를 통해 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한, 특정 안테나에 대한 채널상태 정보만이 업데이트될 수 있다. 특정 전송 안테나의 채널추정 정확도가 우수한 경우, 특정 전송 안테나에 대한 채널상태 정보를 더 자주 업데이트하거나, 특정 전송 안테나에 대해 피드백되는 채널상태 정보의 양을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 전체 시스템 성능이 최적화될 수 있다.
제1 요소행렬 및 제2 요소행렬 각각은 Nt개의 전송 안테나를 위한 하나의 코드북 내에서 선택될 수 있다. 이때, 제1 요소행렬 및 제2 요소행렬 각각은 서로 다른 코드북 부분집합 내에서 제한적으로 선택될 수 있다. 즉, 하나의 코드북으로부터 다중 코드북 부분집합이 설정될 수 있다.
코드북 기반의 프리코딩에서, 코드북은 유한한 개수의 행렬로 구성된다. 코드북을 구성하는 행렬의 개수는 각 랭크마다 다를 수도 있고, 같을 수도 있다. 예를 들어, 4개의 전송 안테나 및 랭크 r이 1, 2, 3 및 4를 위한 코드북이 각 랭크마다 16개의 행렬로 구성된다고 가정한다. 따라서, 4개의 전송 안테나를 위한 코드북은 총 64개의 행렬로 구성된다. 기지국은 인접 기지국에 대한 간섭량을 조절하기 위하여 코드북을 구성하는 64개의 행렬 중 특정 행렬을 사용하지 못하도록 제한할 수 있다. 이와 같이, 코드북 내 특정 프리코딩 행렬을 사용을 제한하여, 코드북의 부분집합 내에서 행렬이 선택되도록 할 수 있다. 이때, 비트맵(bitmap) 방식으로 코드북을 구성하는 각각의 행렬의 사용 가능 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 코드북이 총 64개의 행렬로 구성되는 경우, 64 비트 길이의 지시자를 이용하여 각 행렬의 사용 가능 여부를 지시할 수 있다. 또는, 다른 형식을 이용하여 특정 그룹단위로 행렬의 사용 가능 여부를 지시할 수도 있다. 코드북의 부분집합 내에서 행렬이 선택되도록 하는 경우, 수신기로부터 피드백되는 채널상태 정보 양이 줄어들 수 있다. 또는, 피드백 오버헤드가 그대로 유지될 수도 있다.
상기 설명된 것과 같이, 프리코딩 행렬은 코드북 내에서 선택된 다수의 요소행렬을 기반으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프리코딩 행렬은 제1 요소행렬 내지 제N 요소행렬(N은 자연수)을 기반으로 생성된다고 가정한다. 제1 요소행렬 내지 제N 요소행렬은 모두 동일한 코드북 내에서 선택될 수 있다. 이때, 제1 행렬 내지 제N 행렬은 각각 독립적인 코드북 부분집합으로부터 선택될 수 있다.
이와 같이, 복수의 요소행렬들이 동일한 코드북 내에서 선택되지만, 기지국은 각 요소행렬들이 서로 다른 코드북 부분집합에서 선택되도록 구성할 수 있다. 각 요소행렬들의 코드북 부분집합은 서로 다르게 구성될 수 있다. 이를 통하여, 복수의 요소행렬 각각은 다른 크기의 피드백 오버헤드를 가지도록 구성될 수 있다. 또는, 복수의 요소행렬 각각은 동일한 피드백 오버헤드를 가질 수도 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 정보 전송 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12를 참조하면, 기지국은 단말에게 하향링크 그랜트를 전송한다(S110). 기지국은 단말에게 하향링크 그랜트를 기반으로 하향링크 정보를 전송한다(S120). 하향링크 정보는 제안된 방법에 의한 프리코딩 기법이 적용되어 전송된다.
하향링크 그랜트는 하향링크 정보가 전송되는 무선 자원을 지시하는 자원 할당 필드, 하향링크 정보에 대한 변조 방식 및 채널 코딩 방식을 지시하는 MCS 필드, MIMO 정보 필드 등을 포함할 수 있다. MIMO 정보 필드는 랭크 정보, 요소행렬 정보 등을 포함할 수 있다.
기지국은 단말에게 상향링크 그랜트를 전송한다(S130). 단말은 기지국에게 상향링크 그랜트를 기반으로 상향링크 정보를 전송한다(S140). 상향링크 정보는 제안된 방법에 의한 프리코딩 기법이 적용되어 전송된다.
상향링크 그랜트는 상향링크 정보 전송을 위한 무선 자원을 지시하는 자원 할당 필드, 상향링크 정보에 대한 변조 방식 및 채널 코딩 방식을 지시하는 MCS 필드, MIMO 정보 필드 등을 포함할 수 있다. MIMO 정보 필드는 랭크 정보, 요소행렬 정보 등을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신을 위한 장치를 나타낸 블록도이다. 기지국(50)은 프로세서(processor, 51) 및 안테나(59)를 포함한다.
프로세서(51)는 안테나(59)와 연결되어, 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로토콜 스택의 계층들은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다. 안테나(59)는 신호를 전송하거나, 수신한다. 안테나(59)는 하나 또는 복수일 수 있다. 기지국(50)은 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다.
단말(60)은 프로세서(61) 및 안테나(69)를 포함한다. 프로세서(61)는 안테나(69)와 연결되어, 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다. 안테나(69)는 전송 신호를 전송하거나, 수신 신호를 수신한다. 안테나(69)는 하나 또는 복수일 수 있다. 단말(60)은 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다.
프로세서(51,61)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 RF부(RF(radio frequency) unit)를 포함할 수 있다. 제안된 전송기는 프로세서(51,61) 내에 구현될 수 있다. 메모리(미도시)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(미도시)에 저장되고, 프로세서(51,61)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(51,61) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(51,61)와 연결될 수 있다.
이와 같이, 무선 통신 시스템에서 효율적인 정보 전송 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 확장된 전송 안테나에 대한 코드북을 새로 구비할 필요 없이, 이미 구비되어 있는 기존 시스템의 코드북을 그대로 이용할 수 있다. 이를 통해 기존 시스템과 호환성이 유지될 수 있다. 호환성이 유지되면, 사용자의 입장에서 편리하고, 사업자의 입장에서도 기존 장비의 재활용을 도모할 수 있다. 전송 안테나 개수가 확장될 때, 유연하게(flexibly) 대처 가능하다. 전송 안테나 개수가 확장되면, 피드백해야하는 채널상태 정보가 지나치게 증가될 수 있다. 기존 코드북을 기반으로 프리코딩 행렬을 생성할 경우, 피드백 오버헤드가 조절될 수 있다. 이를 통해, 무선 통신의 신뢰도가 증가될 수 있고, 전체 시스템 성능이 향상될 수 있다.
당업자는 상술한 설명을 통해 또는 상술한 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들을 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 상술한 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (11)

  1. M개의 안테나; 및
    상기 M개의 안테나와 연결되어,
    상기 M개의 안테나를 통해 전송되는 정보를 프리코딩 행렬을 기반으로 생성하도록 형성되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프리코딩 행렬은 복수의 행렬을 기반으로 생성되되, 상기 복수의 행렬 중 하나의 행렬인 제1 행렬은 N(N＜M)개의 안테나를 위한 코드북 내에서 선택되는 행렬인 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬의 제1 부분행렬은 상기 제1 행렬 및 가중치 행렬의 곱에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 행렬 중 상기 제1 행렬 외 다른 하나의 행렬인 제2 행렬은 상기 코드북 내에서 선택되는 행렬인 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬의 제1 부분행렬은 상기 제1 행렬을 기반으로 생성되고, 상기 프리코딩 행렬의 제2 부분행렬은 상기 제2 행렬을 기반으로 생성되는 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬의 상기 제1 부분행렬 및 상기 제2 부분행렬을 제외한 나머지 부분행렬은 상기 코드북을 기반으로 생성되지 않는 행렬인 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 행렬은 상기 코드북의 제1 부분집합 내에서 선택되고, 상기 제2 행렬은 상기 코드북의 제2 부분집합 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 행렬은 피드백되는 제1 채널상태 정보를 기반으로 선택되고, 상기 제2 행렬은 피드백되는 제2 채널상태 정보를 기반으로 선택되는 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 채널상태 정보는 제1 주기로 피드백되고, 상기 제2 채널상태 정보는 제2 주기로 피드백되되, 상기 제1 주기 및 상기 제2 주기는 정수배 관계인 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 채널상태 정보는 주기적으로 피드백되고, 상기 제2 채널상태 정보는 비주기적으로 피드백되는 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 채널상태 정보는 PUCCH(physical uplink control channel) 상으로 전송되고, 상기 제2 채널상태 정보는 PUSCH(physical uplink shared channel) 상으로 전송되는 것을 특징으로 하는 정보 전송 장치.
  11. 무선 통신 시스템에서 전송기에 의해 수행되는 정보 전송 방법에 있어서,
    프리코딩 행렬을 기반으로 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 정보를 M개의 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 프리코딩 행렬은 복수의 행렬을 기반으로 생성되되, 상기 복수의 행렬 중 하나의 행렬인 제1 행렬은 N(N＜M)개의 안테나를 위한 코드북 내에서 선택되는 행렬인 것을 특징으로 하는 방법.
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