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KR20130009921A - 크로네커 곱에 기반한 공간적 채널 상태 정보 피드백을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

크로네커 곱에 기반한 공간적 채널 상태 정보 피드백을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20130009921A
KR20130009921A KR1020117023653A KR20117023653A KR20130009921A KR 20130009921 A KR20130009921 A KR 20130009921A KR 1020117023653 A KR1020117023653 A KR 1020117023653A KR 20117023653 A KR20117023653 A KR 20117023653A KR 20130009921 A KR20130009921 A KR 20130009921A
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KR
South Korea
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csi
component
matrix
index
state information
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이페이 유안
슈펭 리
데이비드 후오
Original Assignee
지티이 코포레이션
제트티이 (유에스에이) 잉크.
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Publication date
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Abstract

공간적 채널 상태 정보(CSI: channel state information) 피드백 기술이 다중-입력 다중-출력 모바일 통신 기술 내로 통합된다. 공간적 채널 상태 정보는 수신 장치에서 측정되고, 그런 다음 성분들로 분해된다. 그런 다음 성분들은 코드북(들)을 사용해서 양자화되고, 송신 장치에 다중 인덱스로서 피드백된다.

Description

크로네커 곱에 기반한 공간적 채널 상태 정보 피드백을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR SPATIAL CHANNEL STATE INFORMATION FEEDBACK BASED ON A KRONECKER PRODUCT}
본 발명은 2010년 1월 12일에 출원된 미국 가특허출원 61/282,275호의 우선권을 주장하고, 이 가특허출원의 전체가 참조로서 본 명세서에 병합된다.
본 발명의 분야는 다중-입력 다중-출력 기술에 의해 향상된 모바일 통신을 위한 공간 채널 상태 정보(CSI: channel state information)를 제공하는 것에 대한 것이다.
다중-입력 다중-출력(MIMO: multiple-input multiple-output)은 데이터 처리량과 송신 신뢰도를 향상시키도록, 공간적 디멘죤(dimension)을 이용하기 위해, 송신기에서, 또는 수신기에서, 또는 송신기와 수신기 모두에서 다중 안테나들을 이용하는 일군의 기술들이다. 데이터 처리량은 공간적 다중화 또는 빔형성(beamforming)에 의해 증가될 수 있다.
공간적 다중화는 특히 (송신기와 수신기 모두에서) 안테나들간의 공간적 상관이 낮은 다이버시티(diversity) 안테나들을 위해 MIMO 상황에서 병렬 채널들을 통해 동일 사용자에게 동시에 다중 데이터 스트림들이 송신되게 한다. 빔형성은 채널의 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR: signal-to-interference-plus-noise ratio)를 향상시켜서, 채널 속도를 향상시키는 것을 돕는다. 이러한 SINR 향상은 다중 송신 안테나들에 대해 적절하게 가중치를 적용함으로써(weighting) 달성된다. 가중치 계산은 장기간 측정(예, 개방-루프)에 기초해서, 또는 피드백(예, 폐쇄-루프)을 통해 수행될 수 있다. 폐쇄-루프 송신 가중화는 MIMO 연구 상황에서는 종종 사전코딩(precoding)이라고 불린다.
도 1은 단일 사용자(SU: single user)를 위한 사전코딩된 MIMO를 묘사하고, 여기서 M개의 데이터 스트림들,
Figure pct00001
는 MxN 공간적 채널 행렬
Figure pct00002
를 이용함으로써 공간적으로 다중화된다. 송신기 안테나들의 개수 N는 수신기 안테나들의 개수 M보다 크고, 행렬
Figure pct00003
로서 표시되는 사전코딩이 적용된다.
사전코딩된 MIMO는 동일 시간과 주파수 자원을 공유하는 다중 사용자들 전체에 걸쳐 합 속도(sum rate)를 더 향상시키도록 다중-사용자 MIMO(MU-MIMO) 모드에서 또한 동작될 수 있다. 도 2는 사용자가 둘인 MU-MIMO를 묘사하고, 여기서 빔형성(예, 사전코딩)은 2명의 사용자들을 공간적으로 분리시키도록 (또한 SINR을 향상시키도록) 이용되며, 한편 각 사용자를 위해 2개의 데이터 스트림들(밝은 색조와 어두운 색조로 표시됨)이 공간적으로 다중화된다.
MU-MIMO, 특히 다운링크 MU-MIMO는 2009년 6월에 발표된 3GPP TR 36.814 v1.1.1, "Further Advancements for E-UTRA, Physical Layer Aspects"에서 설명된 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP: Third Generation Partnership Project) 롱텀 이벌류션-어드밴스트(LTE-Advanced: Long Term Evolution-Advanced) 연구의 주요 주제이다. MU-MIMO는 LTE 시스템들의 데이터 처리량을 더 향상시킬 수 있다. DL MU-MIMO의 작업(Work) 항목은 3GPP 물리층 작업 그룹(RAN1)에서 생성되었다.
사전코딩된 MIMO의 규격에 영향을 주는(specification-impacting) 주요 양상은 폐쇄-루프 사전코딩을 위해 요구된 공간적 CSI 피드백이다. 도 1에서 알 수 있듯이 공간적 채널 행렬
Figure pct00004
는 완전한 공간적 CSI를 포함한다. 대안적으로, NxN 공분산 행렬
Figure pct00005
은
Figure pct00006
으로 표현되고, 송신기 사전코딩을 위해 충분한 공간적 정보를 제공할 수 있고, 여기서 윗첨자 "H"는 복소 켤레(complex conjugate)를 표시한다. 일반적으로,
Figure pct00007
또는
Figure pct00008
의 부동소수점 버젼(version)을 피드백하는 것은 너무 비용이 드는데, 이 버젼은 각 주파수 대역 내에 매우 많은 복소 계수들을 일반적으로 포함한다. 그러므로, 양자화는 피드백을 더 효율적이 되도록 하기 위해 필요하다.
수신기와 송신기 모두에 알려진 코드북은 CSI 양자화를 위해 종종 사용되어 단지 코드워드 인덱스만이 피드백된다. 코드워드는 부동 소수점 CSI와 양자화된 CSI간에 거리를 최소화하거나 채널 용량을 최대화하도록 선택될 수 있다.
코드북 설계 자체는 연구가 활발한 주제인데, 그 이유는 좋은 코드북은 관련된 전체 공간적 공간에 효율적으로 미쳐야(span) 하기 때문이다. 이런 의미에서, 범용 코드북은 거의 효율적이지 않는데, 실제적으로 코드북은 상이한 안테나 구성과 배치 시나리오들에 맞도록 조정될 수 있다. 일반적으로, 안테나 구성이 더 복잡할수록, 코드북 설계는 더 어렵게 된다.
표 1은 3GPP TS 36.211, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical Channels and Modulation"에서 설명된 3GPP RAN1 LTE 표준 규격으로부터의 발췌된 것이다. 코드북은 도 1에서처럼, 2개의 송신기 안테나와 2개의 수신기 안테나를 갖는, 즉, M=2와 N=2인 매우 간단한 MIMO 구성을 위해 사용된다. 이와 같이, 다중화된 스트림들(또는 층들이라고 칭함)의 최대 개수는 2이다.
코드북 인덱스
 층들의 개수
Figure pct00009
1 2
0
Figure pct00010
Figure pct00011
1
Figure pct00012
Figure pct00013
2
Figure pct00014
Figure pct00015
3
Figure pct00016
Figure pct00017
2x2 MIMO를 위한 LTE 규격의 코드북
단일-사용자 MIMO(SU-MIMO: single-user MIMO)와 비교해서, 다중-사용자 MIMO(MU-MIMO: multi-user MIMO)는 효과적 공간 분리와 다중화 동작을 수행하도록 보다 정확한 공간적 CSI 피드백을 요구한다. 결과적으로, MU-MIMO에서는 CSI 피드백과 코드북 설계는 더 어렵다.
수학에서,
Figure pct00018
으로 표시되는 크로네커 곱(Kronecker product)은 임의의 크기의 두 개의 행렬들에 대한 연산이고, 블록 행렬를 산출한다. 예를 들면,
Figure pct00019
이다.
크로네커 곱은 예를 들면, 2009년 11월 한국 제주에서 발표된 3GPP, R1-094752, "DL codebook design for 8Tx MIMO in LTE-A" ZTE, RAN#59에서 설명된 교차-편파 안테나들을 위해 코드북 설계에서 사용되어왔다. 보다 구체적으로, 코드북은 LTE Rel-8 코드북과 2x2 단위 행렬의 크로네커 곱에 의해 생성된다. 2009년 11월 한국 제주에서 발표된 3GPP, R1-094752, "DL codebook design for 8Tx MIMO in LTE-A" ZTE, RAN#59에서 설명된 아이디어는 단일 코드북을 갖는 것이고, 피드백은 여전히 코드북의 단일 인덱스라는 것을 주목해야 한다.
2009년 11월 한국 제주에서 발표된 3GPP, R1-094844, "Low-overhead feedback of spatial covariance matrix", 모토롤라, RAN1#59에서 설명된 바와 같이, 크로네커 곱은 더 큰 송신 공분산 행렬
Figure pct00020
을 2개의 더 작은 행렬들
Figure pct00021
과
Figure pct00022
로 분해하기 위해 사용될 수 있어서, 피드백 오버헤드가 다음과 같이 감소될 수 있다:
Figure pct00023
상기 분해는 크로네커 곱의 혼합-곱 특성을 적용함으로써 고유-도메인(eigen-domain)에서도 또한 다음과 같이:
Figure pct00024
가능하며, 행렬들
Figure pct00025
는 각각 송신 공분산 행렬들
Figure pct00026
의 고유 벡터들을 포함한다. 대각선 행렬들
Figure pct00027
은 송신 공분산 행렬들
Figure pct00028
의 고유값들을 포함한다.
주목할만한 주요한 점은 2009년 11월 한국 제주에서 발표된 3GPP, R1-094844, "Low-overhead feedback of spatial covariance matrix", 모토롤라, RAN1#59에서 설명된 CSI 피드백의 설계 원리는 요소별로 송신 공분산 행렬들을 직접적으로 양자화한다는 것이다. 이러한 접근법은 이전에 언급된 코드북 기반의 양자화와는 아주 다르다. 그래서, 크로네커 분해 이후에서 조차, 피드백이 되는 내용물은 코드북 인덱스(또는 인덱스들)가 아니고 여전히 공분산 행렬(또는 행렬들)이다.
본 발명은 피드백 오버헤드를 가능한한 낮게 유지하면서, MIMO 동작을 위해 정밀한 공간적 CSI 피드백을 제공하는 무선 통신 방법과 시스템을 제공하는 것에 대한 것이다.
이러한 방법과 시스템에서, 공간적 채널 상태 정보는 수신 장치에서 측정되고, CSI를 산출하게 된다. 특정 실시예들에서, CSI는 채널 행렬 또는 공분산 행렬에 있고, 코드북들의 사용을 통해 추가적으로 양자화될 수 있다.
CSI는 분해되어 성분 CSI들을 산출한다. 각 성분 CSI는 빔형성 안테나 또는 교차-편파(cross-polarization) 안테나의 특성을 나타낼 수 있다. 빔형성 안테나는 균일 선형 배열(ULA: uniform linear array)로서 또한 표현될 수 있다.
특정 실시예들에서, 분해는 크로네커 곱을 사용함으로써 수행된다. 또한, 공분산 행렬의 분해는 크로네커 곱의 혼합-곱(mixed-product) 특성을 적용하는 동작을 포함할 수 있다.
성분 CSI들은 코드북(들)을 사용해서 추가적으로 양자화되어 인덱스들을 산출한다. 사용되는 코드북(들)은 동일하거나 상이할 수 있고, 인덱스들은 코드북(들) 내의 벡터 또는 행렬을 지시할 수 있다.
인덱스들은 송신 장치에 피드백되고, 외적(outer product)이 계산될 수 있다.
본 발명의 향상들의 추가적인 양상들과 이점들은 바람직한 실시예의 설명을 통해 나타나게 될 것이다.
본 발명은 피드백 오버헤드를 가능한한 낮게 유지하면서, MIMO 동작을 위해 정밀한 공간적 CSI 피드백을 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예들은 다음과 같은 첨부된 도면들을 통해 묘사된다.
도 1은 최소 평균 자승 오류(MMSE: minimum mean-squared error) 수신기를 갖는 사전 코딩된 SU-MIMO의 블록도.
도 2는 공간적으로 밀접하게 위치한 교차 편파 안테나들의 두 세트를 갖는 두 사용자 MU-MIMO를 묘사한 도면.
도 3은 본 발명과 관련된 피드백 설정과 블록도를 묘사한 도면.
도 4는 빔형성 안테나와 교차 편파 안테나로 구성된 8개의 송신 안테나를 예시한 도면.
2009년 11월 한국 제주에서 발표된 3GPP, R1-094844, "Low-overhead feedback of spatial covariance matrix", 모토롤라, RAN1#59에서 설명된 크로네커 분해는 코드북 기반의 CSI 양자화에 적용된다. 이 접근법은 다중의 인접한 교차-편파 안테나들을 포함하는 안테나 환경을 위해 특히 적합하다. 이러한 환경에서, 교차-편파 안테나들 및 빔형성 안테나들의 공간적 상관 통계치는 매우 상이하다.
적절한 크로네커 분해가 특정 안테나 구성을 위해 먼저 결정되어야 하고, 그 결과 안테나들의 상이한 성분들의 상이한 공간적 특징들이 구별될 수 있다. 성분 공분산 행렬들의 크기들은 상이할 수 있다. 그러면, 각각의 성분 공분산 행렬에 대해, 코드워드의 인덱스가 성분 안테나 구성을 위해 적합한 적절한 코드북으로부터 선택된다.
상기 프로세스는 양자화된 부동소수점 공분산 행렬들 사이에 최적의 매칭을 초래하는 각 성분 공분산 행렬들을 위해 코드워드의 세트를 발견하도록 다수 반복된다. 코드워드 인덱스들의 세트는 송신기에 피드백된다.
송신기에서, 성분 공분산 행렬의 각 양자화된 버전은 대응 코드북내의 코드워드 인덱스를 찾음(looking up)으로써 재구성된다. 합성(composite) 공분산 행렬은 모든 양자화된 성분 공분산 행렬들의 크로네커 곱에 의해 합성된다.
더 자세하게, 본 발명에 관련된 피드백 설정 및 블록도가 도 3에 도시된다. 도 3은 이중적 묘사, 즉, 엔티티(entity) 블록 묘사와, 프로세스의 블록도로서의 묘사가 보여진다.
이 환경에서 두 개의 주요 엔티티들이 있다: 진화된 노드 B(eNB: evolved node B)는 기지국을 표시하고, 사용자 장치(UE: user equipment)는 모바일 장치를 표시한다. 이러한 다운링크(eNB로부터 UE로의 데이터 전송) 예시에서, 피드백은 UE로부터 eNB로 수행된다. eNB와 UE 모두는 사전코딩된 MIMO의 다중 안테나들을 갖는다. UE측에서의 수신 안테나들의 개수가 eNB측에서의 송신 안테나들의 개수보다 작은 구성이 특별한 관심 사항이다.
무선 인터페이스(air-interface) 규격들에 기반하여, 코드북이 eNB와 UE 모두에 알려져 있고, 표준에 규정된 코드북의 서브세트일 수 있다. 각 성분 CSI를 위한 실제 코드북은 안테나 구성 및 배치 환경에 따르며, 일반적으로 네트워크에 의해 결정된다. 이 정보는 준정적(semi-static) 무선 자원 제어(RPC: radio resource control) 시그널링을 통해 UE에 통지될 수 있다.
UE에서, 공간적 CSI가 먼저 측정된다. 이 측정은 채널 행렬
Figure pct00029
, 또는 공분산 행렬
Figure pct00030
, 또는 다른 행렬들에 대해 직접적으로 수행될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예들에서,
Figure pct00031
은 수학식 1이 보여주는 것처럼, 직접적으로 추정되거나 사후 처리될 수 있는 주요 관심 사항이다. 여기서, 표현의 간략성을 위해, 비록 칩 구현은 종종 고정 소수점 산술을 사용하지만, 측정된 공간적 CSI, 예를 들면,
Figure pct00032
은 부동 소수점 정밀도를 갖는다고 가정한다. 다른 말로 하자면, 칩에서의 내부 양자화는 피드백을 위한 양자화보다 훨씬 더 미세할 것을 기대한다.
일단 공분산 행렬
Figure pct00033
이 추정되면, 행렬분해가 수행될 수 있다. 이 프로세스를 더 묘사하기 위해, 8개의 송신 안테나들(N=8)의 예시가 도 4에 도시되고, 각 극성을 위해 4개의 안테나들이 존재한다(밝은 색조와 어두운 색조로 표시됨). 네쌍들의 각 쌍에 대해, 2개의 안테나들이 직각의 극성 방향을 따라, 또는 +45/-45도로, 또는 소위 교차편파로 장착된다. 인접 빔형성 요소들간의 간격은 4개의 요소 빔형성을 얻도록 일반적으로 파장의 절반이다. 안테나 간격이 균일하므로, 이러한 빔형성 설정은 균일 선형 배열(ULA: Uniform Linear Array)이라고 또한 지칭된다.
이러한 안테나 구성에서는, 높은 공간적 상관이 4개의 동일 극성의 안테나들간에 기대되며, 한편 낮은 공간 상관은 상이한 극성의 안테나들간에 기대된다. 그러므로, 수학식 3이 보여주는 것처럼, 빔형성 안테나들과 교차-편파 안테나들간에 공간적 CSI를 분해하는 것이 타당하다. 보다 구체적으로, 8x8 공분산 행렬은 4x4 성분 행렬
Figure pct00034
및 2x2 성분 행렬
Figure pct00035
으로 분해된다.
그런 다음, 각 성분 공분산 행렬에 대해, 적합한 코드북이 양자화를 위해 사용된다. 코드북 인덱스는 양자화된 공분산 행렬과 부동소수점 공분산 행렬간의 거리를 최소화하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 이 거리는:
Figure pct00036
로서 측정될 수 있고,
Figure pct00037
는 코드워드의 i번째 열에 대응하는 공간적 채널
Figure pct00038
의 i번째 양자화된 고유 벡터이고,
Figure pct00039
는
Figure pct00040
또는
Figure pct00041
의 i번째 고유 값이다. 인덱스가 코드북내의 벡터 또는 행렬을 표시할 수 있다는 것이 주목된다.
도 4에 도시된 안테나 구성을 위해, 가장 가능성 있는 하나의 인덱스는
Figure pct00042
에 대응하는 4x1 벡터(코드워드)를 표시한다. 수학적으로, 이러한 4x1 벡터는
Figure pct00043
로서 표현되는데, 여기서
Figure pct00044
는 파장과, 인접 ULA 요소들간의 안테나 간격과, ULA의 전면(bore-sight)에 대한 모바일의 이탈각(AoD: angle of departure)에 의해 결정된다. 다른 인덱스는
Figure pct00045
에 대응하는 2x1 벡터(코드워드) 또는 2x2 행렬(코드워드)을 표시한다. 만약 정규화 상수가 무시된다면, 2x1 벡터는 예를 들면
Figure pct00046
의 형태로 층들의 개수 = 1을 위해 표 1로부터 선택될 수 있다. 만약 정규화 상수가 무시되면, 2x2 행렬이 예를 들면,
Figure pct00047
의 형태로 층들의 개수 = 2를 위해 표 1로부터 선택될 수 있다. 이와 같이, 공간적 CSI 피드백은 2개의 인덱스들을 포함할 것이다.
UE로부터 CSI 피드백을 수신시에, 일련의 동작이 수행된다. 먼저, 각 양자화된 성분 CSI, 예를 들면,
Figure pct00048
또는
Figure pct00049
이 대응 코드북에서 피드백된 인덱스를 찾고, 그런 다음 외적(outer product), 예를 들면,
Figure pct00050
을 수행함으로써 재구성된다. 그런 다음, 양자화된 합성(composite) CSI, 예를 들면,
Figure pct00051
이 양자화된
Figure pct00052
와
Figure pct00053
의 크로네커 곱에 의해 유도된다. 마지막으로, 양자화된 합성 CSI는 사전 코딩 행렬을 계산하도록 사용된다.
송신기에서의 상기 합성 공간적 CSI 재구성 프로세스는 빔형성 ULA를 위한 코드북과 교차-편파를 위한 코드북을 결합함으로서 또한 사전 처리될 수 있다. 이 원리는 빔형성과 교차-편파를 위한 고유값들의 크로네커 곱인 수학식 4를 따른다. 구체적으로, 이러한 결합은 예를 들면,
Figure pct00054
또는
Figure pct00055
인 교차-편파의 코드워드 벡터 또는 행렬과, 예를 들면,
Figure pct00056
인 ULA의 코드워드 벡터의 크로네커 곱에 의해 수행된다. 결합된 코드워드내의 각 코드워드는 ULA 및 교차-편파를 위해 여전히 별도로 인덱싱되지만, 랭크=1을 위해
Figure pct00057
, 또는 랭크=2를 위해
Figure pct00058
Figure pct00059
와 같은 형태를 취할 것이다.
본 발명의 실시예들이 보여지고 설명되었지만, 본 명세서에서 제시된 진보적인 개념들로부터 이탈하지 않으면서 훨씬 더 많은 변형들이 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구항들의 정신을 제외하고는 제한되지 않는다.
Figure pct00060
: 데이터 스트림 공간적 채널 행렬 :
Figure pct00061

Figure pct00062
: 사전 코딩 행렬 N : 송신기 안테나들의 개수
M : 수신기 안테나들의 개수 UE1: 사용자 장치1
UE2 : 사용자 장치2 eNB : 진화된 노드 B

Claims (32)

  1. 송신 장치와 수신 장치를 갖는 다중-입력 다중-출력 기술을 위한 공간적 채널 상태 정보(CSI: channel state information)를 제공하는 방법에 있어서,
    CSI를 산출하도록 상기 수신 장치에서 공간 채널 상태 정보를 측정하는 단계;
    적어도 제1 성분 CSI 및 제2 성분 CSI를 산출하도록 상기 CSI를 분해하는 단계;
    적어도 제1 인덱스와 제2 인덱스를 산출하도록 복수의 코드북들 중 하나 이상의 코드북들을 사용해서 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI를 양자화하는 단계와;
    상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스를 상기 송신 장치에 피드백하는 단계를
    포함하는, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 CSI를 분해하는 단계는 크로네커 곱(Kronecker product)을 사용해서 상기 CSI를 분해하는 단계를 포함하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 CSI를 분해하는 단계는
    Figure pct00063
    에 따라 상기 CSI를 분해하는 단계를 포함하고,
    Figure pct00064
    는 상기 제1 성분 CSI이고,
    Figure pct00065
    은 상기 제2 성분 CSI인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 CSI는 채널 행렬
    Figure pct00066
    와 공분산 행렬
    Figure pct00067
    중 하나인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 채널 행렬
    Figure pct00068
    와 상기 공분산 행렬
    Figure pct00069
    중 적어도 하나는 양자화되는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 공분산 행렬
    Figure pct00070
    을 4x4 제1 성분 행렬
    Figure pct00071
    와 2x2 제2 성분 행렬
    Figure pct00072
    로 분해하는 단계를 더 포함하는, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 공분산 행렬
    Figure pct00073
    을 분해하는 단계는 크로네커 곱의 혼합된 곱 특성(property)을 적용하는 단계를 포함하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI를 양자화하는 단계는 각각 상기 복수의 코드북들 중 상이한 코드북들을 사용해서 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI를 양자화하는 단계를 포함하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 양자화하는 단계는
    Figure pct00074
    로서 측정되는 거리를 계산하는 단계를 포함하고,
    Figure pct00075
    는 코드워드의 i번째 열에 대응하는 공간적 채널
    Figure pct00076
    의 i번째 양자화된 고유 벡터이고,
    Figure pct00077
    는 제1 성분 행렬
    Figure pct00078
    와 제2 성분 행렬 중 하나의 i번째 고유 값이고,
    Figure pct00080
    은 송신기 안테나의 개수인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스는 상기 복수의 코드북들 중 하나의 코드북내의 벡터를 지시하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스는 상기 복수의 코드북들 중 하나의 코드북 내의 행렬를 지시하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI 중 적어도 하나는 두 개의 코드워드들의 크로네커 곱에 의해 표현되고, 제1 코드워드는 4x1 벡터이고, 제2 코드워드는 2x1 벡터와 2x2 행렬 중 하나인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분 CSI는 빔형성 안테나의 특징을 나타내고, 상기 제2 성분 CSI는 교차-편파(cross-polarization) 안테나의 특징을 나타내는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 빔형성 안테나의 특징은 4개의 요소들을 포함하는 균일 선형 배열(ULA: uniform linear array)에 의해 표현되고, 교차-편파 안테나의 특징은 2개의 안테나 요소들에 의해 표현되는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 외적(outer product)을 계산하는 단계를 더 포함하는, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 계산하는 단계는
    Figure pct00081
    를 특징으로 하고,
    Figure pct00082
    는 코드워드의 i번째 열에 대응하는 공간적 채널
    Figure pct00083
    의 i번째 양자화된 고유 벡터이고,
    Figure pct00084
    는 제1 성분 행렬
    Figure pct00085
    와 제2 성분 행렬
    Figure pct00086
    중 하나의 i번째 고유값인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 방법.
  17. 다중-입력 다중-출력 기술을 위한 공간적 채널 상태 정보(CSI: channel state information)를 제공하는 시스템에 있어서,
    CSI를 산출하도록 수신 장치에서 공간 채널 상태 정보를 측정하기 위한 수단;
    적어도 제1 성분 CSI 및 제2 성분 CSI를 산출하도록 상기 CSI를 분해하기 위한 수단;
    적어도 제1 인덱스와 제2 인덱스를 산출하도록 복수의 코드북들 중 하나 이상의 코드북들을 사용해서 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI를 양자화하기 위한 수단과;
    상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스를 상기 송신 장치에 피드백하기 위한 수단을
    포함하는, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 CSI를 분해하기 위한 수단은 크로네커 곱(Kronecker product)을 사용해서 상기 CSI를 분해하기 위한 수단을 포함하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 CSI를 분해하기 위한 수단은
    Figure pct00087
    에 따라 상기 CSI를 분해하기 위한 수단을 포함하고,
    Figure pct00088
    는 상기 제1 성분 CSI이고,
    Figure pct00089
    은 상기 제2 성분 CSI인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 CSI는 채널 행렬
    Figure pct00090
    와 공분산 행렬
    Figure pct00091
    중 하나인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 채널 행렬
    Figure pct00092
    와 상기 공분산 행렬
    Figure pct00093
    중 적어도 하나는 양자화되는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 공분산 행렬
    Figure pct00094
    을 4x4 제1 성분 행렬
    Figure pct00095
    와 2x2 제2 성분 행렬
    Figure pct00096
    로 분해하기 위한 수단을 더 포함하는, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  23. 제20항에 있어서, 상기 공분산 행렬
    Figure pct00097
    을 분해하기 위한 수단은 크로네커 곱의 혼합된 곱 특성(property)을 적용하기 위한 수단을 포함하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  24. 제17항에 있어서, 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI를 양자화하기 위한 수단은 각각 상기 복수의 코드북들 중 상이한 코드북들을 사용해서 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI를 양자화하기 위한 수단을 포함하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  25. 제17항에 있어서, 상기 양자화하기 위한 수단은
    Figure pct00098
    로서 측정되는 거리를 계산하기 위한 수단을 포함하고,
    Figure pct00099
    는 코드워드의 i번째 열에 대응하는 공간적 채널
    Figure pct00100
    의 i번째 양자화된 고유 벡터이고,
    Figure pct00101
    는 제1 성분 행렬
    Figure pct00102
    와 제2 성분 행렬
    Figure pct00103
    중 하나의 i번째 고유 값이고,
    Figure pct00104
    은 송신기 안테나의 개수인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  26. 제17항에 있어서, 상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스는 상기 복수의 코드북들 중 하나의 코드북내의 벡터를 지시하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  27. 제17항에 있어서, 상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스는 상기 복수의 코드북들 중 하나의 코드북 내의 행렬를 지시하는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  28. 제17항에 있어서, 상기 제1 성분 CSI와 상기 제2 성분 CSI 중 적어도 하나는 두 개의 코드워드들의 크로네커 곱에 의해 표현되고, 제1 코드워드는 4x1 벡터이고, 제2 코드워드는 2x1 벡터와 2x2 행렬 중 하나인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  29. 제17항에 있어서, 상기 제1 성분 CSI는 빔형성 안테나의 특징을 나타내고, 상기 제2 성분 CSI는 교차-편파(cross-polarization) 안테나의 특징을 나타내는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 빔형성 안테나의 특징은 4개의 요소들을 포함하는 균일 선형 배열(ULA: uniform linear array)에 의해 표현되고, 교차-편파 안테나의 특징은 2개의 안테나 요소들에 의해 표현되는 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  31. 제17항에 있어서, 외적(outer product)을 계산하기 위한 수단을 더 포함하는, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 계산하기 위한 수단은
    Figure pct00105
    를 특징으로 하고,
    Figure pct00106
    는 코드워드의 i번째 열에 대응하는 공간적 채널
    Figure pct00107
    의 i번째 양자화된 고유 벡터이고,
    Figure pct00108
    는 제1 성분 행렬
    Figure pct00109
    와 제2 성분 행렬
    Figure pct00110
    중 하나의 i번째 고유값인 것인, 공간적 채널 상태 정보를 제공하는 시스템.
KR1020117023653A 2010-01-12 2011-01-05 크로네커 곱에 기반한 공간적 채널 상태 정보 피드백을 위한 방법 및 시스템 KR101819078B1 (ko)

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