KR101359808B1 - Appratus and method for generating differential code-book in a multiple transmit and receive antenna system therefor transceive appratus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템에서 선 부호화 기술을 적용 시에 사용할 수 있는 코드-북을 차분 코드-북을 이용하여 생성하는 장치 및 방법과 이를 지원하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성한다. 그리고 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 최적의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성한다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a code-book which can be used when applying a line encoding technique in a multi-antenna system using a differential code-book, and an apparatus and method for supporting the same.
To this end, the phases of the codewords constituting the code-book used in the LTE mobile communication system or the code-book for the gain transmission using the channel correlation coefficient determined according to the Doppler frequency are subdivided into only a specific area of the entire fading channel. To generate a differential code-book. A new code-book to be used for each channel estimation section is newly generated based on the generated difference code-book and the optimal line coding matrix value in the previous channel estimation section.

Description

다중 송수신 안테나 시스템에서 차분 코드-북 생성장치 및 방법과 이를 위한 송신 및 수신 장치 및 방법{APPRATUS AND METHOD FOR GENERATING DIFFERENTIAL CODE-BOOK IN A MULTIPLE TRANSMIT AND RECEIVE ANTENNA SYSTEM THEREFOR TRANSCEIVE APPRATUS AND METHOD}DIFFERENTIAL CODE-BOOK IN A MULTIPLE TRANSMIT AND RECEIVE ANTENNA SYSTEM THEREFOR TRANSCEIVE APPRATUS AND METHOD}

본 발명은 다중 송수신 안테나 시스템에서 코드-북 생성장치 및 방법과 이를 지원하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중 안테나 시스템에서 선 부호화 기술을 적용 시에 사용할 수 있는 차분 코드-북을 이용하여 생성하는 장치 및 방법과 이를 지원하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for generating a code-book in a multiple transmit / receive antenna system, and an apparatus and method for supporting the same. An apparatus and method, and an apparatus and method for supporting the same.

일반적으로 무선 통신 기술은 블록 페이딩 채널을 가정할 시, 채널 상태 정보 (CSI: Channel State Information)의 양자화에 따른 양자화 오류를 분석하고, 최소화하는데 초점이 맞추어져 있는 경우가 대부분이다. 여기서 상기 블록 페이딩 채널은 송신 데이터의 한 블록 구간에서 페이딩 채널 계수가 일정하고, 다른 블록 구간의 페이딩 채널 계수들과 서로 독립임을 가정한다. In general, a wireless communication technology is mostly focused on analyzing and minimizing a quantization error caused by quantization of channel state information (CSI) assuming a block fading channel. Herein, it is assumed that the fading channel coefficients of the block fading channel are constant in one block section of transmission data and independent of the fading channel coefficients of another block section.

하지만 실제 무선 채널 환경에서는 블록 페이딩 채널 모델을 가정하되 채널 상태 정보의 시간 상관 (temporal correlation)을 반드시 고려해야 한다. 예컨대 상기 시간 상관을 활용한 방안으로는 피드백 비트를 압축 (compression)하는 방법이 주로 고려되었다. 그러나 최근까지 진행된 이동 통신 시스템에 관련한 표준 문서에서는 고정된 피드백 비트 수를 사용하므로, 정해진 피드백 비트 수를 유지하면서 시간 상관을 이용하여 시스템 성능을 극대화하는 기법에 대해서는 아직 논의되고 있지 않다.However, in a real wireless channel environment, a block fading channel model is assumed, but the temporal correlation of channel state information must be considered. For example, a method of compressing feedback bits has been mainly considered as a scheme utilizing the time correlation. However, since the standard document related to the mobile communication system used until recently uses a fixed number of feedback bits, a technique for maximizing system performance using time correlation while maintaining a fixed number of feedback bits has not been discussed yet.

단지 시간 상관을 이용하여 시스템 성능을 극대화하는 기법의 일 예로써, 차분 코드-북을 사용하는 방안이 제안되고 있다. 상기 차분 코드-북과 관련하여 제안된 대표적인 예로 준(準) 대각행렬을 이용하거나 차분 회전 피드백을 이용하는 기법이 존재한다. 상기 준(準) 대각행렬을 이용하거나 차분 회전 피드백을 이용하는 기법은 시간 상관성을 이용하여 성능을 향상시킨다. 하지만 다양한 도플러 주파수에 적용하기 위해서는 각각의 주파수에 적합한 코드-북을 도플러 주파수의 특정 영역 별로 미리 생성하여야 하는 번거로움이 있다. 이때 특정 도플러 주파수에 맞는 차분 코드-북을 생성하기 위해서는 상당히 오랫동안 'exhausted search' 라고 불리는 컴퓨터를 이용한 최적화 과정이 요구된다.As an example of a technique for maximizing system performance using only time correlation, a method of using a differential code-book has been proposed. As a representative example proposed in relation to the differential code-book, there is a technique using a quasi diagonal matrix or differential rotational feedback. The technique using the quasi-diagonal matrix or the differential rotational feedback improves performance by using time correlation. However, in order to apply to various Doppler frequencies, a code-book suitable for each frequency has to be created in advance for each specific region of the Doppler frequency. In order to generate a differential code-book for a particular Doppler frequency, a computer-based optimization process called 'exhausted search' has been required for quite some time.

따라서 고정된 채널 상태 정보의 피드백 비트 수를 가정하고, 실제 무선 채널에서 반드시 발생하는 시간 상관을 고려하여 다중 안테나 시스템에서 기존에 제안된 방법보다 설계가 간단하면서 성능이 개선될 수 있는 차분 코드-북 설계 알고리즘의 마련이 절실하다. 또한 이를 이용한 선 부호화 기법 및 이를 통해 제한된 피드백 통신 시스템의 시스템 용량, 링크 레벨 및 시스템 레벨 성능을 극대화할 수 있는 방안 마련이 시급하다고 할 것이다.
Therefore, it is assumed that the number of feedback bits of fixed channel state information is considered, and considering the time correlation necessarily occurring in a real wireless channel, a differential code-book can be improved in design and improved performance compared to the conventionally proposed method in a multi-antenna system. The design algorithm is urgently needed. In addition, it is urgent to prepare a method for maximizing the system capacity, link level, and system level performance of the limited feedback communication system through the line coding technique using the same.

본 발명의 실시 예는 다중 안테나 시스템에서 선 부호화 방식의 기술을 적용할 때 사용할 수 있는 새로운 차분 코드-북의 생성장치 및 방법과 이를 지원하는 장치 및 방법을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes a device and method for generating a new differential code-book that can be used when applying a line coding scheme in a multi-antenna system, and an apparatus and method for supporting the same.

또한 본 발명의 실시 예는 시간 상관을 고려한 무선 채널에서 선 부호화 수행을 위한 피드백 비트 수를 줄이지 않고 유지하면서 채널 계수의 차분 특성을 이용해 채널의 시간 상관성을 최대로 활용하는 새로운 차분 코드-북의 생성장치 및 방법과 이를 위한 송신 및 수신 장치 및 방법을 제안한다.
In addition, the embodiment of the present invention generates a new differential code-book that maximizes the time correlation of the channel by using the difference characteristics of the channel coefficients while maintaining the number of feedback bits for performing the line coding in the wireless channel considering the time correlation. An apparatus and method and a transmitting and receiving apparatus and method for the same are proposed.

본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 선 부호화 방식에 의해 데이터를 전송하기 위해 사용할 코드-북을 생성하는 방법은, 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성하고, 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 최적의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성함을 특징으로 한다.In a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention, a method of generating a code-book to use for data transmission by a line coding scheme is used in an LTE mobile communication system using a channel correlation coefficient determined according to Doppler frequency. Generate a differential code-book by subdividing the phase of the codewords constituting the code-book or the code-book for dynamic gain into a specific area of the entire fading channel, and generating the differential code-book and the previous channel estimation interval. The codebook is used to generate a new code-book for each channel estimation interval based on the optimal line coding matrix value in.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서는 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 제안하는 차분 코드-북을 실시간으로 변경할 수도 있다. LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하는 것이며, 도플러 주파수가 적을 경우에는 상대적으로 더 적은 특정 영역만을 양자화하는 것이다. 도플러 주파수에 상관없이 같은 차분 코드-북을 사용하거나 도플러 주파수에 따라 차분 코드-북을 생성하여, 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 최적의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 생성된 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북에 의해 저장된 코드-북이 갱신됨을 특징으로 한다.In addition, in the multi-antenna system according to an embodiment of the present invention, the proposed differential code-book may be changed in real time using a channel correlation coefficient determined according to the Doppler frequency. The phase of the codewords constituting the codebook or code gain book used in the LTE mobile communication system is subdivided into a specific area of the entire fading channel. Only the area is quantized. Every channel estimate is generated based on the optimal line coding matrix value in the difference code-book and the previous channel estimation interval by using the same difference code-book regardless of the Doppler frequency or generating the difference code-book according to the Doppler frequency. The code-book stored by the code-book to be used for each section is updated.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 선 부호화 방식에 의해 데이터를 송/ 수신하는 통신 장치는, 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성하고, 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 최적의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 시간 구간 별로 데이터를 송신 또는 수신하기 위해 사용할 코드-북을 새로이 생성하는 코드-북 갱신부를 포함한다.
In addition, a communication device for transmitting / receiving data by a line coding scheme in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention may include a code-book or a book-based code used in an LTE mobile communication system using a channel correlation coefficient determined according to a Doppler frequency. The phases of the codewords constituting the code gain book for dynamic gain transmission are subdivided into specific regions of the entire region within the fading channel to generate a differential code-book, and the optimal difference between the generated differential code-book and the previous channel estimation interval And a code-book updater for newly generating a code-book to be used for transmitting or receiving data at every time interval based on the precoding matrix value.

본 발명의 실시 예로 제안된 새로운 차분 코드-북 생성 장치 및 방법과 이를 지원하는 송/수신 장치 및 방법으로 인해 다중 안테나 시스템의 용량 및 링크 레벨 성능을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the proposed new differential code-book generating apparatus and method and a transmitting / receiving apparatus and method supporting the same can improve capacity and link level performance of a multi-antenna system.

한편 그 외의 다양한 효과는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
Meanwhile, various other effects will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템의 구성을 보이고 있는 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 4는 도 2와 도 3을 구성하는 코드-북 갱신부의 일 예에 따른 상세 구성을 보이고 있는 도면;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치에서 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 채널 추정 구간 별로 선 부호화 행렬 값이 변화되는 일 예를 보이고 있는 도면;
도 7은 본 발명의 실시 예를 기반으로 다양한 선 부호화 전송 기법에 대한 성능을 비교한 결과를 보이고 있는 도면;
도 8은 본 발명의 실시 예의 적용 시에 채널 용량의 변화를 보이고 있는 도면.1 is a view showing the configuration of a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing an example of a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing an example of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram illustrating a detailed configuration according to an example of a code-book updating unit configuring FIGS. 2 and 3;
5 is a view showing a control flow performed in a communication device according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram illustrating an example in which a line coding matrix value is changed for each channel estimation interval according to an embodiment of the present invention;
7 is a diagram showing the results of comparing the performance of the various pre-coding schemes based on an embodiment of the present invention;
8 is a view showing a change in channel capacity when the embodiment of the present invention is applied.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

예컨대 하기의 설명에서 본 발명의 코드-북을 이용한 다중 안테나 시스템에서 개선된 차분 코드-북을 이용하여 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 생성하는 기법의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.For example, in the following description, specific details of a technique for generating a code-book for use in each channel estimation interval using an improved differential code-book in a multiple antenna system using the code-book of the present invention provide a more general understanding of the present invention. Is shown. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be readily practiced without these specific details and with modifications thereto.

또한 후술 될 본 발명의 실시 예를 위한 구체적인 내용에서는 선 부호화 방식을 지원하는 다중 안테나 시스템의 피드백 정보에 따른 송신장치에 상응하는 통신장치에서 시간 상관성 채널에서 피드백 타이밍을 고려하여 차분 코드-북 인덱스를 매핑하는 과정에 관해 살펴볼 것이다. 상기 매핑하는 과정에 대한 설명에서 일 예로 일반적인 차분 코드-북 생성 방법을 기반으로 설명할 것이다. 그리고 코드-북 내에서 인덱스를 구성하는 코드워드의 위상을 채널 상관성 계수를 이용해 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화시키는 새로운 차분 코드-북의 생성과정과 이를 선 부호화 시스템에 적용시키기 위해 채널 추정 구간 별로 적용할 새로운 코드-북을 생성하는 방법에 대해 구체적으로 설명할 것이다.
In addition, in the following description of the present invention, a differential code-book index is determined in consideration of the feedback timing in a time correlation channel in a communication device corresponding to a transmitter according to feedback information of a multi-antenna system supporting a line coding scheme. We will look at the process of mapping. An example of the mapping process will be described based on a general differential code-book generation method. In addition, the process of generating a new differential code-book which subdivides the phase of the codeword constituting the index in the code-book into a specific area of the entire region in the fading channel using the channel correlation coefficient and the channel estimation for applying it to the line coding system It will be described in detail how to create a new code-book to be applied for each interval.

이하 본 발명의 실시 예를 도시된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템의 구성에 대한 일 예를 보이고 있다. 도 1에서는 하나의 송신장치(110)와 복수의 수신장치(120-1, 120-M)로 구성되며, 다중 사용자를 지원하는 차분 코드-북을 이용한 폐 루프 방식을 기반으로 피드백 정보를 제공하는 다중 안테나 시스템의 일 예를 보이고 있다. 예컨대 다중 안테나 시스템의 하향 링크에서 송신장치(110)는 기지국이라 가정할 수 있으며, 복수의 수신장치(120-1, 120-M)는 이동 단말이라 가정할 수 있다. 또한 다중 안테나 시스템의 상향 링크에서 송신장치(110)는 이동 단말이라 가정할 수 있으며, 복수의 수신장치(120-1, 120-M)는 기지국이라 가정할 수 있다. 하기의 설명에서는 하나의 수신장치(120-1)를 기준으로 한다. 하지만 하기에서의 설명된 바가 나머지 수신장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다. 또한 상기 수신장치와 송신장치에 의해 하나의 통신장치가 구성될 수 있다. 이 경우 통신장치는 송신장치뿐만 아니라 수신장치로써의 동작을 함께 제공한다. 하지만 후술될 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 송신장치와 수신장치가 마치 별도로 구비된 것으로 간주하여 설명할 것이다.1 illustrates an example of a configuration of a multiple antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 1, one transmitter 110 and a plurality of receivers 120-1 and 120 -M are configured and provide feedback information based on a closed loop scheme using a differential code-book supporting multiple users. An example of a multiple antenna system is shown. For example, in the downlink of the multi-antenna system, the transmitter 110 may be assumed to be a base station, and the receivers 120-1 and 120-M may be assumed to be mobile terminals. In addition, in the uplink of the multi-antenna system, the transmitter 110 may be assumed to be a mobile terminal, and the receivers 120-1 and 120-M may be assumed to be base stations. In the following description, it is based on one receiver 120-1. However, it will be apparent that the following description may be equally applied to the remaining receivers. In addition, one communication device may be configured by the receiving device and the transmitting device. In this case, the communication device provides an operation as a receiving device as well as a transmitting device. However, in the embodiments of the present invention to be described below, the transmitter and the receiver will be described as if they are separately provided for convenience of description.

도 1을 참조하면, 수신장치(120-1)는 각 데이터 열에 대응한 채널 상태 정보를 기초로 하여 피드백 정보를 생성한다. 예컨대 상기 피드백 정보의 생성 방법은 수신장치(120-1)에서의 신호 검출 기법, 송신장치(110)에서의 코드-북 사용 여부 등을 고려하여 결정할 수 있다.Referring to FIG. 1, the receiver 120-1 generates feedback information based on channel state information corresponding to each data string. For example, the method of generating the feedback information may be determined in consideration of a signal detection technique in the receiver 120-1, whether a code-book is used in the transmitter 110, or the like.

상기 신호 검출 기법은 특정 무선 채널에 상응하는 특성을 추정하기 위해 사용되는 기법으로써, 선형 검출 기법과 비선형 검출 기법이 존재한다. 여기서 선형 검출 기법의 대표적인 예로 LMMSE 기법이 있으며, 비선형 검출 기법의 대표적인 예로는 SIC 기법이 있다.The signal detection technique is a technique used to estimate characteristics corresponding to a specific radio channel, and there exist a linear detection technique and a nonlinear detection technique. A representative example of the linear detection technique is the LMMSE technique, and a representative example of the nonlinear detection technique is the SIC technique.

상기 수신장치(120-1)는 생성한 피드백 정보를 송신장치(110)로 전송한다. 예컨대 상기 피드백 정보는 채널 상태 지시자 (CQI: Channel Quality Indicator), 랭크 지시자(RI: Rank Indicator), 선 부호화 행렬 지시자 (PMI: Precoding Matrix Indicator)를 포함한다. 여기서 상기 CQI는 채널 상태 정보를 알려주는 정보이고, 상기 RI는 채널 행렬을 이용하여 공간 다중화 기법이 적용 가능한지 가능하다면 몇 개의 랭크 (rank)를 통해 신호 열을 보낼 수 있는지 알려주는 정보이다. 그리고 상기 PMI는 다중 안테나를 통해 신호를 전송하는 송신장치(110)에서 선 부호화 행렬 F를 설정하기 위해 요구되는 정보이다.The receiving device 120-1 transmits the generated feedback information to the transmitting device 110. For example, the feedback information includes a channel quality indicator (CQI), a rank indicator (RI), and a precoding matrix indicator (PMI). In this case, the CQI is information indicating channel state information, and the RI is information indicating whether a spatial multiplexing technique is applicable using a channel matrix and, if possible, how many ranks a signal string can be sent. The PMI is information required for setting the line coding matrix F in the transmitter 110 that transmits a signal through multiple antennas.

상기 송신장치(110)는 모든 수신장치(120-1, 120-M)로부터 피드백 정보를 수신한다. 상기 송신장치(110)는 수신한 피드백 정보를 기반으로 적어도 하나의 사용자 (즉, 수신장치)를 선택한다. 여기서 선택되는 사용자의 수는 동작 모드에 의해 결정될 수 있다. 예컨대 상기 동작 모드는 단일 사용자 모드 (single-user mode)와 다중 사용자 모드 (multi-user mode)로 구분된다. 상기 단일 사용자 모드에서는 하나의 사용자를 선택하고, 상기 다중 사용자 모드에서는 복수의 사용자들을 선택한다. 상기 동작 모드는 피드백 정보를 기반으로 결정할 수 있다.The transmitter 110 receives feedback information from all receivers 120-1 and 120 -M. The transmitter 110 selects at least one user (ie, receiver) based on the received feedback information. The number of users selected here may be determined by the operation mode. For example, the operation mode is divided into a single-user mode and a multi-user mode. One user is selected in the single user mode, and a plurality of users are selected in the multi-user mode. The operation mode may be determined based on feedback information.

뿐만 아니라 상기 송신장치(110)는 수신한 피드백 정보를 기반으로 변조 및 부호화 선택 레벨 (Modulation & Coding Selection Level; MCS 레벨)을 결정한다. 예컨대 상기 MCS 레벨은 수신장치에서 사용된 신호 검출 기법, 동작 모드 및 선택된 사용자를 지원하는 데이터 열의 수 등을 추가로 고려하여 결정할 수 있다.In addition, the transmitter 110 determines a modulation & coding selection level (MCS level) based on the received feedback information. For example, the MCS level may be determined by further considering the signal detection technique used in the receiver, the operation mode, and the number of data strings supporting the selected user.

상기 송신장치(110)는 결정된 MCS 레벨에 의해 부호화 및 변조 방식을 지정하고, 지정된 부호화 및 변조 방식을 사용하여 선택된 적어도 하나의 사용자에 대응한 데이터 열을 전송한다.The transmitter 110 designates an encoding and modulation scheme according to the determined MCS level, and transmits a data string corresponding to at least one user selected using the designated encoding and modulation scheme.

전술한 바와 같이 상기 송신장치(110)는 각 수신장치(120-1, 120-M)로부터 제공되는 피드백 정보를 기반으로 동작 모드를 결정한다. 즉 상기 송신장치(110)는 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드를 선택적으로 사용할 수 있다. 상기 단일 사용자 모드는 상기 송신장치(110)에 구비된 다중 안테나를 사용하여 한 명의 사용자를 위한 통신 서비스만을 제공하는 동작 모드이다. 이에 반해 상기 다중 사용자 모드는 상기 송신장치(110)에 구비된 다중 안테나를 사용하여 복수의 사용자를 위한 통신 서비스만을 제공하는 동작 모드이다.As described above, the transmitter 110 determines an operation mode based on feedback information provided from each receiver 120-1 or 120 -M. That is, the transmitter 110 may selectively use a single user mode and a multi-user mode. The single user mode is an operation mode that provides only a communication service for one user by using the multiple antennas provided in the transmitter 110. In contrast, the multi-user mode is an operation mode that provides only a communication service for a plurality of users by using the multi-antenna provided in the transmitter 110.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치에서 송신 동작을 위한 구성의 일 예를 보이고 있다. 즉 다중 안테나를 통해 데이터를 송신하는 송신장치의 일 예를 보이고 있다.2 shows an example of a configuration for a transmission operation in a communication device according to an embodiment of the present invention. That is, an example of a transmitter for transmitting data through multiple antennas is shown.

도 2를 참조하면, 송신장치(110)는 적어도 하나의 송신 안테나 (Ant_tx #1, Ant_tx #2,..., Ant_tx #MT), 신호 송신부(112), 피드백 정보 처리부(114), 코드-북 갱신부(118) 및 코드-북 저장부(116)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the transmitter 110 includes at least one transmit antenna (Ant_tx # 1, Ant_tx # 2, ..., Ant_tx #M T ), a signal transmitter 112, a feedback information processor 114, and a code. A book update unit 118 and a code-book storage unit 116;

상기 송신장치(110)는 수신장치들(120-1, 120-M)로부터 수신되는 피드백 정보를 수신한다. 상기 수신한 피드백 정보는 피드백 정보 처리부(114)로 제공된다. 상기 피드백 정보 처리부(114)는 각 수신장치로부터 수신된 피드백 정보를 기반으로 하여 적어도 하나의 사용자를 선택하다. 그리고 선택된 적어도 하나의 사용자의 데이터 열을 전송하기 위한 부호화 기법과 MCS 레벨을 결정한다.The transmitter 110 receives feedback information received from the receivers 120-1 and 120 -M. The received feedback information is provided to the feedback information processor 114. The feedback information processor 114 selects at least one user based on the feedback information received from each receiver. In addition, an encoding scheme and an MCS level for transmitting a data stream of at least one selected user are determined.

상기 피드백 정보 처리부(114)는 적어도 하나의 사용자를 선택하기 위해 송신에 따른 동작 모드를 고려한다. 따라서 상기 피드백 정보 처리부(114)는 사용자를 선택하기에 앞서 동작 모드를 결정한다. 앞에서도 밝힌 바와 같이 동작 모드는 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드로 구분된다.The feedback information processor 114 considers an operation mode according to transmission in order to select at least one user. Accordingly, the feedback information processor 114 determines an operation mode before selecting a user. As mentioned earlier, the operation mode is divided into a single user mode and a multi-user mode.

코드-북 저장부(116)는 송신 동작을 수행함에 있어 활용할 코드-북을 저장하며, 송신 동작을 위해 필요한 코드-북, 예를 들면 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 상기 피드백 정보 처리부(114) 또는 신호 송신부(112)로 제공한다. 특히 상기 코드-북 저장부(116)는 특정 채널 추정 구간에서 사용할 코드-북을 결정하기 위해 이전에 사용된 코드-북에 관한 정보 (CB QEGT )를 코드-북 갱신부(118)로 제공한다. 그리고 상기 코드-북 저장부(116)는 상기 코드-북 갱신부(118)로부터 갱신된 코드-북에 관한 정보 (CB t )를 기반으로 현재 채널 추정 구간에서 사용할 코드-북에 관한 정보를 갱신한다.The code-book storage unit 116 stores a code-book to be used in performing a transmission operation, and a code-book required for the transmission operation, for example, a code-book or a gain for transmission used in an LTE mobile communication system. The code-book is provided to the feedback information processor 114 or the signal transmitter 112. In particular, the code-available in North updating unit 118 - Book store unit 116 is a code for use in a specific channel estimation section-information (CB QEGT) on the drum code - the code used in the past to determine the north . The code-book storage unit 116 updates the information about the code-book to be used in the current channel estimation section based on the information about the code-book updated from the code-book updater 118 ( CB t ). do.

상기 코드-북 갱신부(118)는 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성한다. 그리고 상기 코드-북 갱신부(118)는 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 최적의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성한다. 상기 코드-북 갱신부(118)는 상기 새로이 생성한 코드-북에 관한 정보를 상기 신호 송신부(112) 및 상기 코드-북 저장부(116)로 제공한다.The code-book updating unit 118 fades a phase of codewords constituting a code-book or a code gain book for a gain gain using an LTE mobile communication system using a channel correlation coefficient determined according to a Doppler frequency. I generate a differential code-book by subdividing it into a specific area of my entire area. The code-book updater 118 newly generates a code-book to be used for each channel estimation section based on the generated differential code-book and an optimal line coding matrix value in the previous channel estimation section. The code-book updater 118 provides the signal-transmitter 112 and the code-book storage 116 with information about the newly generated code-book.

한편 상기 코드-북 갱신부(118)에 의해 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성하는 구체적인 동작에 대해서는 후술될 것이다.Meanwhile, a detailed operation of newly generating a code-book to be used for each channel estimation section by the code-book updater 118 will be described later.

상기 신호 송신부(112)는 전송을 위해 입력되는 데이터를 상기 피드백 정보 처리부(114)에 의해 결정된 MCS 레벨에 상응한 부호화 율 및 변조방식과 상기 코드-북 갱신부 (118) 또는 상기 코드-북 저장부(116)로부터 제공된 코드-북을 사용하여 전송한다. 이때 상기 코드-북을 사용하여 데이터를 전송하는 것은 선택적으로 적용될 수 있다.The signal transmitter 112 stores the data input for transmission, the coding rate and modulation scheme corresponding to the MCS level determined by the feedback information processor 114, and the code-book updater 118 or the code-book storage. Transmit using the code-book provided from section 116. In this case, transmitting data using the code-book may be selectively applied.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치에서 수신 동작을 위한 구성의 일 예를 보이고 있다. 즉 다중 안테나를 통해 데이터를 수신하는 수신장치의 일 예를 보이고 있다.3 shows an example of a configuration for a receiving operation in a communication device according to an embodiment of the present invention. That is, an example of a receiver for receiving data through multiple antennas is shown.

도 3을 참조하면, 수신장치(120)는 적어도 하나의 수신 안테나 (Ant_rx #1, Ant_rx #2,..., Ant_rx #MR), 채널 추정부(122), 피드백 정보 생성부(124) 및 코드-북 저장부(126), 코드-북 갱신부(128)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the receiver 120 includes at least one receive antenna (Ant_rx # 1, Ant_rx # 2, ..., Ant_rx #M R ), a channel estimator 122, and a feedback information generator 124. And a code-book storing unit 126 and a code-book updating unit 128.

상기 수신장치(120)는 적어도 하나의 수신 안테나 (Ant_rx #1, Ant_rx #2,..., Ant_rx #MR)를 통해 신호를 수신한다. 상기 수신한 신호 (DATA_rx)는 채널 추정부(122)로 입력된다. The receiver 120 receives a signal through at least one receive antenna (Ant_rx # 1, Ant_rx # 2, ..., Ant_rx #MR). The received signal DATA_rx is input to the channel estimator 122.

상기 채널 추정부(122)는 미리 설정된 신호 검출 기법에 의해 수신 신호로부터 데이터 열 각각에 대응한 채널 특성을 추정한다. 상기 채널 특성은 CN(0,1) 분포로써, 준정적 플랫 페이딩을 가진다. 이하 설명에서는 심벌 전송에 있어 채널 특성이 일정하다고 가정한다. 즉, 무선 채널 모델에서의 페이딩 현상은 각 심벌마다 독립적으로 발생한다고 가정한다.The channel estimator 122 estimates channel characteristics corresponding to each of data streams from the received signal by using a preset signal detection technique. The channel characteristic is a CN (0,1) distribution with quasi-static flat fading. In the following description, it is assumed that channel characteristics are constant in symbol transmission. That is, it is assumed that fading in the radio channel model occurs independently for each symbol.

상기 채널 추정부(122)에서 사용할 신호 검출 기법은 사전에 미리 지정될 수 있다. 하지만 듀얼 모드를 지원하는 경우라면, 상기 채널 추정부(122)에서 채널 상황 등을 고려하여 최적의 신호 검출 기법을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.The signal detection technique to be used by the channel estimator 122 may be previously designated. However, in the case of supporting the dual mode, it is preferable that the channel estimator 122 selectively uses an optimal signal detection method in consideration of channel conditions.

상기 채널 추정부(122)에 의해 추정된 수신신호의 채널 특성 행렬은 피드백 정보 생성부(124)로 제공된다.The channel characteristic matrix of the received signal estimated by the channel estimator 122 is provided to the feedback information generator 124.

상기 피드백 정보 생성부(124)는 상기 채널 추정부(122)로부터 제공된 채널 특성 행렬에 의해 피드백 정보를 생성한다. 상기 피드백 정보 생성부(124)는 피드백 정보를 생성할 시, 상기 채널 추정부(122)에서 사용된 신호 검출 기법을 고려한다. 뿐만 아니라 상기 피드백 정보 생성부(124)는 송신장치(110)에서 사용자로 제공되는 데이터 열의 수와 코드-북의 사용 여부 등을 추가로 고려하여 피드백 정보를 생성할 수 있다. 만약 상기 송신장치(110)에서 코드-북을 사용한다면, 피드백 정보는 선 부호화 행렬 지시자를 포함하는 것이 바람직하다.The feedback information generator 124 generates feedback information by a channel characteristic matrix provided from the channel estimator 122. When generating the feedback information, the feedback information generator 124 considers a signal detection technique used by the channel estimator 122. In addition, the feedback information generator 124 may generate the feedback information by further considering the number of data strings provided to the user from the transmitter 110 and whether the code-book is used. If the transmitter 110 uses a code-book, the feedback information preferably includes a line coding matrix indicator.

코드-북 저장부(126)는 수신 동작을 수행함에 있어 활용할 코드-북을 저장하며, 수신 동작을 위해 필요한 코드-북, 예를 들면 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 상기 피드백 정보 생성부(124) 또는 채널 추정부(122)로 제공한다. 특히 상기 코드-북 저장부(126)는 특정 채널 추정 구간에서 사용할 코드-북을 결정하기 위해 이전에 사용된 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북에 관한 정보 (CB QEGT )를 코드-북 갱신부(128)로 제공한다. 그리고 상기 코드-북 저장부(126)는 상기 코드-북 갱신부(128)로부터 갱신된 코드-북에 관한 정보 (CB t )를 기반으로 현재 채널 추정 구간에서 사용할 코드-북에 관한 정보를 갱신한다.The code-book storage unit 126 stores a code-book to be used in performing a reception operation, and a code-book necessary for the reception operation, for example, a code-book or a gain for transmission in an LTE mobile communication system. The code-book is provided to the feedback information generator 124 or the channel estimator 122. In particular, the code-book storage unit 126 may provide information about a code-book or a code-book for transmitting a gain used in an LTE mobile communication system used previously to determine a code-book to be used in a specific channel estimation interval. CB QEGT ) is provided to the code-book update unit 128. The code-book storage unit 126 updates the information about the code-book to be used in the current channel estimation interval based on the information CB t updated from the code-book update unit 128. do.

상기 코드-북 갱신부(128)는 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성한다. 그리고 상기 코드-북 갱신부(128)는 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 최적의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성한다. 상기 코드-북 갱신부(128)는 상기 새로이 생성한 코드-북에 관한 정보를 상기 채널 추정부(122), 상기 코드-북 저장부(116), 피드백 정보 생성부(124) 중 적어도 하나의 구성으로 제공한다.The code-book updating unit 128 fades a phase of codewords constituting a code-book or a code gain book for a gain gain using an LTE mobile communication system using a channel correlation coefficient determined according to the Doppler frequency. I generate a differential code-book by subdividing it into a specific area of my entire area. The code-book updater 128 newly generates a code-book to be used for each channel estimation section based on the generated differential code-book and an optimal line coding matrix value in the previous channel estimation section. The code-book updater 128 may transmit information about the newly generated code-book to at least one of the channel estimator 122, the code-book storage 116, and the feedback information generator 124. Provided as a configuration.

한편 상기 코드-북 갱신부(128)에 의해 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성하는 구체적인 동작에 대해서는 후술될 것이다.Meanwhile, a detailed operation of newly generating a code-book to be used for each channel estimation section by the code-book updater 128 will be described later.

상기 수신장치(120)는 상기 피드백 정보 생성부(124)에 의해 생성된 피드백 정보를 송신장치(110)로 전송한다. 상기 수신장치(120)는 피드백 정보를 주기적으로 전송하는 것이 바람직하다. 하지만 전송 시점을 결정하는 요소들이 송신장치(110)와 수신장치(120) 간에 사전에 약속된다면, 피드백 정보를 비주기적으로 전송하는 것도 가능하다.The receiver 120 transmits the feedback information generated by the feedback information generator 124 to the transmitter 110. The receiving device 120 preferably transmits feedback information periodically. However, if elements for determining a transmission time point are promised in advance between the transmitter 110 and the receiver 120, it is also possible to transmit feedback information aperiodically.

통상적으로 다중 안테나 시스템에서는 성능 열화가 발생하지 않는 범위 내에서 피드백 정보를 최소로 압축하여 전송하기 위해 양자화된 선 부호화 행렬들의 집합인 log 2 N 비트를 갖는 임의의 코드-북 {C1, C2...... CN}이 생성 효율성 및 저장 메모리에 최적화되어 있다. 코드-북 내 각각의 선 부호화 행렬들은

Figure 112011046043968-pat00001
의 성립을 통해 직교 열 (orthogonal columns) 을 갖는다. 여기서 I 는 단위 행렬 (identity matrix)이다. 이 경우 송/수신장치를 모두 구비하는 통신장치의 경우, 일반적인 블록 페이딩 채널을 기반으로 한 시스템의 수신단에서는 시간 t일 때, 추정된 MIMO 채널 상태 정보인
Figure 112011046043968-pat00002
를 토대로 선 부호화를 수행한다.Typically, in a multi-antenna system, an arbitrary code-book {C 1 , C 2 with a log 2 N bit, which is a set of quantized line coding matrices, for the purpose of compressing and transmitting the feedback information to a minimum within a range where performance degradation does not occur. C N } is optimized for generation efficiency and storage memory. Each line coding matrix in the code-book
Figure 112011046043968-pat00001
Has orthogonal columns. Where I is an identity matrix. In this case, in the case of a communication device having both a transmitting and receiving device, the receiving end of the system based on a general block fading channel is estimated MIMO channel state information at time t .
Figure 112011046043968-pat00002
Line coding is performed on the basis of.

예컨대 송신장치를 구성하는 피드백 정보 처리부는 최적의 선 부호화 행렬 지시자를 피드-백하기 위해 하기 <수학식 1>을 이용하여 코드-북 내 m opt 번째 선 부호화 행렬 지시자인

Figure 112011046043968-pat00003
를 최적의 선 부호화 행렬값 F t 로 결정한다.For example, the feedback information processing unit constituting the transmitter is a m opt th line coding matrix indicator in the code-book using Equation 1 below to feed back an optimal line coding matrix indicator.
Figure 112011046043968-pat00003
Is determined as the optimal line coding matrix value F t .

Figure 112011046043968-pat00004
Figure 112011046043968-pat00004

이때, 하기 <수학식 2>를 이용해 코드-북 내 최적의 선 부호화 행렬 지시자인 m opt (1 = m = N)를 선택한다.At this time, m opt ( 1 = m = N ), which is an optimal line coding matrix indicator in the code-book, is selected using Equation 2 below.

Figure 112011046043968-pat00005
Figure 112011046043968-pat00005

여기서

Figure 112011046043968-pat00006
은 수신단 내 AWGN (additive white gaussian noise) 평균 파워이며,
Figure 112011046043968-pat00007
은 M R × M R 크기의 단위 행렬, P 는 전체 송신 전력이다. 그리고 N s 는 송신단 내 공간 열의 수이다.here
Figure 112011046043968-pat00006
Is the average power of the additive white gaussian noise (AWGN) in the receiver,
Figure 112011046043968-pat00007
Is a unit matrix of M R x M R size, and P is the total transmission power. And N s is the number of spatial columns in the transmitter.

상기의 일반적인 블록 페이딩 채널은 송신 데이터의 한 블록 구간에서 페이딩 채널 계수는 일정하고, 다른 블록 구간의 페이딩 채널 계수들과는 서로 독립임을 가정한다. 그러나 실제 무선 채널 환경에서는 블록 페이딩 채널 모델을 가정하되 채널 상태 정보의 시간 상관을 반드시 고려해야 한다.The general block fading channel is assumed to have constant fading channel coefficients in one block section of transmission data and independent of fading channel coefficients of another block section. However, in a real wireless channel environment, a block fading channel model is assumed, but time correlation of channel state information must be considered.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 상관성 채널에서 피드백 타이밍을 고려하여 일반적인 차분 코드-북을 이용한 선 부호화 행렬 지시자를 나타낸 설명도이다.6 is an explanatory diagram illustrating a line coding matrix indicator using a general differential code-book in consideration of feedback timing in a time correlation channel according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 블록 페이딩이 아닌 채널의 시간 상관성을 고려할 경우 시간 t일 때의 선 부호화 행렬 값 F t 는 이전 선 부호화 행렬 값인 F t -1 과 일반적인 차분 코드-북 내 행렬 값인

Figure 112011046043968-pat00008
를 이용해 하기 <수학식 3>과 같은 최적의 선 부호화 행렬 값을 결정한다.
6, a block, considering correlation between the time of a non-fading channel time t one precoding matrix F t value was previously pre-encoding matrix which is the value of time t -1 and F general difference code-book within the matrix value
Figure 112011046043968-pat00008
To determine the optimal line coding matrix value as shown in Equation 3 below.

Figure 112011046043968-pat00009
Figure 112011046043968-pat00009

여기서

Figure 112011046043968-pat00010
이다. 따라서 차분 코드-북 내 최적의 선 부호화 행렬 지시자인 mopt(1 ≤ m ≤ N)는 하기 <수학식 4>를 이용하여 선택한다.here
Figure 112011046043968-pat00010
to be. Therefore, m opt (1 ≦ m ≦ N), which is an optimal line coding matrix indicator in the differential code-book, is selected using Equation 4 below.

Figure 112011046043968-pat00011
Figure 112011046043968-pat00011

상기 과정을 통해 통상적으로 송/수신단에서는 생성 효율성 및 저장 메모리에 최적화 되어 있는 적절한 크기의 코드-북을 선택함으로써, 피드백이 이루어진다.
Through the above process, the sender / receiver typically selects an appropriate size code-book optimized for generation efficiency and storage memory, thereby providing feedback.

이하 선 부호화 방식을 지원하는 다중 안테나 시스템에서 피드백 정보에 따른 송신장치에서의 차분 코드-북 인덱스를 매핑하는 일반적인 과정에 관해 설명한다.Hereinafter, a general process of mapping a differential code-book index in a transmitter according to feedback information in a multi-antenna system supporting a line coding scheme will be described.

차분 코드-북 매핑을 위해 기존에 제안되었던 일반적인 차분 코드-북 생성 방법은 하기 <수학식 5>를 기반으로 준(準) 대각행렬 기반의 코드-북 생성 방법이 있다.
A conventional differential code-book generation method that has been proposed for differential code-book mapping has a quasi-diagonal matrix-based code-book generation method based on Equation 5 below.

Figure 112011046043968-pat00012
Figure 112011046043968-pat00012

여기서

Figure 112011046043968-pat00013
는 랜덤 단위 행렬 (random unitary metric)로써, UHU=I를 만족하며,
Figure 112011046043968-pat00014
역시 랜덤 단위 행렬이며,
Figure 112011046043968-pat00015
가 작다면 준 대각 행렬 특성을 만족하게 된다.here
Figure 112011046043968-pat00013
Is a random unitary metric, and satisfies U H U = I,
Figure 112011046043968-pat00014
Is also a random unit matrix,
Figure 112011046043968-pat00015
If is small, the quasi diagonal matrix property is satisfied.

또 다른 차분 특성을 갖는 코드-북을 생성하기 위해 1차 Gauss-Markov 과정을 이용한 차분 코드-북 생성 방법이 제안될 수 있다. 예컨대 1차 Gauss-Markov 과정을 통해 전체 페이딩 채널 내 영역이 아닌 시간 상관성에 따른 임의의 채널 영역에 근접한 일부 영역에 제한된 차분 코드-북을 하기 <수학식 6> 내지 하기 <수학식 8>의 과정을 통해 생성한다.
A differential code-book generation method using a first-order Gauss-Markov process may be proposed to generate a code-book having another difference characteristic. For example, through the first Gauss-Markov process, a limited differential code-book is applied to a portion of the region close to an arbitrary channel region according to time correlation rather than the region within the entire fading channel. Create via

Figure 112011046043968-pat00016
Figure 112011046043968-pat00016

여기서

Figure 112011046043968-pat00017
는 페이딩 채널 내에 시간 상관성이 없을 경우 적용 가능한 차분 코드-북이며, CBdiff는 랜덤으로 생성한 임의의 후보자 코드-북이다. N 개의 후보자 코드-북을 발생시킨 후 상기 <수학식 6>을 통해 최적의 코드-북을 선택한다.here
Figure 112011046043968-pat00017
Is a differential code-book applicable when there is no time correlation in the fading channel, and CB diff is a random candidate code-book generated randomly. After generating N candidate code-books, the optimal code-book is selected through Equation 6.

상기 선택된 코드-북을 이용해서 시간 상관성 계수 ε을 이용한 하기 <수학식 7>을 수행한다.
Equation 7 is performed using the time correlation coefficient ε using the selected code-book.

Figure 112011046043968-pat00018
Figure 112011046043968-pat00018

여기서

Figure 112011046043968-pat00019
는 MT×MT크기의 단위 행렬이고, ε은 0.991～0.999의 값을 가지며, 이에 따라 코드-북의 범위가 달라지게 된다.here
Figure 112011046043968-pat00019
Is a unit matrix of size M T × M T , and ε has a value of 0.991 to 0.999, thus changing the range of code-books.

상기 <수학식 7>의 결과를 이용하여 하기 <수학식 8>을 통해 최종적으로 시간 상관성 채널에 적합한 차분 코드-북을 생성한다.
Using the result of Equation 7, a differential code-book suitable for a time correlation channel is finally generated through Equation 8 below.

Figure 112011046043968-pat00020
Figure 112011046043968-pat00020

시간 상관성을 갖는 페이딩 채널의 특성상 채널 상태 정보 Ht와

Figure 112011046043968-pat00021
는 그 특성이 크게 변화하지 않고 인접영역에서 그 특성을 나타내게 된다. The channel state information H t and
Figure 112011046043968-pat00021
The characteristic does not change significantly and shows the characteristic in the adjacent region.

따라서 임의의 양자화된 채널 벡터들의 집합인 코드-북이 전체 영역이 대상이 아닌 특정 채널 계수 Ht에 인접한 일부 영역에 대해 양자화가 이루어진다면 좀 더 정확한 선 부호화 과정을 수행할 수 있어 전체 시스템 성능은 향상된다. 그러나 상기에서 기술한 기존의 차분 코드-북은 수 많은 랜덤 단위 행렬을 발생시키거나 시간 상관 계수 ε에 따라 이를 생성하였기 때문에 최적의 코드-북 생성을 위한 복잡도 증가 및 기존 표준화 문서에서 이미 결정된 코드-북과는 상충되는 면이 상당하다.Therefore, if the code-book, which is a set of arbitrary quantized channel vectors, is quantized for a portion of the region adjacent to a specific channel coefficient H t , where the entire region is not an object, a more accurate line coding process can be performed. Is improved. However, the conventional differential code-book described above generates a large number of random unit matrices or generates them according to the time correlation coefficient ε , so that the complexity of the optimal code generation and the code already determined in the existing standardized document- There is considerable conflict with the North.

하기에서는 본 발명의 실시 예로써 제안하고 있는 새로운 차분 코드-북의 생성 과정에 대해 설명한다. 즉 코드-북 내 인덱스를 구성하는 코드워드의 위상을 채널 상관성 계수를 이용해 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화시켜 차분 코드-북을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of generating a new differential code-book proposed as an embodiment of the present invention will be described. That is, a method of generating a differential code-book by subdividing a phase of a codeword constituting an index in the code-book into a specific region of all regions in a fading channel using a channel correlation coefficient will be described.

임의의 인덱스로 구성된 기존의 코드-북은 각 인덱스에 해당하는 코드워드들이 페이딩 채널 내 전체 영역을 만족시키기 위해 전체 인덱스 수만큼 특정 영역을 생성한다. 그러나 시간 상관성 채널의 특성상 채널 상태 정보는 시간의 흐름에 따라 랜덤하게 변화하는 것이 아닌 이전 채널 정보와 매우 유사한 성질을 가지게 된다. 즉, 시간 상관성 페이딩 채널에서 채널 상태 정보의 변화는 시간의 흐름에 따라 급격하게 변화하지 않으며, 이전 채널 추정 구간에서 결정된 최적의 선 부호화 벡터 또한 현재 채널 추정 구간에서 결정될 최적의 선 부호화 행렬 값과 비교 시에 작은 위상 차만을 보일 것이다. Existing code-books composed of arbitrary indexes generate specific regions by the total number of indexes so that codewords corresponding to each index satisfy the entire region in the fading channel. However, due to the nature of the temporal correlation channel, the channel state information does not randomly change over time, but has very similar characteristics to previous channel information. That is, in the time-correlated fading channel, the change of channel state information does not change rapidly with time, and the optimal line coding vector determined in the previous channel estimation interval is also compared with the optimal line coding matrix value determined in the current channel estimation interval. Only a small phase difference will be shown at.

따라서 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값인 Ft - 1와 작은 위상 차만을 보이는 현재 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft는 Ft -1에 근접한 여러 개의 임의의 행렬 값 중에서 선택이 가능할 것이다. 위상 차를 이용한 여러 개의 임의의 행렬 값을 특정 크기의 양자화된 코드-북으로 나타내는 것이 본 발명에서 제안하는 새로운 차분 코드-북 생성 기법이다.Thus the previous channel estimated value of the pre-encoding matrix in the interval F t - F t value pre-encoding matrix in the visible and only a small phase difference of the current channel estimation section is able to choose from a number of random matrix of values close to F t -1 will be. Representing a plurality of arbitrary matrix values using a phase difference as a quantized code-book of a specific size is a new differential code-book generation technique proposed by the present invention.

본 발명에서 바람직한 실시 예로써 제안하는 새로운 차분 코드-북은 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 기반으로 생성된다. 통상적으로 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북은 첫 번째 송신 안테나에 해당하는 모든 선 부호화 행렬 벡터의 위상 각도가 0으로 복소수가 아닌 동일한 실수 벡터 값을 갖는다. 그리고 두 번째 송신 안테나부터 실수가 아닌 복소수로 구성된 값을 갖는데, 동일 이득을 갖는 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특성상 두 번째 송신 안테나부터 각 송신 안테나에 해당하는 모든 선 부호화 행렬들의 크기는 모두 동일하며 위상만 서로 다른 값을 갖는다.A new differential code-book proposed as a preferred embodiment of the present invention is generated based on a code-book or a code-book for gaining transmission used in an LTE mobile communication system. In general, a codebook or a codebook for a gain gain used in an LTE mobile communication system has the same real vector value, where the phase angles of all the line coding matrix vectors corresponding to the first transmission antenna are zero and not complex. The second transmit antenna has a complex value instead of a real number, and the code-book or code gain book for the same gain used in the LTE mobile communication system having the same gain corresponds to each transmit antenna from the second transmit antenna. All line coding matrices have the same size and only phases have different values.

따라서 본 발명의 바람직한 실시 예에서 제안하는 차분 코드-북은 시간 상관성 페이딩 채널 내 채널 변화 추이를 결정짓는 새롭게 명명한 도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수 f를 이용한다. 그리고 상기 채널 상관성 계수 f를 이용하여 기존 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북 내 인덱스를 구성하는 코드워드들이 페이딩 채널 내 차지하는 영역을 좀 더 세분화시키는 코드워드로 변환한다. 이 때, 채널 상관성 계수 f는 페이딩 채널 내에서의 상관성에 비례한다. 즉 페이딩 채널 내에서의 상관성이 작다면, 작은 값의 채널 상관성 계수 f를 가진다. 하지만 페이딩 채널 내에서의 상관성이 크다면, 큰 값의 채널 상관성 계수 f를 가진다. 따라서 상기 채널 상관성 계수 f는 시스템 개발자에 의해 유연하게 결정하는 것이 가능하다.Therefore, the differential code-book proposed in the preferred embodiment of the present invention uses the channel correlation coefficient f determined according to the newly named Doppler frequency which determines the channel change trend in the time-correlated fading channel. In addition, an area occupied by a codeword constituting an index in an arbitrary code-book having a code-book or a code-book for a gain gain using a conventional LTE mobile communication system using the channel correlation coefficient f occupies an area within a fading channel. Convert to more detailed codewords. At this time, the channel correlation coefficient f is proportional to the correlation in the fading channel. In other words, if the correlation in the fading channel is small, it has a small channel correlation coefficient f . However, if the correlation in the fading channel is large, it has a large value of channel correlation coefficient f . Therefore, the channel correlation coefficient f can be flexibly determined by the system developer.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치에 구비된 코드-북 갱신부(118 또는 128)의 상세 구성을 보이고 있다.4 shows a detailed configuration of the code-book update unit 118 or 128 provided in the communication apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 차분 코드-북 생성부(410)는 채널 상관성 계수 f와, 송신 안테나의 수에 따른 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북 (CBQEGT)를 입력으로 하고, 상기 채널 상관성 계수 f와 CBQEGT를 사용하여 매 채널 추정 구간에서의 차분 코드-북 (CBdiff)을 생성한다. 예컨대 상기 차분 코드-북 (CBdiff)을 생성하기 위한 하나의 방안을 하기 <수학식 9>에서 정의하고 있다.Referring to FIG. 4, the differential code-book generation unit 410 may have a randomness having a channel correlation coefficient f and a code-book or a code-book for dynamic gain transmission used in an LTE mobile communication system according to the number of transmit antennas. The code-book (CB QEGT ) is input, and the channel correlation coefficient f and the CB QEGT are used to generate a differential code-book (CB diff ) in every channel estimation interval. For example, one method for generating the difference code-book (CB diff ) is defined in Equation 9 below.

상기 차분 코드-북 생성부(410)는 상기 생성한 차분 코드-북 (CBdiff)을 코드-북 생성부(412)로 제공한다. 상기 코드-북 생성부(412)는 상기 차분 코드-북 생성부(410)에 의해 생성된 차분 코드-북 (CBdiff)을 이용하여 현 채널 추정 구간에서 사용할 코드-북 (CBt)을 생성한다. 예컨대 상기 현 채널 추정 구간에서 사용할 코드-북 (CBt)을 생성하기 위한 하나의 방안을 하기 <수학식 12>에서 정의하고 있다.The difference code-book generator 410 provides the generated difference code-book (CB diff ) to the code-book generator 412. The code-book generator 412 generates a code-book CB t to be used in the current channel estimation interval by using the difference code-book CB diff generated by the difference code-book generator 410. do. For example, one scheme for generating a code-book CB t to be used in the current channel estimation interval is defined in Equation 12 below.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제안하는 차분 코드-북의 생성 흐름을 보이고 있다.5 shows a generation flow of a proposed differential code-book according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북 내 인덱스를 구성하는 모든 코드워드를 직각 좌표 계 (cartesian coordinate)가 아닌 극 좌표 계 (polar coordinate)로 표기한다(S501). 그리고 상기 극 좌표 계로 표기된 코드워드의 위상을 상기에서 정의한 채널 상관성 계수 f를 이용해 나누어줌으로써, 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만을 세분화한다(S303).Referring to FIG. 5, all codewords constituting an index in an arbitrary code-book having a code-book or a code-book for transmitting a gain used in an LTE mobile communication system are not a Cartesian coordinate system. It is indicated by polar coordinate (S501). By dividing the phase of the codeword represented by the polar coordinate system using the channel correlation coefficient f defined above, only a specific region of the entire region in the fading channel is subdivided (S303).

그 후 위상이 세분화된 코드워드들의 크기를 1로 변환해줌으로써, 본 발명의 바람직한 실시 예에서 제안하는 차분 코드-북의 생성을 완료한다(S305).Thereafter, by converting the magnitudes of the codewords whose phases are subdivided into 1, the generation of the differential code-book proposed in the preferred embodiment of the present invention is completed (S305).

한편 상술한 과정은 하기 <수학식 9>와 같이 나타낼 수 있다.
On the other hand, the above-described process may be represented as shown in Equation 9 below.

Figure 112011046043968-pat00022
Figure 112011046043968-pat00022

여기서 CBQEGT는 송신 안테나 수에 따른 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북을 의미한다.Here, CB QEGT means any code-book having a code-book or a code-book for gaining transmission used in an LTE mobile communication system according to the number of transmitting antennas.

하기 <표 1>은 송신 안테나 수가 4, 송신장치 내 공간 열의 수가 1, 그리고 코드-북 크기가 16인 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북의 일 예를 보이고 있다.
Table 1 below shows an arbitrary code-book or code-book for gain-of-gain transmission used in an LTE mobile communication system having 4 transmit antennas, 1 spatial column in a transmitter, and 16 code-book sizes. An example of a code-book is shown.

Figure 112011046043968-pat00023
Figure 112011046043968-pat00023

한편 상기 <표 1>에 예시된 임의의 코드-북을 기반으로 본 발명의 바람직한 실시 예로써 제안하는 방안에 따라 차분 코드-북을 생성하면, 하기 <표 2>와 같다.
On the other hand, if the differential code-book is generated according to the method proposed as a preferred embodiment of the present invention based on any code-book illustrated in Table 1, it is as shown in Table 2.

Figure 112011046043968-pat00024
Figure 112011046043968-pat00024

하기 <표 3>은 본 발명의 실시 예에 따른 선 부호화 방식의 다중 안테나 시스템에서 시간의 변화에 따라 차분 코드-북을 이용한 선 부호화 전송 방법의 일 예를 보이고 있다.Table 3 below shows an example of a line encoding transmission method using a differential code-book according to a time change in a multi-antenna system of a line encoding method according to an embodiment of the present invention.

Figure 112011046043968-pat00025
Figure 112011046043968-pat00025

여기서 CB initial 은 초기 코드-북 (initial codebook)을 의미하고, CB diff 는 차분 코드-북 (proposed differential codebook)을 의미하며, CB t 는 시간 t일 때의 피드백을 위한 최적의 선 부호화 행렬 지시자를 결정하기 위해 생성된 새로운 코드-북 (new generated codebook at time t)을 의미한다. 그리고 PMI t 는 시간 t일 때 생성된 CB t 코드-북에서 결정된 최적의 선 부호화 행렬 지시자를 의미한다.Where CB initial stands for the initial codebook, CB diff stands for the differential codebook, and CB t stands for the optimal line coding matrix indicator for feedback at time t . Means new generated codebook at time t. PMI t denotes an optimal line coding matrix indicator determined from the CB t code-book generated at time t.

예컨대 시간 t = 0일 경우, 이전 선 부호화 행렬 값 F t -1 이 존재하지 않기 때문에 기존 LTE, LTE-Advanced, IEEE 802.16 그리고 IEEE 802.16m 표준화 문서에 기술된 코드-북 등 여러 가지 다양한 코드-북 중에서 시스템 설계자가 선택한 임의의 코드-북에 상기 <수학식 2>를 적용하여 최적의 선 부호화 행렬 지시자인 PMI 0 의 선택과 F t 의 결정이 이루어진다. 이는 하기 <수학식 10>과 같이 정의될 수 있다.
For example, at time t = 0, there are many different code-books, such as the code-books described in the existing LTE, LTE-Advanced, IEEE 802.16, and IEEE 802.16m standardization documents, because the previous line coding matrix value F t -1 does not exist. Equation (2) is applied to any code-book selected by the system designer, and the optimal line coding matrix indicator PMI 0 is selected and F t is determined. This may be defined as in Equation 10 below.

Figure 112011046043968-pat00026
Figure 112011046043968-pat00026

한편 시간 t = 1일 경우, 상기 <수학식 3>에 의해 이전 선 부호화 행렬 값인 CB 0 (PMI 0 )과 차분 코드-북 CB diff 의 곱을 통해 CB 1 이 생성되며, 상기 생성된 코드-북으로부터 상기 <수학식 4>를 통해 최적의 선 부호화 행렬 지시자인 PMI 1 가 상기 <수학식 4>를 통해 선택되며, F t =1 가 결정된다. On the other hand, when time t = 1, CB 1 is generated by multiplying the previous line coding matrix value CB 0 (PMI 0 ) and the difference code-book CB diff by Equation 3 , and from the generated code-book Through Equation 4, an optimal line coding matrix indicator PMI 1 is selected through Equation 4, and F t = 1 is determined.

따라서 시간 t ≥ 1의 과정은 하기 <수학식 11> 내지 <수학식 13>과 같이 수식으로 정리될 수 있다.Therefore, the process of time t ≥ 1 may be summarized as an equation as shown in Equations 11 to 13 below.

Figure 112011046043968-pat00027
Figure 112011046043968-pat00027

Figure 112011046043968-pat00028
Figure 112011046043968-pat00028

Figure 112011046043968-pat00029
Figure 112011046043968-pat00029

여기서 <·> 는 배열 곱 (array multiply) 이다.Where <·> is an array multiply.

상기 <표 3>에 도시된 바와 같이, 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값에 제안된 차분 코드-북을 적용하여 새로운 차분 코드-북이 매 채널 추정 구간마다 생성됨을 확인할 수 있다. 이때, 제안된 차분 코드-북이 송/수신단에 미리 저장되어 있고, 서로 동기가 정확히 이루어진다면 매 채널 추정 구간마다 생성되는 새로운 코드-북 CB t 를 동시에 사용하는 것에 대해 어려움이 없을 것이다. 즉, 이전 채널 상태 정보와 매우 인접한 채널의 영역만을 기존 코드-북과 동일한 크기를 갖도록 양자화함으로써 즉, 페이딩 채널 내 전체 영역이 아닌 이전 선 부호화 행렬 값에 근접한 특정 영역만을 세분화하여 양자화함으로써 차분 코드-북을 생성하는데 시간 상관성 페이딩 채널에서 보다 정확한 최적의 선 부호화 행렬 값 F t 를 결정할 수 있어 전체 시스템 성능 향상에 큰 이득을 가져올 수 있다. As shown in Table 3, it can be confirmed that a new differential code-book is generated for each channel estimation interval by applying the proposed differential code-book to the line coding matrix value in the previous channel estimation interval. At this time, if the proposed differential code-book is previously stored in the transmitting / receiving end and synchronized with each other correctly, there will be no difficulty in simultaneously using the new code-book CB t generated in every channel estimation interval. That is, the difference code is obtained by quantizing only an area of a channel that is very close to the previous channel state information to have the same size as the existing code-book, that is, by subdividing and quantizing only a specific area that is close to the previous line coding matrix value instead of the entire area within a fading channel. It is possible to determine a more accurate optimal line coding matrix value F t in a time-correlated fading channel to generate a book, which can greatly improve overall system performance.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제안하는 차분 코드-북을 선 부호화 과정에 이용할 경우 심벌 에러율 (SER: Symbol Error Rate)을 보이고 있다.7 shows a symbol error rate (SER) when the proposed differential code-book according to an embodiment of the present invention is used in a line encoding process.

도 7에서는 송신 안테나 수가 2 또는 4 일 때 본 발명을 토대로 LTE 코드-북을 이용해 생성된 차분 코드-북을 비롯하여 다양한 선 부호화 전송 기법에 대한 성능을 비교한 것이다.In FIG. 7, when the number of transmitting antennas is 2 or 4, performances of various pre-coding schemes including the differential code-book generated using the LTE code-book are compared based on the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제안하는 차분 코드-북을 선 부호화 과정에 이용할 경우 채널 용량 (channel capacity)을 보이고 있다. FIG. 8 illustrates channel capacity when the proposed differential code-book according to an embodiment of the present invention is used in a line encoding process.

도 8에서는 송신 안테나 수가 2 또는 4 일 때 본 발명을 토대로 LTE 코드-북을 이용해 생성된 차분 코드-북을 비롯하여 다양한 선 부호화 전송 기법에 대한 채널 용량을 나타낸다. FIG. 8 shows channel capacities for various pre-coded transmission schemes including a differential code-book generated using an LTE code-book based on the present invention when the number of transmit antennas is 2 or 4. FIG.

도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 제안하는 차분 코드-북을 이용한 경우 (NEW), LTE 코드-북을 이용할 경우(LTE), 선택 다이버시티 전송 기법을 이용한 경우(SDT: Selection Diversity Transmission), 그리고 특이 값 분해 전송 기법을 이용한 경우(SVD: Singular Vector Decomposition)에 대해 성능을 비교한 것이다.Referring to FIGS. 7 and 8, in case of using the differential code-book proposed in the embodiment of the present invention (NEW), in case of using an LTE code-book (LTE), in case of using a selection diversity transmission scheme (SDT: Performance is compared for Selection Diversity Transmission (SVD) and Singular Vector Decomposition (SVD).

도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 기존 표준화 문서에 명시된 코드-북보다 제안하는 차분 코드-북을 이용할 경우 향상된 성능을 보임을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, it can be seen that improved performance is obtained when using the differential code-book proposed rather than the code-book specified in the existing standardized document.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북을 이용한 선 부호화 방식에서 현재 피드백 수행을 위해 시간 상관성 페이딩 채널 내 전체 영역이 아닌 이전에 피드백된 최적의 선 부호화 값에 근접한 특정 영역 내 채널만을 세분화하여 양자화한 차분 코드-북을 이용한다. 이를 통해 어느 정해진 도플러 주파수에 맞는 코드-북을 생성시키기 위해 상당히 오랜 시간의 최적화 과정이 필요한 기존의 차분 코드-북 생성 기법과는 달리 주어진 피드백 비트 수에서 시스템 성능을 극대화할 수 있다. 뿐만 아니라 다양한 도플러 주파수 변화에 따라 매우 빠르고 용이하게 생성이 가능하다. 또한 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북을 그대로 사용함으로써, 기술적 효율성을 얻는 것과 동시에 시간 상관성 채널에 대해 상당히 적응적으로 다이버시티 이득을 제공할 수 있는 효과가 있다. 특히 차세대 이동통신 시스템으로 주목 받고 있는 LTE, LTE-Advanced, IEEE 802.16, 그리고 IEEE 802.16m 등의 시스템에 대해 각 표준화 문서에 기술되어 있는 코드-북의 크기와 본 발명에서 제안하는 차분 코드-북의 크기를 일치시킨다면 적응적으로 적용하는 것이 가능하여 상당한 이득을 얻을 수 있다. As described above, in the preferred embodiment of the present invention, time correlation is performed to perform current feedback in a line coding scheme using an arbitrary code-book having a code-book or a code-book for a gain-gain transmission used in an LTE mobile communication system. A differential code-book is used in which only a channel in a specific region that is close to a previously fed optimum line coding value, rather than the entire region in a fading channel, is subdivided and quantized. This maximizes system performance at a given number of feedback bits, unlike conventional differential code-book generation techniques that require a very long optimization process to generate code-books for any given Doppler frequency. In addition, it can be generated very quickly and easily according to various Doppler frequency changes. In addition, by using the code-book or the code-book for the same-band transmission used in the LTE mobile communication system as it is, technical gain is achieved and diversity gain is highly adaptive to the time-correlated channel. There is an effect that can provide. In particular, the size of the code-book described in each standardization document and the differential code-book proposed in the present invention for systems such as LTE, LTE-Advanced, IEEE 802.16, and IEEE 802.16m, which are attracting attention as next generation mobile communication systems If the sizes are matched, it is possible to apply them adaptively, which can yield significant gains.

또한 LTE, LTE-Advanced 시스템에 대해 기술된 기존 표준화 문서내의 코드-북은 제안하는 차분 코드-북을 사용하는 데 있어 기존 LTE, LTE-Advanced 관련 표준화 문서에서 이미 결정된 코드-북과 상충되는 면이 없이 매우 효율적인 사용이 가능하다.
In addition, the codebook in the existing standardization document described for LTE and LTE-Advanced system is in conflict with the codebook already determined in the existing standardization document related to LTE and LTE in using the proposed differential codebook. Very efficient use is possible.

한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
On the other hand, while the preferred embodiment of the present invention has been shown and described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims Various modifications are possible by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

110 송신 장치 120 수신 장치
112 신호 송신부 114 피드백 정보 처리부
118 코드북 갱신부 116 코드북 저장부110 transmitter 120 receiver
112 Signal transmitter 114 Feedback information processor
118 Codebook Updater 116 Codebook Saver

Claims (16)

다중 안테나 시스템에서 선 부호화 방식에 의해 데이터를 전송하기 위해 사용할 코드-북을 생성하는 방법에 있어서,
도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성하고, 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북을 새로이 생성하는 코드-북 생성방법.
A method for generating a code-book to be used for transmitting data by a line coding scheme in a multi-antenna system,
By using the channel correlation coefficient determined according to the Doppler frequency, the phase of the codewords constituting the code-book or the code-book for the gain transmission used in the LTE mobile communication system is subdivided into only one specific region among all regions in the fading channel. Generating a code-book and generating a new code-book to be used for each channel estimation section based on the generated differential code-book and a line coding matrix value in a previous channel estimation section.
제1항에 있어서, 상기 차분 코드-북 생성과정은,
상기 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 내에서 인덱스를 구성하는 모든 코드워드들을 극 좌표 계로 표기하는 단계;
상기 채널 상관성 계수를 이용하여 상기 극 좌표 계로 표기된 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 상기 특정 영역만으로 세분화하는 단계; 및
상기 위상이 상기 특정 영역만으로 세분화된 코드워드들의 크기를 1로 변환하고, 상기 크기가 1로 변환된 코드워드들에 의해 상기 차분 코드-북을 생성하는 단계를 포함하는 코드-북 생성방법.
The method of claim 1, wherein the differential code-book generation process comprises:
Marking all codewords constituting an index in a codebook or a codeword book for use in the LTE mobile communication system in a polar coordinate system;
Subdividing the phase of the codewords represented by the polar coordinate system into only the specific region among all regions in a fading channel using the channel correlation coefficient; And
And converting the magnitudes of the codewords whose phases are subdivided into the specific region only to one, and generating the differential code-books by the codewords whose magnitudes are converted to one.
제2항에 있어서, 상기 세분화하는 단계는,
상기 극 좌표 계로 표기된 코드워드들의 위상을 상기 채널 상관성 계수로 나누는 단계임을 특징으로 코드-북 생성방법.
The method of claim 2, wherein the subdividing comprises:
And dividing a phase of codewords represented by the polar coordinate system by the channel correlation coefficient.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 채널 상관성 계수는 상기 페이딩 채널 내에서의 상관성에 비례하여 결정함을 특징으로 하는 코드-북 생성방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the channel correlation coefficient is determined in proportion to the correlation in the fading channel.
제4항에 있어서,
상기 차분 코드-북 CBdiff은
Figure 112011046043968-pat00030
에 의해 생성되며, 여기서 f는 상기 채널 상관성 계수이고, CBQEGT는 상기 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북으로써, 송신 안테나의 수에 따른 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 특징을 갖는 임의의 코드-북임을 특징으로 하는 코드-북 생성방법.
5. The method of claim 4,
The difference code-book CB diff is
Figure 112011046043968-pat00030
Where f is the channel correlation coefficient, and CB QEGT is a code-book or a code-book for the same gain transmission used in the LTE mobile communication system and is used in the LTE mobile communication system according to the number of transmitting antennas. Code-book generation method characterized in that any code-book having a code-book or a code-book for the same gain transmission.
제5항에 있어서,
상기 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북 CBt은 상기 차분 코드-북 CBdiff와 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft-1의 배열 곱에 의해 생성되며,
여기서 상기 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft-1은 CBt-1(PMIt-1)로 정의되며, 상기 CBt-1는 이전 채널 추정 구간에서 사용한 코드-북이며, 상기 PMIt-1는 이전 채널 추정 구간에서 선 부호화 행렬 지시자임을 특징으로 하는 코드-북 생성방법.
6. The method of claim 5,
The code-book CB t to be used for each channel estimation interval is generated by an array product of the difference code-book CB diff and a line coding matrix value F t-1 in a previous channel estimation interval.
Here, the line coding matrix value F t-1 in the previous channel estimation interval is defined as CB t-1 (PMI t-1 ), wherein CB t-1 is a code-book used in the previous channel estimation interval, and the PMI t-1 is a line-coding matrix indicator in a previous channel estimation interval.
다중 안테나 시스템에서 선 부호화 방식에 의해 데이터를 전송하기 위해 사용할 코드-북을 저장하는 컴퓨터에 의해 접근 가능한 기록 매체에 있어서,
도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 생성된 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북에 의해 저장된 코드-북이 갱신됨을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 접근 가능한 기록 매체.
A computer-accessible recording medium storing code-books for use in transmitting data by a line coding scheme in a multi-antenna system, comprising:
Using the channel correlation coefficient determined according to the Doppler frequency, the phases of the codewords constituting the code-book or the code-book for the gain transmission used in the LTE mobile communication system are subdivided into a specific area of the entire fading channel. And a code-book stored by a code-book to be used for each channel estimation section generated based on one differential code-book and a line coding matrix value in a previous channel estimation section.
제7항에 있어서,
상기 차분 코드-북은 상기 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북 내에서 인덱스를 구성하는 모든 코드워드들을 극 좌표 계로 표기하고, 상기 극 좌표 계로 표기된 코드워드들의 위상을 상기 채널 상관성 계수로 나누어 페이딩 채널 내 전체 영역 중 상기 특정 영역만으로 세분화하며, 상기 위상이 상기 특정 영역만으로 세분화된 코드워드들의 크기를 1로 변환하고, 상기 크기가 1로 변환된 코드워드들에 의해 생성됨을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 접근 가능한 기록 매체.
The method of claim 7, wherein
The differential code-book indicates all codewords constituting an index in a codebook used in the LTE mobile communication system or a code-book for a gain transmission using a polar coordinate system, and the phase of the codewords represented by the polar coordinate system. Is divided by the channel correlation coefficient and subdivided into only the specific region of the entire region within a fading channel, and the size of the codewords whose phase is subdivided into the specific region is converted to 1, and the codewords whose size is converted into 1 A computer-accessible recording medium, characterized in that it is produced by.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 채널 상관성 계수는 상기 페이딩 채널 내에서의 상관성에 비례하여 결정함을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 접근 가능한 기록 매체.
9. The method according to claim 7 or 8,
And the channel correlation coefficient is determined in proportion to the correlation in the fading channel.
제9항에 있어서,
상기 차분 코드-북 CBdiff은
Figure 112011046043968-pat00031
에 의해 생성되며, 여기서 f는 상기 채널 상관성 계수이고, CBQEGT는 상기 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북으로써, 송신 안테나의 수에 따른 양자화된 동일 이득 전송 특징을 갖는 임의의 코드-북임을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 접근 가능한 기록 매체.
10. The method of claim 9,
The difference code-book CB diff is
Figure 112011046043968-pat00031
Where f is the channel correlation coefficient, and CB QEGT is a code-book or a code-book for the same-gain transmission used in the LTE mobile communication system, and is quantized equal gain transmission characteristic according to the number of transmitting antennas. And any code-book having a computer-accessible recording medium.
제10항에 있어서,
상기 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북 CBt은 상기 차분 코드-북 CBdiff와 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft-1의 배열 곱에 의해 생성되며,
여기서 상기 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft-1은 CBt-1(PMIt-1)로 정의되며, 상기 CBt-1는 이전 채널 추정 구간에서 사용한 코드-북이며, 상기 PMIt-1는 이전 채널 추정 구간에서 선 부호화 행렬 지시자임을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 접근 가능한 기록 매체.
11. The method of claim 10,
The code-book CB t to be used for each channel estimation interval is generated by an array product of the difference code-book CB diff and a line coding matrix value F t-1 in a previous channel estimation interval.
Here, the line coding matrix value F t-1 in the previous channel estimation interval is defined as CB t-1 (PMI t-1 ), wherein CB t-1 is a code-book used in the previous channel estimation interval, and the PMI t-1 is a line coding matrix indicator in a previous channel estimation interval.
다중 안테나 시스템에서 선 부호화 방식에 의해 데이터를 송/ 수신하는 통신 장치에 있어서,
도플러 주파수에 따라 결정되는 채널 상관성 계수를 이용하여 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북을 구성하는 코드워드들의 위상을 페이딩 채널 내 전체 영역 중 특정 영역만으로 세분화하여 차분 코드-북을 생성하고, 상기 생성한 차분 코드-북과 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값을 기반으로 매 채널 추정 구간 별로 데이터를 송신 또는 수신하기 위해 사용할 코드-북을 새로이 생성하는 코드-북 갱신부를 포함하는 통신장치.
A communication apparatus for transmitting / receiving data by a line encoding method in a multi-antenna system,
By using the channel correlation coefficient determined according to the Doppler frequency, the phase of the codewords constituting the code-book or the code-book for the gain transmission used in the LTE mobile communication system is subdivided into only one specific region among all regions in the fading channel. A code-book for generating a code-book and a code-book for generating or receiving data for each channel estimation section based on the generated differential code-book and the line coding matrix value in the previous channel estimation section. Communication device including a book updating unit.
제12항에 있어서, 상기 코드-북 갱신부는,
양자화된 동일 이득 전송 코드-북 내에서 인덱스를 구성하는 모든 코드워드들을 극 좌표 계로 표기하고, 상기 극 좌표 계로 표기된 코드워드들의 위상을 상기 채널 상관성 계수로 나누어 페이딩 채널 내 전체 영역 중 상기 특정 영역만으로 세분화하며, 상기 위상이 상기 특정 영역만으로 세분화된 코드워드들의 크기를 1로 변환하고, 상기 크기가 1로 변환된 코드워드들에 의해 상기 차분 코드-북을 생성하는 차분 코드-북 생성부를 포함하는 통신장치.
The method of claim 12, wherein the code-book updating unit,
In the quantized equal gain transmission code-book, all codewords constituting the index are expressed in polar coordinates, and the phases of the codewords expressed in the polar coordinates are divided by the channel correlation coefficient to the specific region of the entire region in the fading channel. And a differential code-book generating unit for subdividing, converting the size of codewords whose phase is subdivided into the specific region only to 1, and generating the differential code-book by codewords whose size is converted to 1. Communication device.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 채널 상관성 계수는 상기 페이딩 채널 내에서의 상관성에 비례하여 결정됨을 특징으로 하는 통신장치.
The method according to claim 12 or 13,
And the channel correlation coefficient is determined in proportion to the correlation in the fading channel.
제13항에 있어서, 상기 차분 코드-북 생성부는,
Figure 112011046043968-pat00032
에 의해 상기 차분 코드-북 CBdiff을 생성하며, 여기서 f는 상기 채널 상관성 계수이고, CBQEGT는 상기 LTE 이동통신 시스템에서 사용하는 코드-북 혹은 동이득 전송용 코드-북으로써, 송신 안테나의 수에 따른 양자화된 동일 이득 전송 특징을 갖는 임의의 코드-북임을 특징으로 하는 통신장치.
The method of claim 13, wherein the difference code-book generating unit,
Figure 112011046043968-pat00032
To generate the differential code-book CB diff , where f is the channel correlation coefficient, and CB QEGT is a code-book or a code for the same-gain transmission code used in the LTE mobile communication system. And any code-book having a quantized equal gain transmission characteristic according to the invention.
제15항에 있어서, 상기 코드-북 갱신부는,
상기 차분 코드-북 CBdiff와 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft-1의 배열 곱에 의해 상기 매 채널 추정 구간 별로 사용할 코드-북 CBt을 생성하는 코드-북 생성부를 포함하며
여기서 상기 이전 채널 추정 구간에서의 선 부호화 행렬 값 Ft-1은 CBt-1(PMIt-1)로 정의되며, 상기 CBt-1는 이전 채널 추정 구간에서 사용한 코드-북이며, 상기 PMIt-1는 이전 채널 추정 구간에서 선 부호화 행렬 지시자임을 특징으로 하는 통신장치.
The method of claim 15, wherein the code-book updating unit,
A code-book generator for generating a code-book CB t to be used for each channel estimation interval by an array product of the difference code-book CB diff and a line coding matrix value F t-1 in a previous channel estimation interval;
Here, the line coding matrix value F t-1 in the previous channel estimation interval is defined as CB t-1 (PMI t-1 ), wherein CB t-1 is a code-book used in the previous channel estimation interval, and the PMI t-1 is a line coding matrix indicator in a previous channel estimation interval.
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