WO2012033290A2 - 송신장치 및 그 통신방법, 수신장치, 그 통신방법 - Google Patents

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    • 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

Definitions

  • the present specification relates to a wireless communication system, and relates to a wireless communication system using a multiple input multiple output antenna (MIMO) at both a transmitting and receiving end.
  • MIMO multiple input multiple output antenna
  • wireless communication systems such as 3GPP, Long Term Evolution (LTE), and LTE-A (LTE Advanced) are high-speed and large-capacity communication systems that can transmit and receive various data such as video and wireless data beyond voice-oriented services.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE Advanced
  • a transmitting apparatus including a precoder, determining beam limitation information for limiting at least one beamforming vector constituting a codebook of the precoder, and transmitting the determined beam limitation information to a receiving apparatus. It is possible to provide a communication method of a transmitting device comprising a step.
  • Another embodiment includes a layer mapper for mapping codewords to layers; A precoder for precoding a data symbol whose codeword is mapped to the layer by the layer mapper using a precoding matrix selected from its codebook; And an antenna array for transmitting signals output from the precoder, wherein the codeword may include beam limitation information for limiting at least one beamforming vector constituting the codebook of the precoder.
  • Another embodiment is a wireless communication system in which a transmitting device including a precoder transmits a signal, the receiving of receiving beam limitation information from the transmitting device limiting at least one beamforming vector constituting a codebook of the precoder. step; And transmitting a channel state information on the codebook of the precoder, except for the beamforming vectors limited in the beam restriction information, to the transmitting apparatus.
  • a receiver may include a channel information feedback device configured to transmit channel state information on a codebook of the precoder generated to the transmitter, excluding an antenna array and beamforming vectors limited by the beam limitation information.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a wireless communication system to which embodiments are applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a transmitting end or a transmitting apparatus (base station) for performing layer mapping and precoding.
  • FIG. 3 illustrates a wireless communication system in which a base station and a terminal exchange beam limitation information and channel state information during beam limitation.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of each of a base station and a terminal according to an embodiment in a MIMO wireless communication system.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a communication method of a transmitting apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a communication method of a receiving apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a wireless communication system to which embodiments are applied.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice and packet data.
  • a wireless communication system includes a user equipment (UE) 10 and a base station 20 (BS).
  • UE user equipment
  • BS base station 20
  • Terminal 10 in the present specification is a generic concept that means a user terminal in wireless communication, WCDMA, UE (User Equipment) in LTE, HSPA, etc., as well as MS (Mobile Station), UT (User Terminal) in GSM ), SS (Subscriber Station), wireless device (wireless device), etc. should be interpreted as including the concept.
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • UE User Equipment
  • HSPA High Speed Packet Access
  • MS Mobile Station
  • UT User Terminal
  • SS Subscriber Station
  • wireless device wireless device
  • a base station 20 or a cell generally refers to a station communicating with the terminal 10, and includes a Node-B, an evolved Node-B, an eNB, a Base Transceiver System (BTS), It may be called other terms such as an access point and a relay node.
  • BTS Base Transceiver System
  • the terminal 10 and the base station 20 are two transmitting and receiving entities used to implement the technology or the technical idea described in the present specification and are used in a comprehensive sense and are not limited by the terms or words specifically referred to.
  • One embodiment may be applied to asynchronous wireless communication evolving into Long Term Evolution (LTE) and LTE-advanced through GSM, WCDMA, HSPA, and synchronous wireless communication evolving to CDMA, CDMA-2000 and UMB.
  • LTE Long Term Evolution
  • GSM Global System for Mobile communications
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • HSPA High Speed Packet Access
  • CDMA Code Division Multiple Access-2000
  • UMB Universal Mobile Broadband
  • the wireless communication system to which the embodiments are applied may support uplink and / or downlink hybrid automatic repeat request (HARQ), and may use a channel quality indicator (CQI) for link adaptation.
  • CQI channel quality indicator
  • multiple access schemes for downlink and uplink transmission may be different. For example, downlink uses Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), and uplink uses Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA). ) Can be used.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • a wireless communication system In order to support high-speed information transmission to a user, a wireless communication system considers using a multiple input multiple output (MIMO) technique in which information is transmitted through the same band using an antenna array including multiple antennas. .
  • MIMO multiple input multiple output
  • the MIMO wireless communication system transmits information on a propagation channel or feedback information on a precoder or precoding matrix (hereinafter referred to as a precoding matrix) suitable for a propagation channel to increase transmission capacity.
  • a precoding matrix a precoder or precoding matrix
  • an implicit feedback technique that delivers codebook based channel information or information on a transmission scheme suitable for a channel is commonly used. It is used in communication systems.
  • the precision of reporting on information is closely related to the size of the codebook or the amount of digital factors included in the codebook. This correlation allows the accuracy of the report to be proportional to the feedback overhead.
  • Codebook restriction or codebook subset restriction techniques are used to use larger size codebooks with less feedback overhead and to increase the accuracy of reporting.
  • Codebook restriction generates codebooks that contain various precoding matrices, and then selects precoding matrices to be used / not used for each cell unit or user equipment in the codebook, Codebook restriction information (hereinafter referred to as "codebook restriction information") for a coding matrix is a technique of using a different codebook for each cell unit or user unit.
  • codebook restriction information hereinafter referred to as "codebook restriction information”
  • the entire wireless communication system has a large codebook, but each cell or codebook used by each user consists of a subset of the codebook, which is small in size and consists of only precoding matrices suitable for a given environment. Coding gain can be increased.
  • the codebook restriction or codebook regeneration technique varies greatly depending on the construction of the codebook.
  • the present invention provides a codebook restriction scheme suitable for codebooks used in new wireless communication systems.
  • the commercial communication system uses an implicit feedback technique for digitally factoring channel information instead of an explicit feedback technique for directly transmitting channel information to a transmitter, and further reduces feedback overhead. If necessary, use additional codebook restriction techniques.
  • the implicit feedback technique is to limit the information to be reported to the transmitter by a finite number of digital information, and to select and select the digital information that is considered most effective in expressing the channel information measured in each reporting period.
  • This is a technique for reporting a factor indicating digital information to a transmitting end, for example, a base station.
  • a set of information consisting of finite numbers of digital information values must be designed, and the set of designed digital information is called a codebook.
  • Codebooks can be designed in two ways: 1) Codebooks are designed to represent channel information as finite (N) digital information. In consideration of all channel information that can be measured by a receiver, for example, a terminal, N digital values that can represent the channel information most effectively are selected and designed as a codebook. The receiving end compares the digital values registered in the codebook with the measured channel information in each reporting period, selects a digital value that best represents the measured channel information, and delivers it to the transmitting end. 2) Measure channel information and transmit information about the transmission scheme that is considered most suitable for use in the channel.
  • This method has the advantage that the codebook can be designed with a small number (K, K ⁇ N) of digital information compared to the explicit feedback method, and it is Long Term Evolution (LTE) or Long Term Evolution-Advanced (LTE-A). ),
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • the implicit feedback technique can be used by transmitting information on the precoder matrix determined to be suitable for the measured channel to the transmitter.
  • a channel information is reported using a codebook consisting of four digital information in a MIMO system using two antennas, each of a transmitter and a receiver.
  • the receiver When the receiver measures the following channel, it may be as follows.
  • the receiver reports a factor of “0” to the transmitter.
  • the number of digital information included in the codebook is four, at most two bits are used for reporting channel information in order to consider all reportable cases.
  • codebook restriction a method of selecting digital information which is determined not to be used by a specific terminal or a base station among digital information values registered in the basic codebook and setting it not to use.
  • FIG. 2 is a block diagram of a transmission terminal or a transmission apparatus (base station) that performs layer mapping and precoding.
  • a transmitting end or a transmitting device (base station) 50 that performs layer mapping and precoding is ranked through layer mapping of the layer mapper 52 in downlink.
  • Signals 1 to 4 are generated, and one of 16 precoder matrices is selected for each rank, and precoding is performed by the precoder 52.
  • Table 1 shows how to apply codebook restrictions.
  • the limiting factors a 0 to a 63 are selected for each of 64 digital information values in relation to the codebook limitation.
  • Each factor is “on”, meaning that the digital information corresponding to that factor is not used for reporting.
  • the digital information corresponding to a 0 ⁇ a 31 is not used for reporting.
  • the remaining 32 digital information values are marked using an index of 0 to 31, and the channel information or transmission method suitable for the channel is reported to the transmitter through a 5-bit feedback overhead.
  • LTE rel-8 Long Term Evolution release-8
  • LTE rel-8 Long Term Evolution release-8
  • each digital factor registered in the codebook corresponds to one precoder matrix, and a 1: 1 correspondence between each factor and the precoder matrix is established.
  • a wireless communication system uses a technique of applying a different precoding matrix for each subband, and precoding and Increase the accuracy of the feedback information.
  • the subband precoder matrix is divided into the "broadband portion" and the "subband portion” to reduce the feedback overhead increase caused by the PMI feedback per subband, compared to the conventional technique of reporting one PMI over the entire band.
  • the terminal may report this separately.
  • the bit required to report precoding-related information of each subband is N
  • the technique uses "wideband portion information" using K bits and "subband portion information” using L bits. Separate by. Since information that can be expressed using N bits is divided into two pieces of information that are represented using K and L bits, respectively, the condition of L ⁇ N can be satisfied and K + L> N according to the partitioning method. If the entire band consists of M subbands, the partitioning scheme requires feedback overhead of NM bits, while the partitioning scheme requires K + LM bits. In the case of K + LM ⁇ NM, the feedback overhead is reduced.
  • a feedback scheme of precoder structure and precoder matrix information may be as follows.
  • the wireless communication system performs the following dual structure precoding as shown in FIG. 4 in downlink transmission, and the overall operation of the precoding may be composed of two parts as follows. .
  • V n M is defined as Equation 2 below, and beamforming may be performed according to a signal transmission and reception direction.
  • a may be 1 or j, but is not limited thereto.
  • W1 may coincide with the spatial covariance of the dual polarized antenna array polarized at a constant distance as described with reference to FIG. 4.
  • Equation 1 Can perform co-phasing to correct for phase mismatch between antenna groups.
  • a characteristic of the precoder having the dual structure shown in FIG. 4 is that when the terminal reports channel state information for W1 and W2, the frequency bands to which W1 and W2 respectively correspond are different.
  • the UE can report one W1 and a plurality of W2s within a reporting period, and transmits one digital factor indicating W1 for all bands for which the UE wants to receive a signal, and multiple subbands for all bands. Inversely, the digital factor values determined to be suitable for use as W2 in each subband may be reported to the base station.
  • the reason for using the above scheme is to perform precoding using a different precoder matrix for each subband.
  • W1 and W2 may have a structure as follows.
  • the W1 matrix may be formed of non-adjacent beams.
  • each element of the codebook for reporting W1 is composed of a combination of a plurality of beam forming vectors, and as shown in Equation 4 above, each beam forming vector is two. It may be included in more than W1 k.
  • the 32 beamforming vectors of Equation 2 are represented by the beam indices n of 0 to 31 in the case of a transmission terminal including 8 antennas.
  • V 0 32 (1 , 1, e j ( ⁇ / 16) , e j (2 ⁇ / 16) ⁇
  • V 1 32 (1, e j ( ⁇ / 16) , e j (2 ⁇ / 16) , e j (3 ⁇ / 16) ⁇
  • V 2 32 (1, e j (2 ⁇ / 16) , e j (3 ⁇ / 16) , e j (4 ⁇ / 16) ⁇
  • V 31 32 (0, e j (31 ⁇ / 16) , e j (32 ⁇ / 16) , e j (33 ⁇ / 16) ⁇ .
  • W2 may be defined as in Equation 5. At this time, the operation of selecting one of a plurality of beam forming vectors included in W1 k and co-phasing are performed at the same time.
  • e i M may be a vector of length M having an i-th element of 1 and a remainder of 0.
  • a simpler example is as follows.
  • W1 PMI1 ⁇ W2 PMI2 described with reference to Equations 3 to 6 may be expressed as follows.
  • the UE examines the precoder matrix or beam forming vector to be used for each subband when reporting the precoder matrix, and searches N vectors (four according to the example of Equation 4) that are determined to be most frequently used. It is selected and defined as broadband part information and reported through PMI1. Equation 4 is an example of a case in which the UE selects four adjacent beamforming vectors when reporting broadband information. In addition to selecting the broadband portion information, the subband portion information is also determined and reported to the base station using PMI2.
  • the beam restriction in the feedback scheme of the precoder structure and the precoder matrix information is as follows.
  • the aforementioned dual structure precoder enables signal transmission through a different beam for each subband when transmitting a signal to each terminal, and also reduces feedback overhead through dual structure feedback. Has an effect.
  • codebook restriction is as follows.
  • the base station After the base station observes the channel condition for a long time, the base station examines the codebook element that the terminals connected to it are not expected to report or have a very low probability of reporting. Alternatively, the precoder matrix that will not be used when transmitting a signal to the terminal due to inter-cell interference occurs is examined.
  • the base station regenerates the codebook specialized for the base station based on the above-mentioned contents, and transmits information on codebook elements not to be used to the terminal.
  • the terminal After acquiring the terminal, the terminal regenerates the codebook in the same manner as the base station, and reports information on the precoder matrix to the base station using the specialized codebook. In the above process, the size of the codebook is reduced from L to M, so that the number of bits required to report the precoder matrix in Decreases.
  • a codebook has a characteristic that is distinct from the rel-8 codebook.
  • Each terminal selects a beam forming vector to be used to receive a signal in each subband, and the selected beam forming vector may be represented by a combination of two precoder matrices.
  • Each beam forming vector may be represented by a combination of two or more.
  • the beamforming vector (beam forming vector) not to be used by each terminal or the base station is represented as a codebook limitation, it is difficult to accurately indicate the limitation.
  • an element of W1 is selected in the manner illustrated in Equation 4, it may be as follows.
  • PMI1 is defined by the equation (4).
  • six of the PMI1 having the number of 16 cases are limited, 4 bits are required for PMI1 feedback regardless of the limitation, and therefore, feedback overhead reduction due to the limitation cannot be expected.
  • a communication method according to another embodiment of the present invention provides a method of beam restriction in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention. That is, in order to solve the problem of inefficiency of codebook limitation, another embodiment of the present invention provides beam restriction.
  • the base station may notify the terminal or the terminal may notify the base station.
  • the base station or the terminal may directly report whether each of the beam forming vectors is used without considering the structure of W1 or W2.
  • the beam restriction information may be expressed in a bitmap format, but is not limited thereto and may be expressed in various formats.
  • the beam limitation information may be "11111111111111110000000000000000" (16 "1" and 16 "O") from the front.
  • the beam limitation information may be “11111111001111111100000000000000”.
  • the number of limiting beamforming vectors has been exemplarily described, the present invention is not limited thereto. Further, the number of limiting beamforming vectors may be fixed or variable for a certain time. For example, if the channel condition is good, the number of the same beamforming vectors may be limited.
  • the beam limitation information may be transmitted from the base station to the terminal through downlink control information, for example, an RRC signal through a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the beam limitation information may be transmitted from the base station to the terminal through another channel such as a physical downlink control channel (PDCCH) in addition to the PDSCH.
  • the beam limitation information can be transmitted from the base station to the terminal periodically or aperiodically by determining a transmission period or a transmission condition in the upper layer.
  • the number of cases of PMI1 was reduced from 16 to 8 by limiting 16 beam forming vectors of 32, resulting in 1-bit feedback overhead reduction. That is, the overhead reduction due to the limitation can be reflected.
  • the communication method according to another embodiment of the present invention may generate a "specialized codebook" reflecting beam restriction, and then implement CL-MIMO using the specialized codebook.
  • FIG. 3 illustrates a wireless communication system in which a base station and a terminal exchange beam limit information and channel state information when beam limitation is performed.
  • the base station and the terminal before the beam is limited by the beam limitation information the codebook is referred to as the "basic codebook”, and the codebook after the beam limitation is referred to as "specialized codebook" to distinguish both.
  • the wireless communication system 100 stores at least one terminal, for example, n terminals 110, in the base station 120 and the base station 120, similarly to the wireless communication system of FIG. 1. It may include.
  • the terminals 110 may be terminals currently connected or attempting additional access, but only one terminal is shown in FIG. 3.
  • the base station 120 includes a multi-stage precoder including at least two first and second precoders as described below.
  • the base station 120 includes N first precoding matrices used for the first precoder and M second precodes used for the second precoder and the basic first codebook 122 representing the first indexes for indexing them.
  • a second codebook 124 representing the coding matrices and the second indexes indexing them may be stored or generated.
  • the basic first codebook 122 may be W1 described above with reference to Equations 4 to 7
  • the second codebook 124 may be W2 described above with reference to Equations 4 to 7. The opposite may be true.
  • each element of the codebook for reporting W1 is composed of a combination of a plurality of beam forming vectors, and as shown in Eq. beamforming vector) may be included in two or more W1 k .
  • W2 simultaneously performs a task of selecting one of a plurality of beam forming vectors included in W1 k and a co-phasing operation.
  • the base station 120 may transmit beam restriction information to the terminal 110, as described with reference to Equation 10. This can solve the problem of inefficiency of the codebook limitation as described above.
  • the beam limitation information is information for limiting some of the beamforming vectors constituting the basic first codebook 122.
  • the base station or the terminal may directly report whether the base station 120 uses each of the beam forming vectors without considering the structure of the W1 or W2.
  • the beam limitation information may be "11111111111111110000000000000000" (16 "1" and 16 "O" from the front.
  • the number of limiting beamforming vectors has been exemplarily described, the present invention is not limited thereto. Further, the number of limiting beamforming vectors may be fixed or variable for a certain time. For example, if the channel condition is good, a large number of identical beamforming vectors may be limited, and vice versa, a small number of identical beamforming vectors may be limited.
  • the base station 120 transmits beam limit information 128 for limiting some of the beamforming vectors constituting the first codebook 122.
  • the base station 120 may transmit codebook restriction information for restricting at least one of the first codebook 122 or the second codebook 124 to the terminal, and transmit the codebook restriction information to the terminal and transmit the beam limitation information. It may optionally be done.
  • the sender side base station 120 transmits a reference signal, and the receiver side terminal 110 uses the reference signal.
  • the channel can be estimated.
  • the terminal 110 may estimate the downlink channel during downlink transmission.
  • the terminal 110 may estimate a channel of each subband.
  • the base station 120 may estimate the uplink channel during uplink transmission.
  • the specific signal or symbol is variously named as a reference signal, a reference symbol, a pilot symbol, etc., but in this specification, the specific signal or symbol is referred to as a reference signal, but is not limited to the term. Do not.
  • the reference signal is not only used for the estimation of the frequency domain channel but may also be used for position estimation, control information transmission / reception, transmission / reception of scheduling information, transmission / reception of feedback information, and the like, which are necessary in a wireless communication process between the terminal and the base station.
  • reference signals in uplink transmission include DM-RS (Demodulation RS) and SRS (Sounding RS).
  • Reference signals in downlink transmission include DM-RS (Demodulation RS), CRS (Cell-specific RS), MBSFN RS, and UE-specific RS.
  • CSI-RS as a reference signal transmitted from a base station in order to acquire channel state information (CSI) of a center cell or neighbor cells in the terminal 20 during downlink transmission.
  • the CSI-RS may be used to report a Channel Quality Indicator (CQI) / Precoder Matrix Index (PMI) / Rank Index (RI).
  • CQI Channel Quality Indicator
  • PMI Precoder Matrix Index
  • RI Rank Index
  • the terminal 110 includes a plurality of first precoding matrices used in the first precoder and a basic first codebook 112 and a second precoder representing the first indexes indexing them.
  • a second codebook 114 representing the M second precoding matrices used and the second indexes indexing them may be stored or generated.
  • the first codebook 112 and the second codebook 114 are the same or the same as the first codebook 122 and the second codebook 124 stored in the base station 120, respectively. Can be generated.
  • the terminal 110 may receive the above-described beam limit information 128 from the base station 120.
  • the beam limitation information 128 may directly include whether to use each of the beam forming vectors.
  • the beam restriction information may be expressed in a bitmap format, but is not limited thereto and may be expressed in various formats.
  • the beam limitation information may be transmitted from the base station to the terminal through downlink control information, for example, an RRC signal through a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the beam limitation information may be transmitted from the base station to the terminal through another channel such as a physical downlink control channel (PDCCH) in addition to the PDSCH.
  • the beam limitation information can be transmitted from the base station to the terminal periodically or aperiodically by determining a transmission period or a transmission condition in the upper layer.
  • the terminal 110 may sequentially generate or calculate new specialized codebooks for other beamforming vectors except for beamforming vectors whose usage is limited in the beam restriction information 128 according to the beam limitation information 128 as shown in Equation 12. .
  • the first codebook 112 of the terminal 110 receives the beam restriction information 128 from the basic codebook before transmitting the beam restriction information 128 and then restricts the use of the beam restriction information 128.
  • a specialized codebook generated or calculated with other beamforming vectors other than the formation vectors see Equation 12).
  • the terminal 110 may report / feed back the thus-formed first channel state information 132 for the one selected from the specialized first codebook 112 to the base station 120.
  • each terminal 110 may determine a second precoding matrix and report / feed back the second channel state information 134 of the second precoding matrix to the base station 120.
  • the second channel state information 134 may be reported / feedback to the base station 120.
  • the base station 120 uses the channel state information 132 and 134 reported from each terminal 110 as the new beamforming vectors except for the beamforming vectors whose use is restricted in the beam restriction information 128.
  • the precoding matrices of the first precoder and the second precoder are determined from the generated first codebook 122 and the second codebook 124, which are sequentially generated or calculated, and the data symbols are used. Precode.
  • the first codebook 122 of the base station 120 transmits the beam restriction information 128 from the basic codebook before transmitting the beam restriction information 128 and then restricts the use of the beam restriction information 128.
  • a specialized codebook generated or calculated with other beamforming vectors other than the formation vectors (see Equation 12).
  • the base station 120 finally transmits the precoded signal to the terminal 110.
  • the terminal 110 decodes the original data after receiving the signal.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of each of a base station and a terminal according to an embodiment in a MIMO wireless communication system.
  • the MIMO wireless communication system 400 may include a terminal 410 and a base station 420.
  • the terminal 410 and the base station 420 perform a process of exchanging beam limit information and channel state information by the base station and the terminal in the beam limiting wireless communication system described with reference to FIG. 3.
  • the terminal 410 is an antenna array 411 for receiving a signal through a downlink channel and a post-decoder 412 for processing the received signal and decoding the original data symbol using a precoding matrix. And an information feedback device 414.
  • Antenna array 411 may use multiple antennas.
  • the antenna array 411 may form a polarized antenna array.
  • an array may be implemented using a dual polarized antenna array in which two antennas having different polarizations are alternately installed.
  • the post decoder 412 corresponds to the first precoder 422 and the second precoder 424 of the base station 420.
  • the post decoder 412 transmits the received reference signal to the channel information feedback device 414.
  • the antenna array 411 may receive the above-described beam limit information from the base station 420 through downlink control information, for example, an RRC signal through a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • the beam limitation information may be received from the base station 420 to the terminal through another channel such as a physical downlink control channel (PDCCH) in addition to the PDSCH.
  • the post decoder 412 may decode a signal received through the PDSCH into original beam limit information using a precoding matrix.
  • the channel information feedback device 414 may receive the reference signal and estimate the channel using the reference signal.
  • the channel information feedback device 414 may generate channel information including the first channel state information and the second channel state information described with reference to FIG. 3.
  • the channel information feedback device 414 may feed back this channel information to the base station 420.
  • the channel information feedback device 414 determines the thus formed first channel state information 132 and the second precoding matrix for the selected one from the specialized first codebook 112 and the second to the second precoding matrix.
  • the channel state information 134 may be reported / feedback to the base station 120.
  • the base station 420 includes a layer mapper 421 for mapping a codeword to a layer, a precoder 425 for precoding the layer-mapped data symbols using a precoding matrix, and a precoded signal on air. It includes an antenna array 428 to transmit to.
  • the precoder 425 may include a first precoder 422 and a second precoder 424 for precoding data symbols. In this case, the first precoder 422 and the second precoder 424 may precode the data symbols by their first precoding matrix and the second precoding matrix, respectively.
  • the two precoders 422 and 424 do not have a physical form but perform precoding. It can be a logical operation block.
  • the base station 420 may transmit the above-described beam limitation information to the terminal 410 through downlink control information, for example, an RRC signal through a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the base station 420 may transmit the beam limitation information to the terminal 410 through another channel such as a physical downlink control channel (PDCCH) in addition to the PDSCH.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the layer mapper 421 layer-maps the above-described beam limitation information into codewords, and the two-stage precoder 425 precodes the layer-mapped data symbols using a precoding matrix, and the antenna array 428. May transmit this precoded signal to the air.
  • Antenna array 428 of base station 420 may use multiple antennas.
  • the antenna array 428 may form a polarized antenna array.
  • an array may be implemented using a dual polarized antenna array in which two antennas having different polarizations are alternately installed.
  • the antenna arrays 411 and 428 are exemplarily described as using a dual polarized antenna array, but the present invention is not limited thereto.
  • the base station 420 may report / feed back the first channel state information and the second channel state information from the channel information feedback device 414 of the terminal 410 through the antenna array 428.
  • the base station 420 sequentially generates or calculates new specialized codebooks using other beamforming vectors except for beamforming vectors whose usage is limited in the beam restriction information based on the channel state information reported from each terminal 410.
  • Precoding matrices of the first precoder 422 and the second precoder 424 are determined in the specialized first codebook and the second codebook, and the data symbols are precoded using the precoding matrices.
  • the first codebook of the base station 420 is generated with other beamforming vectors except beamforming vectors whose use is restricted in the beam restriction information after the beam restriction information is transmitted from the basic codebook before the beam restriction information is transmitted.
  • Calculated specialized codebook see Equation 12).
  • the feedback period or the interval between the first channel state information and the second channel state information may be different.
  • the first channel state information may be fed back to the base station 420 in a short term
  • the second channel information may be fed back to the base station 420 in a long term.
  • the long period / long term and the short period / short term mean relative to each other
  • the long period / long term means a longer period than the short period / short term.
  • the MIMO wireless communication system for transmitting and receiving codebook restriction information and channel ecological information has been described above.
  • a communication method of a transmission apparatus according to another embodiment will be described.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a communication method of a transmitting apparatus according to another embodiment.
  • a communication method 600 of a transmission apparatus includes a layer mapping step of mapping a codeword to a layer (S610), a precoding step of precoding symbols (S620), and two or more antennas. It may include a transmission step (S630) for propagating the precoded symbol through the air. Since the layer mapping step S610, the precoding step S620, and the transmission step S630 are the same as described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the communication method 600 of the base station may transmit beam restriction information for limiting each beamforming vector to the terminal 410.
  • the beam limitation information may be transmitted from the base station 420 to the terminal 410 through downlink control information, for example, an RRC signal through a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the beam limitation information may be transmitted from the base station 420 to the terminal 410 through another channel such as a physical downlink control channel (PDCCH) in addition to the PDSCH.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the beam limitation information can be transmitted from the base station to the terminal periodically or aperiodically by determining a transmission period or a transmission condition in the upper layer.
  • the beam limitation information may be mapped to a layer as a downlink control signal.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a communication method of a receiving apparatus according to another embodiment.
  • a communication method 700 of a receiver apparatus receives beam limitation information receiving step S710 for receiving beam limitation information from a transmitter, and transmits first channel state information and second channel state information to the transmitter.
  • beam limitation information (128 of FIG. 3) may be received from the base station.
  • the beam limitation information 128 may directly include whether to use each of the beam forming vectors.
  • the terminal 110 In operation S720, the terminal 110 generates new codebooks other than beamforming vectors other than beamforming vectors whose use is limited in the beam limitation information 128 according to the beam limitation information 128. Can be generated or calculated sequentially.
  • the terminal 110 may report / feed back the first channel state information 132 thus formed to the base station 120.
  • each terminal 110 may determine a second precoding matrix and report / feed back the second channel state information 134 of the second precoding matrix to the base station 120.
  • Embodiments as described above may be applied to uplink / downlink MIMO systems, as well as a single cell environment, as well as a coordinated multi-point transmission / reception system (CoMP) and heterogeneous networks. It may be applied to all uplink / downlink MIMO systems.
  • CoMP coordinated multi-point transmission / reception system
  • Ranks 3 to 8 may apply the same manner or system.
  • W1 is 8 adjacent overlapping beams, for example When expressed as a beam index, ⁇ 0,1,2,... , 7 ⁇ , ⁇ 4,5,6,... , 11 ⁇ , ⁇ 8,9,10,... , 15 ⁇ , ⁇ 12,.. , 15,0,... , 3 ⁇ can be used.
  • W2 may use 16 codebooks or codewords in rank 3 and 8 codebooks or codewords in rank 4.
  • the codebook itself may be limited as described in the above embodiment, but some of the beamforming vectors or beams constituting the codebook may be limited and the codebook may be configured as the rest.
  • beam limiting information for limiting beamforming vectors or beams constituting the codebook in one codebook of two precoders is provided.
  • the terminal receives the digital index information (PMI) for the codebook selected from the specialized codebook.
  • a precoder consists of only one precoder and consists of beamforming vectors or beams of a codebook for the precoding matrix for this precoder and limits at least one of the beamforming vectors or beams. You can also send information.
  • the precoder consists of three or more precoders and constitutes a codebook for the precoding matrix for one of the precoders with beamforming vectors or beams and at least one of the beamforming vectors or beams. You can also send beam limit information that limits one.
  • a dual polarization antenna array has been described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • it may be a multi-polarized antenna array, such as a triple polarized wave or quadrupole antenna array.
  • the present invention is not limited to the polarized antenna array but may be applicable to a general antenna array.

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Abstract

본 발명의 실시예는 무선통신시스템에 관한 것으로서, 송수신단 모두에서 다중입력 다중출력 안테나(MIMO)를 이용하는 무선통신시스템에 관련된 것이다.

Description

송신장치 및 그 통신방법, 수신장치, 그 통신방법
본 명세서는 무선통신시스템에 관한 것으로서, 송수신단 모두에서 다중입력 다중출력 안테나(MIMO)를 이용하는 무선통신시스템에 관련된 것이다.
통신 시스템이 발전해나감에 따라 사업체들 및 개인들과 같은 소비자들은 매우 다양한 무선 단말기들을 사용하게 되었다.
현재의 3GPP, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced)등의 무선통신시스템은 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 데이터를 송수신 할 수 있는 고속 대용량의 통신 시스템으로서, 유선 통신 네트워크에 준하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있을 뿐 아니라, 정보 손실의 감소를 최소화하고, 시스템 전송 효율을 높임으로써 시스템 성능을 향상시킬 필요가 있었다.
일 실시예는, 프리코더를 포함하는 송신장치에서, 상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 결정하는 단계 및 결정한 상기 빔제한정보를 수신장치에 전송하는 단계를 포함하는 송신장치의 통신방법을 제공할 수 있다.
다른 실시예는, 코드워드를 레이어에 매핑하는 레이어 맵퍼; 상기 코드워드가 상기 레이어 맵퍼에 의해 상기 레이어에 매핑된 데이터심볼을 자신의 코드북에서 선택한 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩하는 프리코더; 및 프리코더로부터 출력된 신호들을 전송하는 안테나 어레이를 포함하며, 상기 코드워드는, 상기 프리코더 의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 포함하는 송신장치를 제공할 수 있다.
또다른 실시예는 프리코더를 포함하는 송신장치가 신호를 송신하는 무선통신시스템에서, 상기 송신장치로부터 상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 수신하는 수신단계; 및 상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 상기 프리코더의 코드북에 대한 채널상태정보를 상기 송신장치에 전송하는 전송단계를 포함하는 수신장치의 통신방법을 제공할 수 있다.
또다른 실시예는, 프리코더를 포함하는 송신장치가 신호를 송신하는 무선통신시스템에서, 상기 송신장치로부터 상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 수신하는 안테나 어레이 및 상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 상기 프리코더의 코드북에 대한 채널상태정보를 상기 송신장치에 전송하는 채널정보 피드백장치를 포함하는 수신장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예들이 적용되는 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 레이어 맴핑(layer mapping) 및 프리코딩(precoding)을 수행하는 전송단 또는 전송장치(기지국)의 단면도이다.
도 3은 빔제한시 기지국과 단말이 빔제한정보와 채널상태정보를 교환하는 무선통신시스템을 도시하고 있다.
도 4는 MIMO 무선통신시스템에서 일실시예에 따른 기지국과 단말 각각의 구성도이다.
도 5은 또다른 실시예에 따른 송신장치의 통신방법의 흐름도이다.
도 6은 또다른 실시예에 따른 수신장치의 통신방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 실시예들이 적용되는 무선통신시스템을 도시한다.
무선통신시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.
본 명세서에서의 단말(10)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
기지국(20) 또는 셀(cell)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node) 등 다른 용어로 불릴 수 있다
본 명세서에서 단말(10)과 기지국(20)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.
일실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 등에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시예들이 적용되는 무선통신시스템은 상향링크 및/또는 하향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 지원할 수 있으며, 링크 적응(link adaptation)을 위해 CQI(channel quality indicator)를 사용할 수 있다. 또한, 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있으며, 예컨데, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있다.
무선통신시스템은 사용자에게 고속 정보 전송을 지원하기 위해서 다중 안테나를 포함하는 안테나 어레이를 사용하여 동일 대역을 통해 정보를 전달하는 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 기법의 사용을 고려하고 있다.
한편, 효과적인 MIMO 시스템 구현을 위해, MIMO 무선통신시스템은 전송 용량 증대를 위해 전파 채널에 대한 정보 또는 전파 채널에 적합한 프리코더 또는 프리코딩 행렬(이하 프리코딩 행렬이라 함)에 대한 피드백정보를 전송장치에 제공하여야 한다. 이때 전자는 큰 피드백 오버헤드를 요구하는 반면, 후자는 상대적으로 적은 피드백 오버헤드를 요구한다.
이때 적은 피드백 오버헤드로 피드백정보를 기지국 또는 전송장치에 피드백하는 CL-MIMO(closed loop MIMO)을 구현하기 위하여 코드북 기반 채널 정보 또는 채널에 적합한 전송 기법에 대한 정보를 전달하는 암시적 피드백 기법이 상용 통신 시스템에서 사용되고 있다. 정보에 대한 보고의 정밀도는 코드북의 크기 또는 코드북에 포함된 디지털 인자들의 양과 밀접한 관계가 있으며, 이러한 상관 관계는 보고의 정밀도와 피드백 오버헤드가 비례하도록 한다. 보다 적은 피드백 오버헤드로 보다 큰 크기의 코드북을 사용하고 보고의 정밀도를 증가시키기 위하여 코드북제한(codebook restriction) 또는 코드북 서브세트 제한(codebook subset restriction) 기법이 사용된다.
코드북 제한기법 기법의 개요는 다음과 같다. 즉 1) 정보 보고에 사용될 것이라 판단되는 대단히 많은 수의 디지털 정보값을 사용하여 큰 코드북을 설계한다. 2)주어진 상황에 맞추어 상기 코드북의 일부분을 사용하여 작은 크기의 "특화된" 코드북을 재생성한다. 3) 상기 "특화된" 코드북을 사용하여 정보 보고를 수행한다.
코드북제한(codebook restriction)은 다양한 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북을 생성한 후 코드북에서 각 셀(cell) 단위 또는 사용자(User Equipment) 단위로 사용할/사용하지 않을 프리코딩 행렬을 선정하고 사용하지 않을 프리코딩 행렬에 대한 코드북제한정보(이하, "코드북제한정보"라 함)를 통해 각 셀 단위 또는 사용자 단위로 다른 코드북을 사용하는 기법이다. 이 코드북제한 기법의 사용시 무선통신시스템 전체는 큰 크기의 코드북을 가지지만 각 셀 또는 각 사용자가 사용하는 코드북은 코드북의 서브세트로 구성되어 크기가 작으면서 주어진 환경에 적합한 프리코딩 행렬만으로 구성되어 프리코딩 게인을 증가시킬 수 있다.
상기 기법에서 코드북 제한 또는 코드북 재생성 기법은 코드북의 구성법에 의해 크게 달라진다. 본 발명은 새로운 무선통신시스템에 사용되는 코드북에 적합한 코드북 제한 기법을 제공한다.
구체적으로 MIMO 기법의 성능 향상을 위해 보다 정밀한 채널 정보의 보고가 요구된다. 보다 정밀한 채널 정보를 전달하고자 하는 시도는 필연적으로 채널 정보를 보고하기 위해 필요한 피드백 오버헤드를 증가시키며, 이는 양방향 통신을 수행하여야 하는 상용 통신 시스템의 부하를 증가시켜 시스템이 지원할 수 있는 통신 용량을 제한한다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 상용 통신 시스템은 채널 정보를 직접적으로 전송단에 전달하는 명시적 피드백 기법 대신 채널에 대한 정보를 디지털 인자화하여 전달하는 암시적 피드백 기법을 사용하며, 피드백 오버헤드를 더욱 감소시켜야 할 필요가 있을 시 코드북 제한 기법을 추가로 사용한다.
암시적 피드백 기법이란, 수신단이 전송단에 보고하여야 할 정보를 유한개의 디지털 정보값들로 제한하고, 각 보고 주기에서 측정한 채널 정보를 표현하기에 가장 효과적이라 생각 되는 디지털 정보를 선정하고 선정된 디지털 정보를 지시하는 인자를 전송단, 예를 들어 기지국에 보고하는 기법이다. 상기 기법의 수행을 위해서는 유한개를 디지털 정보값들로 구성된 정보들의 집합을 설계하여야 하며, 설계된 디지털 정보들의 집합을 코드북이라 한다.
코드북은 다음의 두 가지 방식으로 설계 가능하다. 1) 채널 정보를 유한개(N개)의 디지털 정보로 나타내기 위하여 코드북을 설계한다. 수신단, 예를 들어 단말에서 측정 가능한 모든 채널 정보를 고려하여 상기 채널 정보를 가장 효과적으로 표현 가능한 N가지의 디지털 값을 선정하고 이를 코드북으로 설계한다. 수신단은 각 보고 주기에서 코드북에 등록된 디지털 값들(codeword)과 측정된 채널 정보를 비교하여 측정된 채널 정보를 가장 잘 표현할 수 있는 디지털 값을 선정하고 이를 전송단에 전달한다. 2) 채널 정보를 측정하고 상기 채널에 사용되기에 가장 적합하다 생각되는 전송 기법에 대한 정보를 전송단에 전달한다. 이 방식은 명시적 피드백 방식에 비하여 적은 개수(K개, K<N)의 디지털 정보들로 코드북을 설계할 수 있다는 장점이 있으며, LTE(Long Term Evolution)나 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 기법의 경우 측정된 채널에 사용되기에 가장 적합하다 판단되는 프리코더 행렬에 대한 정보를 전송단에 전달하는 방식으로 암시적 피드백 기법을 사용할 수 있다.
아래는 코드북을 사용하는 암시적 피드백 기법(implicit feedback)의 예시적으로 설명한다.
전송단과 수신단 각각 2 개의 안테나를 사용하는 MIMO 시스템에서 아래와 같이 4 개의 디지털 정보로 구성된 코드북을 사용하여 채널 정보를 보고하는 경우를 가정한다.
Figure PCTKR2011006085-appb-I000001
수신단이 아래와 같은 채널을 측정하였을 경우 다음과 같을 수 있다.
Figure PCTKR2011006085-appb-I000002
상기 채널과 가장 유사한 디지털 정보 값은 H0라 할 수 있으니 수신단은 “0”라는 인자를 전송단에 보고한다. 상기의 인자를 전달함에 있어, 코드북에 포함된 디지털 정보의 수가 4개이므로, 보고 가능한 모든 경우를 고려하기 위하여 최대 2비트가 채널 정보 보고에 사용된다.
상기의 방식을 사용함에 있어 4개의 디지털 정보 대신 8개 또는 그 이상의 디지털 정보를 사용하여 코드북을 생성한다면 보고의 정확도를 증가시키는 것이 가능하다. 그러나 코드북의 크기 증가는 필연적으로 디지털 정보를 보고하기 위해 필요한 비트의 수를 증가시키며 이를 해결하기 위하여 코드북 제한 기법이 사용된다. 코드북 제한 기법의 개요는 아래와 같다.
상용 통신 시스템 설계 시, 수신단이 보고할 것이라 예상되는 수많은 경우를 고려하여 매우 큰 크기의 코드북(기본 코드북)을 설계한다. 기지국 또는 단말은 상기 코드북을 사용하여 채널 정보를 보고함에 있어, 상기 코드북에 등록된 디지털 정보값들 중 보고하여야 할 정보를 선정될 가능성이 매우 낮다 판단되는 디지털 정보 값들을 소거하여 보다 작은 크기의 “특정 단말 또는 기지국에 특화된 코드북”을 선정하며, 상기의 코드북을 사용하여 정보를 보고한다. 상기와 방식으로 “특화된” 코드북은 기본 코드북보다 크기가 작아 보다 적은 양의 비트로 정보를 보고하는 것을 가능하게 하며, 또한 기본 코드북에 등록된 디지털 정보값들 중 사용되지 않을 값들만을 제거하였으므로 기본 코드북과 동일한 정밀도로 정보를 보고하는 것이 가능하게 한다. 상기의 방식에서, 기본 코드북에 등록된 디지털 정보값들 중 특정 단말 또는 기지국이 사용하지 않을 것이라 판별되는 디지털 정보를 선정하고 이를 사용하지 않도록 설정하는 법을 코드북 제한이라 한다.
도 2는 레이어 맴핑(layer mapping) 및 프리코딩(precoding)을 수행하는 전송단 또는 전송장치(기지국)의 구성도이다.
LTE의 경우 레이어 맴핑(layer mapping) 및 프리코딩(precoding)을 수행하는 전송단 또는 전송장치(기지국, 50)는 하향링크(downlink)에서 레이어 맵퍼(52)의 레이어 맵핑(layer mapping)을 통해 rank 1~4의 신호를 생성하며 각 rank에 대하여 16가지 프리코더 행렬 중 하나를 선정하여 프리코더(52)에 의해 프리코딩을 수행한다. 단말은 4개의 랭크, 16개의 프리코더 행렬값들 중 하나를 선정하고 기지국에 보고할 수 있다. 따라서, 4×16=64개의 디지털 정보값 (precoder matrix 후보값)으로 구성된 코드북을 사용하여 6비트 피드백 오버헤드를 통해 측정된 채널에 적합한 전송 방식에 대한 정보를 보고할 수 있다.
표1은 코드북 제한을 가하는 방법을 도시하고 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000003
이때 코드북 제한과 관련하여 총 64개의 디지털 정보값 각각에 대하여 제한 인자 a0~a63을 선정한다. 각 인자가 “on” 되었음은 해당 인자에 대응하는 디지털 정보값은 보고에 사용되지 않음을 의미한다.
예를 들어 a0~a31 이 “on”일 경우 a0~a31에 대응하는 디지털 정보값은 보고에 사용되지 않는다. 남은 32개의 디지털 정보값을 0~31의 인덱스(index)를 사용해 표기하며, 5비트의 피드백 오버헤드를 통해 채널 정보 또는 채널에 적합한 전송기법을 전송단에 보고한다.
64개의 비트를 사용하여 제한을 행하는 LTE rel-8(Long Term Evolution release-8)의 기법은 LTE rel-8에서 사용되는 코드북에 특화되어 있다. LTE Rel-8의 경우, 코드북에 등록된 각 디지털 인자는 하나의 프리코더 행렬에 대응되며, 또한 각 인자와 프리코더 행렬 간 1:1 대응관계가 성립한다. 그러나 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신시스템의 경우, 하나의 프리코더 행렬을 코드북의 디지털 인자로 표현하는 방법이 두 가지 이상일 수 있다. 따라서 기존과는 다른 방식의 제한이 필요할 수 있다.
프리코딩의 정밀도를 증가시키기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템은 각 서브밴드별 다른 프리코딩 행렬을 적용시키는 기법을 사용하며, 각 서브밴드별 다른 PMI을 피드백하는 방식으로 프리코딩 및 피드백 정보의 정확도를 증가시킨다.
상기 기법에서, 전 대역에 걸쳐 하나의 PMI을 보고하는 기존 기법에 비해 서브밴드별 PMI 피드백에 의한 피드백 오버헤드 증가를 줄이기 위해, 서브밴드 프리코더 행렬을 “광대역 부분”와 “부대역 부분”으로 구분하고 단말이 이를 따로 보고할 수 있다. 각 서브밴드의 프리코딩 관련 정보를 보고하기 위해 필요한 비트를 N이라 하면, 상기 기법은 프리코딩에 대한 정보를 K 비트를 사용하는 “광대역 부분 정보”와 L 비트를 사용하는 “부대역 부분 정보”로 구분한다. N 비트를 사용하여 표현 가능한 정보가 각각 K, L 비트를 사용하여 표기되는 두 개의 정보로 분할되었으므로 L < N의 조건을 충족시킬 수 있으며, 분할 방법에 따라 K + L > N 일 수 있다. 전체 대역이 M개의 부대역으로 구성되는 경우, 분할 없는 방식은 NM 비트의 피드백 오버헤드가 필요한 반면 분할 방식은 K + LM 비트가 요구된다. 상기에서 K + LM< NM일 경우 피드백 오버헤드가 감소한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 프리코더 구조 및 프리코더 행렬 정보의 피드백 방식은 다음과 같을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템은 하향링크 전송에서 도 4에 도시한 바와 같이 다음과 같은 이중 구조 프리코딩을 수행하며, 프리코딩의 전반적 동작은 다음과 같이 두 부분으로 구성될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000004
수학식1에서, Vn M은 다음의 수학식2와 같이 정의되며, 신호의 발신 및 수신 방향에 따른 빔형성(beam forming)을 수행할 수 있다. 이때 M은 빔 형성 백터의 분해능에 해당하는 것으로 M=4, 8, 16, 32, 64 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 한편, a는 1 또는 j일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
이때 W1은 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 일정한 거리로 편파된 이중 편파 안테나 어레이의 공간 공분산과 일치할 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000005
수학식1에서
Figure PCTKR2011006085-appb-I000006
은 안테나 그룹(antenna group) 간 위상불일치에 대해 보정하는 co-phasing 작업을 수행할 수 있다.
도 4에 도시한 이중 구조를 가지는 프리코더의 특징은 단말이 W1 및 W2에 대한 채널상태정보들을 보고할 때, W1 및 W2 각각이 대응되는 주파수 대역이 다르다는 것이다. 한편, 도 4에 도시한 W1에 대한 제1채널정보와 W2에 대한 제2채널정보는 피드백하는 프리코더의 위치가 다를 수 있다. 즉 제1채널정보가 제2프리코더(424)에 피드백되고 제2채널정보가 제1프리코더(422)에 피드백할 수 있다.
단말은 보고 주기 내에서 일반적으로 하나의 W1 및 다수의 W2을 보고할 수 있으며, 단말이 신호를 수신하고자 하는 전 대역에 대하여 W1을 지시하는 하나의 디지털 인자를 전송하며, 전 대역을 여러 개의 부대역으로 분할 후 각 부대역에서 W2로 사용되기에 적합하다고 판단되는 디지털 인자 값들을 기지국에 보고할 수 있다. 상기 방식을 사용하는 이유는 각 부대역 별 다른 프리코더 행렬을 사용하여 프리코딩을 수행하기 위함이다. 각 부대역 별 다른 프리코더 행렬을 사용하기 위하여 W1 및 W2은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다. 디지털 인덱스 k에 의해 지시되는 프리코더 행렬 W1은 다음과 같을 수 있다. 이때 수학식3에서 W1K=W1PMI1=K를 의미한다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000007
특히 W1의 Vn M에서 인접한 빔들(adjacent overlapping beams), 예를 들어 4개의 인접한 빔들이 주파수 선택 프리코딩(frequency selective procoding)에서 엣지 효과(edge effect)를 감소하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 M=32인 경우 각 랭크에 대해 16개의 W1 행렬들은, 빔들의 인덱스만으로 표시하면, [0,1,2,3], [2,3,4,5], [4,5,6,7],.....,[28,29,30,31], [30,31,0,1]이다. 이때 빔들이 인접한 것으로 설명하였으나 이에 제한되지 않고 인접하지 않은 빔들로 W1 행렬을 형성할 수도 있다.
보다 단순한 일례로, W1의 프리코더 행렬을 지칭하는 PMI1=k에 의한 W1의 형태는 다음과 같이 설정될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000008
즉, W1을 보고를 위한 코드북 각각의 요소는 다수의 빔형성 벡터들(beam forming vectors)의 조합으로 구성되며, 수학식 4의 상하에서 보였듯이, 각 빔형성 벡터(beam forming vector)는 두 개 이상의 W1k에 포함될 수 있다.
수학식4에서 M=32인 경우 8개의 안테나들을 포함하는 전송단의 경우로 수학식 2의 32개의 빔형성벡터들을 0 내지 31의 빔 인덱스들 n으로 표시하면 열벡터로V0 32=(1,1,ej(π/16), ej(2π/16)}, V1 32=(1,ej(π/16),ej(2π/16), ej(3π/16)}, V2 32=(1,ej(2π/16),ej(3π/16), ej(4π/16)},...,V31 32=(0,ej(31π/16),ej(32π/16), ej(33π/16)}와 같을 수 있다.
W2은 수학식5와 같이 같이 정의할 수 있다. 이때 W1k에 포함된 다수의 빔형성 벡터(beam forming vector) 중 하나를 선정하는 작업과 co-phasing 작업을 동시에 수행한다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000009
ei M은 i번째 요소(element)가 1이고 나머지가 0인 길이 M의 벡터일 수 있다. 보다 간단한 예는 다음과 같다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000010
상기 수식들에 의해, W는 rank 1과 rank 2에 대해
Figure PCTKR2011006085-appb-I000011
이다. Vk,l 32은 PMI1=k로 표기되는 빔형성벡터들(beam forming vectors)들 중 l번째 인자를 의미한다. Vk,l 32은 빔 형성 벡터의 분해능이 32인 경우 PMI1=k로 표기되는 빔형성벡터들(beam forming vectors)들 중 l번째 인자를 의미한다.
수학식 3 내지 6를 참조하여 설명한 W1PMI1×W2PMI2를 아래와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000012
수학식7의 방식으로 수학식 4와 6의 예시로 WO,1=W1PMI1=0×W2PMI2=1인 경우 수학식 8 또는 9와 같을 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000013
[수학식 9]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000014
요약하면 다음과 같다. 단말은 프리코더 행렬 보고 시 각 서브밴드 별 사용 될 프리코더 행렬 또는 빔 형성 벡터(beam forming vector)을 조사하며, 가장 빈번히 사용될 것이라 판단되는 N개(수식 4의 예에 의하면 4개)의 벡터를 선정하고 이를 광대역 부분 정보로 정의하여 PMI1을 통해 보고한다. 수학식 4는 단말이 광대역 정보 보고 시 4개의 인접한 빔형성 벡터들을 선정하는 경우의 예시이다. 상기의 광대역 부분 정보를 선정함과 동시에 부대역 부분 정보도 결정하여 PMI2을 사용하여 기지국에 보고한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 프리코더 구조 및 프리코더 행렬 정보의 피드백 방식에서 빔 제한(beam restriction)은 다음과 같다.
도 4에 도시한 바와 같이 전술한 이중 구조 프리코더는 각 단말에게 신호를 전송 시 서브밴드별 다른 빔(beam)을 통한 신호 전송이 가능하도록 하며, 또한 이중 구조 피드백을 통해 피드백 오버헤드를 감소시키는 효과를 가진다.
추가적인 피드백 오버헤드 감소를 위해 상용 통신 시스템은 코드북 제한 기법을 사용한다. 코드북 제한의 개념은 다음과 같다.
기지국은 채널 상태를 장기간 관찰 후, 자신에게 연결된 단말들이 보고하지 않을 것이라 또는 매우 낮은 확률로 보고할 것이라 예상되는 코드북 요소를 검토한다. 또는 셀내 간섭(inter-cell interference) 발생 등의 이유로 단말에게 신호 전송시 사용하지 않을 프리코더 행렬을 검토한다. 상기 검토 내용을 바탕으로 기지국은 해당 기지국에 특화된 코드북을 재생성하며, 사용하지 않을 코드북 요소에 대한 정보를 단말에 전달한다. 단말을 이를 습득 후 기지국과 마찬가지로 코드북을 재생성하며, 상기의 특화된 코드북을 사용하여 프리코더 행렬에 대한 정보를 기지국에 보고한다. 상기 과정에서, 코드북의 크기가 L에서 M으로 감소하게 되며, 이에 따라 프리코더 행렬 보고에 필요한 비트의 수도
Figure PCTKR2011006085-appb-I000015
에서
Figure PCTKR2011006085-appb-I000016
로 감소한다.
LTE rel-8 코드북의 경우, 각기 다른 프리코더 행렬이 각 PMI에 대응하도록 설계되어 있다. 따라서 각 코드북 요소들의 보고 가능성 또는 활용성을 고려하여 코드북 제한을 수행함이 적합할 수 있다.
빔 형성 벡터(Beam forming vector)에 기반한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 코드북의 경우, rel-8 코드북과는 확연히 구분되는 특성을 가진다. 각 단말은 각 서브밴드에서 신호를 수신받기 위해 사용될 빔형성 벡터(beam forming vector)를 선정하며 선정된 빔형성 벡터(beam forming vector)는 두 개 프리코더 행렬의 조합으로 표현될 수 있다. 또한 각 빔 형성벡터(beam forming vector)는 두 가지 이상의 조합으로 표현 가능하다.
상기 특성에 따라, 각 단말 또는 기지국이 사용하지 않을 빔형성 벡터(beam forming vector)를 코드북 제한으로 표기할 경우, 정확한 제한 표기가 어렵다. 예를 들어, rank 1 전송(transmission)에 한하여 V0 32~V15 32 을 사용하지 않도록 제한을 가하는 경우, 수학식 4에 예시된 방식으로 W1의 요소가 선정되어 있다면 다음과 같을 수 있다.
[수학식 10]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000017
Figure PCTKR2011006085-appb-I000018
따라서, PMI1 = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 일곱 가지 경우가 제한된다. 아래와 같이 PMI1=7인 경우 다음과 같다.
[수학식 11]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000019
이때 V15 32이 사용되지 않음으로 PMI1=7인 경우에 한하여 PMI2에 제한이 존재 하나, 상기 제한은 PMI2 피드백 오버헤드 감소에 도움이 되지 않는다. 즉 PMI1≠7인 경우에 대비하여 충분한 비트를 PMI2 피드백용으로 할당하여야 하므로, PMI2가 요구하는 피드백 오버헤드는 감소하지 않는다.
즉, 전체 32개의 빔 형성 벡터(beam forming vector) 중 절반이 사용되지 않는 상황임에도 불구하고 PMI1에서 6개의 경우가 사용되지 않는 효과 이외의 효과는 없으며, 수학식4의 방식으로 PMI1이 정의된 경우, 16가지 경우의 수를 가지는 PMI1 중 6가지가 제한되므로 제한 여부에 관계없이 4 비트가 PMI1 피드백에 필요하므로 제한에 의한 피드백 오버헤드 감소를 기대할 수 없다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 통신방법은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 빔 제한(Beam restriction)하는 방법을 제공한다. 즉 코드북 제한이 가지는 비효율의 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 또다른 실시예는 빔 제한(beam restriction)을 제공한다.
전술한 바와 같이 V0 32~V15 32 의 사용이 용이하지 않은 경우, 기지국은 이를 단말에 또는 단말은 이를 기지국에 통보할 수 있다. 상기 통보 방식에서 기지국 또는 단말은 W1 또는 W2의 구조를 고려하지 않고 빔 형성 벡터(beam forming vector) 각각의 사용 여부를 직접적으로 보고할 수 있다. 이때 빔제한정보는 비트맵형식으로 표현될 수 있으나 이에 제한되지 않고 다양한 형식으로 표현될 수 있다.
상기 예시의 경우, 32개의 제한 구분자(restriction indicator) a0~a31을 선정 후 a0~a15=1 임을 통보할 수 있다. 빔제한정보를 비트맵형식으로 표현할 경우 위 예의 경우 빔제한정보는 "11111111111111110000000000000000"(앞에서부터 16개"1"과 16개의 "O")일 수 있다.
이때 a0~a7=1 및 a10~a17=1과 같이 연속된 빔 형성벡터들도 제한할 수도 있으며, 이때 빔제한정보는 "11111111001111111100000000000000"일 수 있다. 또한 제한하는 빔 형성벡터들의 개수는 16개인 것을 예시적으로 설명하였으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 제한하는 빔 형성벡터들의 개수는 일정한 시간동안 고정될 수도 있고 가변적일 수도 있다. 예를 들어 채널상태가 좋을 경우 많은 수의 동일한 빔 형성벡터들을 제한하다고 반대인 경우 적은 수의 동일한 개수의 빔형성벡터들을 제한할 수도 있다.
이 빔제한정보는 하향링크 제어정보, 예를 들어 RRC 신호로 물리적 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 기지국으로부터 단말에 전송될 수 있다. 이때 빔제한정보는 PDSCH 이외에 물리적 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)과 같은 다른 채널을 통해 기지국으로부터 단말로 전송될 수도 있다. 한편, 이 빔제한정보는 상위계층에서 전송주기나 전송조건 등을 결정하여 주기적으로 또는 비주기적으로 기지국로부터 단말에 전송할 수 있다.
32개의 제한 구분자(restriction indicator) a0~a31을 선정 후 a0~a15=1 제한을 고려한 W1의 구조는 다음과 같이 변형된다. 즉 a0~a15에 해당하는 빔 형성 벡터들을 제외한 나머지 빔형성벡터들 중 인접한 빔형성벡터들로 “특화된 코드북”을 재생성할 수 있다.
[수학식 12]
Figure PCTKR2011006085-appb-I000020
상기의 경우 32개 중 16개의 빔 형성 벡터(beam forming vector)을 제한함에 의해 PMI1의 경우의 수가 16에서 8으로 감소하였으며, 이에 따라 1비트의 피드백 오버헤드 감소가 발생하였다. 즉, 제한에 의한 오버헤드 감소가 반영될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 통신방법은 빔 제한(beam restriction)을 반영한 “특화된 코드북”을 생성 후, 상기 특화된 코드북을 사용하여 CL-MIMO(closed loop MIMO)을 구현할 수 있다.
이상 실시예들이 적용되는 무선통신시스템을 설명하였으나 이하 도 2 및 도3을 참조하여 다단 구조의 프리코더를 사용할 경우 빔제한(beam restriction)시 무선통신시스템에서 기지국과 단말이 빔제한정보와 채널상태정보를 교환하는 과정을 기재한다.
도 3는 빔 제한시 기지국과 단말이 빔제한정보와 채널상태정보를 교환하는 무선통신시스템을 도시하고 있다. 이때 기지국과 단말이 빔제한정보에 의해 빔제한하기 이전의 코드북을 "기본 코드북"이라하고 빔 제한 이후의 코드북을 "특화된 코드북"이라고 하여 양자를 구별한다.
도 3을 참조하면, 무선통신시스템(100)은 도 1의 무선통신시스템과 동일하게 기지국(120)과 기지국(120) 내에 존재하는 적어도 하나의 단말, 예를 들어 n개의 단말들(110)을 포함할 수 있다. 이 단말들(110)은 현재 접속되어 있거나 추가 접속을 시도하는 단말들일 수 있으나 도 3에는 하나의 단말만을 표시한다.
기지국(120)은 후술하는 바와 같이 적어도 두개의 제1및 제2프리코더들을 포함하는 다단 구조의 프리코더를 포함하고 있다. 기지국(120)은 제1프리코더에 사용되는 N개의 제1프리코딩 행렬들과 이들을 인덱싱하는 제1인덱스들을 표현하는 기본 제1코드북(122)과 제2 프리코더에 사용되는 M개의 제2프리코딩 행렬들과 이들을 인덱싱하는 제2인덱스들을 표현하는 제2코드북(124)을 저장하거나 생성할 수 있다. 예를 들어 기본 제1코드북(122)은 수학식 4 내지 수학식 7을 참조하여 전술한 W1일 수 있고 제2코드북(124)는 수학식 4 내지 수학식 7을 참조하여 전술한 W2일 수 있고 그 반대일 수도 있다.
이때 기본 제1코드북(122)은, 예를 들어 수학식4와 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고, W1PMI1=0=[V0 32, V1 32,V2 32, V3 32]와 같이 빔형성벡터만을 저장할 수도 있고 [0,1,2,3]와 같이 빔형성벡터의 인덱스들만을 저장할 수도 있다. 제2코드북(124)도 마찬가지로 예를 들어 수학식6과 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고 W2PMI2=0=[1] 또는 W2PMI2=1=[j]와 같이 수학식5에서 a=1, j만을 저장할 수도 있다.
다시 말해 수학식 4와 같이 즉, W1을 보고를 위한 코드북 각각의 요소는 다수의 빔형성 벡터들(beam forming vectors)의 조합으로 구성되며, 수학식 4의 상하에서 보였듯이, 각 빔형성 벡터(beam forming vector)는 두 개 이상의 W1k에 포함될 수 있다.
수학식 5와 같이 W2은 W1k에 포함된 다수의 빔형성 벡터(beam forming vector) 중 하나를 선정하는 작업과 co-phasing 작업을 동시에 수행한다.
기지국(120)은 수학식 10을 참조하여 설명한 바와 같이 빔제한정보(Beam restriction information)를 단말(110)에 전송할 수 있다. 이를 통해 전술한 바와 같이 코드북 제한이 가지는 비효율의 문제를 해결할 수 있다. 이때 빔제한정보는 기본 제1코드북(122)을 구성하는 빔형성벡터들 중 일부를 제한하는 정보이다.
즉 기지국 또는 단말은 W1 또는 W2의 구조를 고려하지 않고 기지국(120)은 빔 형성 벡터(beam forming vector) 각각의 사용 여부를 직접적으로 보고할 수 있다. 전술한 바와 같이 예를 들어 기지국(120)은 32개의 빔 형성 벡터들의 제한 구분자(restriction indicator) a0~a31을 선정 후 전술한 비트맵형식으로 a0~a15=1 임을 통보할 수 있다. 이때 a0~a15=1 제한을 고려한 W1의 구조는 수학식 10과 같을 수 있다.
상기 예시의 경우, 32개의 제한 구분자(restriction indicator) a0~a31을 선정 후 비트맵형식 등 다양한 형식으로 a0~a15=1 임을 통보할 수 있다. 빔제한정보를 비트맵형식으로 표현할 경우 위 예의 경우 빔제한정보는 "11111111111111110000000000000000"(앞에서부터 16개"1"과 16개의 "O")일 수 있다.
전술한 바와 같이 a0~a7=1 및 a10~a17=1과 같이 연속된 빔 형성벡터들도 제한할 수도 있으며, 이때 빔제한정보는 "11111111001111111100000000000000"일 수 있다. 또한 제한하는 빔 형성벡터들의 개수는 16개인 것을 예시적으로 설명하였으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 제한하는 빔 형성벡터들의 개수는 일정한 시간동안 고정될 수도 있고 가변적일 수도 있다. 예를 들어 채널상태가 좋을 경우 많은 수의 동일한 빔 형성벡터들을 제한하고 반대인 경우 적은 수의 동일한 개수의 빔형성벡터들을 제한할 수도 있다.
위에서 기지국(120)은 제1코드북(122)을 구성하는 빔 형성벡터들 중 일부를 제한하는 빔제한정보(128)을 전송하는 것으로 설명하였다. 이때 기지국(120)은 제1코드북(122)이나 제2코드북(124) 중 적어도 하나를 제한하는 코드북제한정보를 단말에 전송할 수도 있고 코드북제한정보를 단말에 전송하는 것과 빔제한정보를 전송하는 것을 선택적으로 수행할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 단말(110)과 기지국(120) 사이 데이터를 송수신하기 위해 송신자 측 기지국(120)은 참조신호를 전송하고, 수신자 측 단말(receiver side, 110)은 이 참조신호를 이용하여 채널을 추정할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 전송시 단말(110)은 하향링크 채널을 추정할 수 있다. 특히 OFDM 전송시 단말(110)은 각 부대역(서브밴드)의 채널을 추정할 수 있다. 반대로, 상향링크 전송시 기지국(120)은 상향링크 채널을 추정할 수 있다.
채널의 추정을 위해 주파수-도메인 그리드 내에 규칙 또는 불규칙한 간격으로 특정 신호 또는 심볼을 삽입할 수 있다. 이때 이 특정 신호 또는 심볼을 참조신호(reference signal) 또는 참조심볼(reference symbol), 파일롯 심볼(pilot symbol) 등 다양하게 명명하나 본 명세서에서는 이 특정 신호 또는 심볼을 참조신호라 하나 그 용어에 제한되지 않는다. 물론 참조신호는 주파수 도메인 채널의 추정에만 사용되지 않고 단말과 기지국 사이의 무선통신 과정에서 필요한 위치추정, 제어정보의 송수신, 스케줄링정보의 송수신, 피드백정보의 송수신 등을 위해서 사용될 수도 있다.
하향링크 또는 상향링크 전송시 각각 여러 종류의 참조신호들이 존재하며 다양한 용도로 새로운 참조신호들이 정의되고 있으며 논의되기도 한다. 예를 들어 상향링크 전송시 참조신호로 DM-RS(Demodulation RS), SRS(Sounding RS) 등이 있다. 하향링크 전송시 참조신호로 DM-RS(Demodulation RS), CRS(Cell-specific RS), MBSFN RS, UE-specific RS 등이 있다. 또한, 하향링크 전송시 단말(20)에서 중심 셀 또는 인접 셀들의 채널상태정보(Channel State Information(CSI))를 획득하기 위하여 기지국에서 전송하는 참조신호로 CSI-RS가 있다. 이 CSI-RS는 CQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoder Matrix Index)/RI(Rank Index) 등을 리포팅하는데 사용될 수 있다. 이 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 기지국에 포함된 각 셀마다 서로 구분가능하도록 셀-특화(Cell-specific)되며 낮은 오버헤드를 위해 주파수와 시간에서 충분히 산재해야 한다.
다시 도 3을 참조하면, 단말(110)은 제1프리코더에 사용되는 N개의 제1프리코딩 행렬들과 이들을 인덱싱하는 제1인덱스들을 표현하는 기본 제1코드북(112)과 제2 프리코더에 사용되는 M개의 제2프리코딩 행렬들과 이들을 인덱싱하는 제2인덱스들을 표현하는 제2코드북(114)을 저장하거나 생성할 수 있다. 제1코드북(112)와 제2코드북(114)는 각각 기지국(120)이 저장하고 있는 제1코드북(122)와 제2코드북(124)과 동일하거나 동일한 방식으로 각 코드북들(112, 114)을 생성할 수 있다.
이때 기본 제1코드북(112)은, 예를 들어 수학식4와 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고, W1PMI1=0=[V0 32, V1 32,V2 32, V3 32]와 같이 빔형성벡터만을 저장할 수도 있고 [0,1,2,3]와 같이 빔형성벡터의 인덱스들만을 저장할 수도 있다. 제2코드북(114)도 마찬가지로 예를 들어 수학식6과 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고 W2PMI2=0=[1] 또는 W2PMI2=1=[j]와 같이 수학식5에서 a=1, j만을 저장할 수도 있다.
단말(110)은 기지국(120)으로부터 전술한 빔제한정보(128)를 수신할 수 있다. 이 빔제한정보(128)는 빔 형성 벡터(beam forming vector) 각각의 사용 여부를 직접적으로 포함할 수 있다. 이때 빔제한정보는 비트맵형식으로 표현될 수 있으나 이에 제한되지 않고 다양한 형식으로 표현될 수 있다.
이 빔제한정보는 하향링크 제어정보, 예를 들어 RRC 신호로 물리적 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 기지국으로부터 단말에 전송될 수 있다. 이때 빔제한정보는 PDSCH 이외에 물리적 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)과 같은 다른 채널을 통해 기지국으로부터 단말로 전송될 수도 있다. 한편, 이 빔제한정보는 상위계층에서 전송주기나 전송조건 등을 결정하여 주기적으로 또는 비주기적으로 기지국로부터 단말에 전송할 수 있다.
단말(110)은 빔제한정보(128)에 따라 수학식 12과 같이 빔 제한정보(128)에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들을 새로운 특화된 코드북들을 순차적으로 생성하거나 계산할 수 있다. 다시말해 단말(110)의 제1코드북(112)은 빔 제한정보(128)를 전송하기 이전의 기본 코드북에서 빔 제한정보(128)를 수신한 이후 빔 제한정보(128)에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들로 생성되거나 계산된 특화된 코드북이다(수학식 12 참조).
이때 특화된 제1코드북(112)도 예를 들어 수학식12와 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고, W1PMI1=0=[V16 32, V17 32,V18 32, V19 32] 내지 W1PMI1=7=[V30 32, V31 32,V16 32, V17 32]와 같이 빔형성벡터만을 저장할 수도 있고 [16,17,18,19] 내지 [30, 31, 16, 17]과 같이 빔형성벡터의 인덱스들만을 저장할 수도 있다.
단말(110)은 이 특화된 제1코드북(112)로부터 선택된 하나에 대한 이렇게 형성된 제1채널상태정보(132)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다. 예를 들어 단말(110)은 예를 들어 특화된 제1코드북(112)에서 W1PMI1=0를 제1프리코딩 행렬로 선택한 경우 단말(110)은 PMI1=0에 해당하는 제1채널생태정보(132)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다.
또한, 각 단말(110)은 제2프리코딩 행렬을 결정하고 그 제2프리코딩 행렬에 대한 제2채널상태정보(134)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다. 단말(110)은 제2코드북(114)에서 예를 들어 수학식6에서 우측 행렬 또는 W2PMI=1=[j]를 제2프리코딩 행렬로 선택한 경우 단말(110)은 PMI2=1에 해당하는 제2채널상태정보(134)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다.
기지국(120)은 각 단말(110)로부터 보고받은 채널상태정보들(132, 134)을 기초로 이용하여 빔 제한정보(128)에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들로 새로운 특화된 코드북들을 순차적으로 생성하거나 계산된 특화된 제1코드북(122)와 제2코드북(124)에서 제1프리코더와 제2프리코더의 프리코딩 행렬들을 결정하고 그 프리코딩 행렬들을 이용하여 데이터심볼들을 프리코딩한다.
다시말해 기지국(120)의 제1코드북(122)은 빔 제한정보(128)를 전송하기 이전의 기본 코드북에서 빔 제한정보(128)를 전송한 이후 빔 제한정보(128)에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들로 생성되거나 계산된 특화된 코드북이다(수학식 12 참조).
이때 특화된 제1코드북(122)도 예를 들어 수학식12와 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고, W1PMI=0=[V16 32, V17 32,V18 32, V19 32] 내지 W1PMI=7=[V30 32, V31 32,V16 32, V17 32]와 같이 빔형성벡터만을 저장할 수도 있고 [16,17,18,19] 내지 [30, 31, 16, 17]과 같이 빔형성벡터의 인덱스들만을 저장할 수도 있다.
다시 도 3을 참조하면, 최종적으로 기지국(120)은 프리코딩된 신호를 단말(110)에 전송한다. 반대로 단말(110)은 이 신호를 수신한 후 원 데이터를 디코딩한다.
이상 다단 구조의 프리코더를 사용할 경우 빔제한시 무선통신시스템에서 기지국과 단말이 빔제한정보와 채널상태정보를 교환하는 과정을 설명하였으나 빔제한정보와 채널생태정보를 송수신하는 MIMO 무선통신시스템에 대해 상세히 기재한다.
도 4는 MIMO 무선통신시스템에서 일실시예에 따른 기지국과 단말 각각의 구성도이다.
도 4를 참조하면, MIMO 무선통신시스템(400)은 단말(410)과 기지국(420)을 포함할 수 있다. 이때 단말(410)과 기지국(420)은 도 3을 참조하여 설명한 빔제한시 무선통신시스템에서 기지국과 단말이 빔제한정보와 채널상태정보를 교환하는 과정을 수행한다.
단말(410)은 하향링크 채널을 통해 신호를 수신하는 안테나 어레이(411)와 수신한 신호를 처리하고 프리코딩 행렬을 이용하여 원래의 데이터 심볼로 디코딩하는 포스트 디코더(post-decoder, 412), 채널정보 피드백장치(414)를 포함한다.
안테나 어레이(411)는 다수의 안테나들을 사용할 수 있다. 이때 안테나 어레이(411)은 편파 안테나 어레이를 형성할 수도 있다. 무선통신시스템에서 한정된 공간에 보다 많은 안테나들을 배열하기 위해 서로 다른 편파를 가지는 두 개의 안테나들을 교차하여 설치한 이중 편파 안테나 어레이(dual polarized antenna array)를 사용하여 어레이를 구현할 수도 있다.
포스트 디코더(412)는 기지국(420)의 제1프리코더(422)와 제2프리코더(424)에 대응된다. 포스트 디코더(412)는 수신한 참조신호를 채널정보 피드백장치(414)에 전달한다.
안테나 어레이(411)는 전술한 빔제한정보를 하향링크 제어정보, 예를 들어 RRC 신호를 물리적 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 기지국(420)으로부터 수신할 수 있다. 이때 빔제한정보는 PDSCH 이외에 물리적 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)과 같은 다른 채널을 통해 기지국(420)으로부터 단말로 수신될 수도 있다. 포스트 디코더(412)는 PDSCH를 통해 수신한 신호를 프리코딩 행렬을 이용하여 원래의 빔제한정보로 디코딩할 수 있다.
채널정보 피드백장치(414)는 참조신호를 수신하고 이 참조신호를 이용하여 채널을 추정할 수 있다. 채널정보 피드백장치(414)는 도 3을 참조하여 설명한 제1채널상태정보와 제2채널상태정보를 포함하는 채널정보를 생성할 수 있다. 채널정보 피드백장치(414)는 이 채널정보를 기지국(420)에 피드백할 수 있다.
채널정보 피드백장치(414)는 제1코드북(112)으로 예를 들어 수학식4와 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고, W1PMI1=0=[V0 32, V1 32,V2 32, V3 32]와 같이 빔형성벡터만을 저장할 수도 있고 [0,1,2,3]와 같이 빔형성벡터의 인덱스들만을 저장할 수도 있다.
채널정보 피드백장치(414)는 제2코드북(114)도 예를 들어 수학식6과 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고 W2PMI2=0=[1] 또는 W2PMI2=1=[j]와 같이 수학식5에서 a=1, j만을 저장할 수도 있다.
채널정보 피드백장치(414)는 수신한 빔제한정보에 따라 수학식 12과 같이 빔 제한정보(128)에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들을 새로운 특화된 제1코드북을, 예를 들어, 수학식12와 같은 코드북형태로 저장할 수도 있고, W1PMI1=0=[V16 32, V17 32,V18 32, V19 32] 내지 W1PMI1=7=[V30 32, V31 32,V16 32, V17 32]와 같이 빔형성벡터만을 저장할 수도 있고 [16,17,18,19] 내지 [30, 31, 16, 17]과 같이 빔형성벡터의 인덱스들만을 저장할 수도 있다.
채널정보 피드백장치(414)는 이 특화된 제1코드북(112)로부터 선택된 하나에 대한 이렇게 형성된 제1채널상태정보(132)와 제2프리코딩 행렬을 결정하고 그 제2프리코딩 행렬에 대한 제2채널상태정보(134)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다.
기지국(420)은 코드워드를 레이어에 맵핑하는 레이어 맵퍼(421)와 레이어 매핑된 데이터 심볼들을 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩하는 프리코더(425), 프리코딩된 신호를 공중으로(on air)으로 전송하는 안테나 어레이(428)를 포함한다. 프리코더(425)는 데이터 심볼들을 프리코딩하는 제1프리코더(422)와 제2프리코더(424)를 포함할 수 있다. 이때 제1프리코더(422)과 제2프리코더(424)는 각각 자신의 제1프리코딩 행렬과 제2프리코딩 행렬에 의해 데이터 심볼들을 프리코딩할 수 있다. 여기서, 프리코더(425) 내에 적어도 두개의 프리코더들(422, 424)이 포함되어 있는 것으로 설명하였지만, 상기 두개의 프리코더들(422, 424)은 물리적인 형태를 가진 것이 아니라 프리코딩을 수행하는 논리적인 연산블럭이 될 수도 있다.
기지국(420)은 전술한 빔제한정보를 하향링크 제어정보, 예를 들어 RRC 신호를 물리적 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 단말(410)에 전송할 수 있다. 이때 기지국(420)은 빔제한정보를 PDSCH 이외에 물리적 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)과 같은 다른 채널을 통해 단말(410)에 전송할 수도 있다.
다시 말해 레이어 맵퍼(421)은 전술한 빔제한정보를 코드워드로 레이어 맵핑하고 이단구조의 프리코더(425)는 레이어 매핑된 데이터 심볼을 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩하고, 안테나 어레이(428)는 이 프리코딩된 신호를 공중으로 전송할 수 있다.
기지국(420)의 안테나 어레이(428)는 다수의 안테나들을 사용할 수 있다. 이때 안테나 어레이(428)은 편파 안테나 어레이를 형성할 수도 있다. 무선통신시스템에서 한정된 공간에 보다 많은 안테나들을 배열하기 위해 서로 다른 편파를 가지는 두 개의 안테나들을 교차하여 설치한 이중 편파 안테나 어레이(dual polarized antenna array)를 사용하여 어레이를 구현할 수도 있다. 이때 안테나 어레이들(411, 428)이 이중 편파 안테나 어레이를 사용하는 것을 예시적으로 설명하였으나 이에 제한되지 않는다.
기지국(420)은 안테나 어레이(428)을 통해 단말(410)의 채널정보 피드백장치(414)로부터 제1채널상태정보와 제2채널상태정보를 보고/피드백받을 수 있다.
기지국(420)은 각 단말(410)로부터 보고받은 채널상태정보들을 기초로 이용하여 빔 제한정보에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들로 새로운 특화된 코드북들을 순차적으로 생성하거나 계산된 특화된 제1코드북와 제2코드북에서 제1프리코더(422)와 제2프리코더(424)의 프리코딩 행렬들을 결정하고 그 프리코딩 행렬들을 이용하여 데이터심볼들을 프리코딩한다.
다시말해 기지국(420)의 제1코드북은 빔 제한정보를 전송하기 이전의 기본 코드북에서 빔 제한정보를 전송한 이후 빔 제한정보에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들로 생성되거나 계산된 특화된 코드북이다(수학식 12 참조).
제1채널상태정보와 제2채널상태정보의 피드백 주기 또는 간격이 다를 수 있다. 예를 들어 제1채널상태정보는 숏텀으로 기지국(420)에 피드백되고 제2채널정보는 롱텀으로 기지국(420)에 피드백될 수 있다. 다시 말해, 긴 주기/롱텀과 짧은 주기/숏텀은 서로 상대적인 의미로, 긴 주기/롱텀은 짧은 주기/숏텀보다 긴 주기를 의미한다.
이상, 또다른 실시예에 따라 코드북제한정보와 채널생태정보를 송수신하는 MIMO 무선통신신스템에 대해 기재하였으나, 이하 또다른 실시예에 따른 송신장치의 통신방법에 대해 기재한다.
도 5은 또다른 실시예에 따른 송신장치의 통신방법의 흐름도이다.
도 5을 참조하면, 또다른 실시예에 따른 송신장치의 통신방법(600)는 코드워드를 레이어에 맵핑하는 레이어 맵핑 단계(S610)과 심볼들을 프리코딩하는 프리코딩 단계(S620), 둘 이상의 안테나들을 통해 프리코딩된 심볼을 공중으로 전파하는 전송단계(S630)을 포함할 수 있다. 레이어 맵핑 단계(S610)와 프리코딩 단계(S620), 전송단계(S630)는 전술한 바와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
또다른 실시예에 따른 기지국의 통신방법(600)은 전술한 바와 같이 빔 형성벡터 각각을 제한하는 빔제한정보를 단말(410)에 전송할 수 있다. 이 빔제한정보는 하향링크 제어정보, 예를 들어 RRC 신호로 물리적 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 기지국(420)으로부터 단말(410)에 전송될 수 있다. 이때 빔제한정보는 PDSCH 이외에 물리적 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)과 같은 다른 채널을 통해 기지국(420)으로부터 단말(410)로 전송될 수도 있다.
한편, 이 빔제한정보는 상위계층에서 전송주기나 전송조건 등을 결정하여 주기적으로 또는 비주기적으로 기지국로부터 단말에 전송할 수 있다.
레이어 맵핑 단계(S610)에서 빔제한정보는 하향링크 제어신호로 레이어에 맵핑될 수 있다.
이상, 또다른 실시예에 따른 송신장치의 통신방법에 대해 기재하였으나, 이하 또다른 실시예에 따른 수신장치의 통신방법에 대해 기재한다.
도 6은 또다른 실시예에 따른 수신장치의 통신방법의 흐름도이다.
또다른 실시예에 따른 수신장치의 통신방법(700)은 빔제한정보를 송신장치로부터 수신하는 빔제한정보 수신단계(S710)과 제1채널상태정보와 제2채널상태정보를 송신장치에 전송하는 채널정보 전송단계(S720)을 포함한다.
빔제한정보 수신단계(S710)에서, 기지국으로부터 빔제한정보(도 3의 128)를 각각 수신할 수 있다. 이 빔제한정보(128)는 빔 형성 벡터(beam forming vector) 각각의 사용 여부를 직접적으로 포함할 수 있다.
채널정보 전송단계(S720)에서 단말(110)은 빔제한정보(128)에 따라 수학식 10과 같이 빔 제한정보(128)에서 사용을 제한한 빔 형성 벡터들을 제외한 다른 빔 형성벡터들을 새로운 코드북들을 순차적으로 생성하거나 계산할 수 있다. 단말(110)은 이렇게 형성된 제1채널상태정보(132)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다. 또한, 각 단말(110)은 제2프리코딩 행렬을 결정하고 그 제2프리코딩 행렬에 대한 제2채널상태정보(134)를 기지국(120)에 보고/피드백할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이상과 같은 실시예들은 상향/하향링크 MIMO 시스템에 적용될 수 있으며, 단일 셀(single cell) 환경뿐 아니라 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(Coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP) 및 이종 네트웍(heterogeneous network) 등 모든 상향/하향링크 MIMO 시스템에 적용될 수 있을 것이다.
전술한 실시예에서 랭크 1 및 2를 참조하여 빔제한정보를 전송하고 수신하면 이 빔제한정보를 이용하여 채널정보를 구성 및 전송하는 통신방법 및 시스템을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 랭크 3 내지 랭크 8도 동일한 방식 또는 시스템을 적용할 수 있다.
예를 들어 랭크 3 및 4의 경우, 16개 빔 형성벡터 또는 빔(빔 인덱스: 0,1,2....15)을 사용하고 W1은 8개의 인접한 빔들(adjacent overlapping beams), 예를 들어 빔 인덱스로 표현할 때 {0,1,2,…,7}, {4,5,6,…,11}, {8,9,10,…,15}, {12,…,15,0,…,3}를 사용할 수 있다. 아울러 W2는 랭크 3일 때 16개의 코드북 또는 코드워드를, 랭크4일 때 8개의 코드북 또는 코드워드를 사용할 수 있다. 이와 같은 코드북을 사용할 경우 위 실시예에서 설명한 바와 같이 코드북 자체를 제한할 수도 있으나 코드북을 구성하는 빔 형성 벡터 또는 빔들 중 일부를 제한하고 나머지로 코드북을 구성할 수도 있다.
위 실시예들에서 도 3 내지 도 8을 참조하여 두개의 프리코더들을 포함하는 프리코더에서 두개의 프리코더들 중 하나의 코드북에서 코드북을 구성하는 빔 형성벡터들 또는 빔들을 제한하는 빔제한정보를 보내고 전송단(또는 송신장치, 기지국)과 수신단(또는 수신장치, 단말)이 이 빔제한정보를 기초로 특화된 코드북을 재생성한 후 특화된 코드북에서 선택한 코드북에 대한 디지털 인덱스 정보(PMI)를 단말이 기지국에 전송하는 것으로 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 프리코더는 한개의 프리코더만으로 구성되고 이 프리코더에 대한 프리코딩 행렬에 대한 코드북을 빔형성벡터들 또는 빔들로 구성하고 이 빔형성벡터들 또는 빔들 중 적어도 하나를 제한하는 빔제한정보를 보낼 수도 있다. 다른 예를 들어, 프리코더는 3개 이상의 프리코더들로 구성되고 이 프리코더들 중 하나에 대한 프리코딩 행렬에 대한 코드북을 빔형성벡터들 또는 빔들로 구성하고 이 빔형성벡터들 또는 빔들 중 적어도 하나를 제한하는 빔제한정보를 보낼 수도 있다.
위 실시예에서 이중편파 안테나 어레이를 예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 삼중편파나 사중편파 안테나 어레이와 같이 다중편파 안테나 어레이일 수도 있다. 또한, 편파 안테나 어레이에 제한되지 않고 일반적인 안테나 어레이에도 적용가능할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 프리코더를 포함하는 송신장치에서,
    상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 결정하는 단계; 및
    결정한 상기 빔제한정보를 수신장치에 전송하는 단계를 포함하는 송신장치의 통신방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리코더는 적어도 제1프리코더와 제2프리코더를 포함하며,
    상기 빔 제한정보를 결정하는 단계는, 상기 제1프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 송신장치의 통신방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 빔제한정보는 비트맵형식인 것을 특징으로 하는 송신장치의 통신방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수신장치로부터 상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 상기 제1프리코더의 코드북에 대한 채널상태정보를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 송신장치의 통신방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 코드북에 따른 프리코딩행렬을 이용하여 상기 제1프리코더가 신호를 프리코딩하여 전송하는 단계를 추가로 포함하는 송신장치의 통신방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송신장치는 기지국인 것을 특징으로 하는 송신장치의 통신방법.
  7. 코드워드를 레이어에 매핑하는 레이어 맵퍼;
    상기 코드워드가 상기 레이어 맵퍼에 의해 상기 레이어에 매핑된 데이터심볼을 자신의 코드북에서 선택한 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩하는 프리코더; 및
    프리코더로부터 출력된 신호들을 전송하는 안테나 어레이를 포함하며,
    상기 코드워드는, 상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프리코더는 적어도 제1프리코더와 제2프리코더를 포함하며,
    상기 코드워드에 포함되는 빔제한 정보는 상기 제1프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 빔제한정보는 비트맵형식인 것을 특징으로 하는 송신장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 수신장치로부터 상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 상기 제1프리코더의 코드북에 대한 채널상태정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 프리코더는 상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 코드북에 따른 프리코딩행렬을 이용하여 신호를 프리코딩하여 전송하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 송신장치는 기지국인 것을 특징으로 하는 송신장치.
  13. 프리코더를 포함하는 송신장치가 신호를 송신하는 무선통신시스템에서,
    상기 송신장치로부터 상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 수신하는 수신단계; 및
    상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 상기 프리코더의 코드북에 대한 채널상태정보를 상기 송신장치에 전송하는 전송단계를 포함하는 수신장치의 통신방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프리코더는 적어도 제1프리코더와 제2프리코더를 포함하며,
    상기 빔 제한정보를 수신하는 단계에서, 상기 빔제한정보는 상기 제1프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 것을 특징으로 하는 수신장치의 통신방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 빔제한정보는 비트맵형식인 것을 특징으로 하는 수신장치의 통신방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 송신장치는 기지국이며 상기 수신장치는 단말인 것을 특징으로 하는 수신장치의 통신방법.
  17. 프리코더를 포함하는 송신장치가 신호를 송신하는 무선통신시스템에서,
    상기 송신장치로부터 상기 프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 빔제한정보를 수신하는 안테나 어레이; 및
    상기 빔제한정보에서 제한한 빔 형성 벡터들을 제외하고 생성된 상기 프리코더의 코드북에 대한 채널상태정보를 상기 송신장치에 전송하는 채널정보 피드백장치를 포함하는 수신장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프리코더는 적어도 제1프리코더와 제2프리코더를 포함하며,
    상기 빔제한정보는 상기 제1프리코더의 코드북을 구성하는 적어도 하나의 빔 형성 벡터를 제한하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 빔제한정보는 비트맵형식인 것을 특징으로 하는 수신장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 송신장치는 기지국이며 상기 수신장치는 단말인 것을 특징으로 하는 수신장치.
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