KR101547286B1 - Ｍｉｍｏ 시스템에서 코드북 기반 송신 장치 및 방법 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 시스템에서 코드북 기반 송신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북 기반 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, SU-MIMO 모드와 MU-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북을 사용하고, MU-MIMO 모드인 경우 PMI(Precoding Matrix Index) 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 정보와 함께 CQI 차이(differential) 정보를 전송함으로써, CQI 미스매칭(mismatching) 문제를 해결하고 SU-MIMO 모드와 MU-MIMO 모드를 효율적으로 운영하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

ＭＩＭＯ 시스템에서 코드북 기반 송신 장치 및 방법 {Codebook based transmission apparatus and method in MIMO system}
본 발명은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 송신 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MIMO 시스템에서 SU(single user)-MIMO 모드 및 MU(multiuser)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북을 사용하고, 특히 MU-MIMO 모드인 경우 PMI(Precoding Matrix Index) 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 정보와 함께 CQI 차이 정보를 전송함으로써 CQI 미스매칭(mismatching) 문제를 해결하고 시스템 성능을 향상시키는 코드북 기반 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 무선통신의 전송용량을 높이기 위하여 송신단과 수신단이 다수의 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템이 큰 각광을 받으며 연구되고 있다.
이러한 MIMO 시스템은 크게 개루프(Open Loop) MIMO와 폐루프(Closed Loop) MIMO로 구분될 수 있는데, 개루프 MIMO(OL-MIMO)는 송신단이 채널 상황을 모르는 상태로 통신하는 방식이고, 폐루프 MIMO(CL-MIMO)는 송신단이 수신단으로부터 피드 백된 채널 정보를 참조하여 통신하는 방식이다. 개루프 MIMO의 경우 이론적 전송용량에 이르기 위해서는 시간영역과 공간영역에서 동시에 적용된 복잡한 코딩 기법을 이용해야 하고 이는 또한 안테나의 수가 증가할수록 검출의 복잡도가 크게 증가하는 단점이 있다. 이에 따라, 실제 시스템에서는 각 송신 안테나별로 채널 상태에 따라 독립적인 변조 및 코딩 기법을 적용함으로써 개루프 방식의 이론적 용량에 근접하는 폐루프 MIMO가 선호된다.
폐루프 MIMO 시스템에서 수신단이 송신단으로 채널 정보를 전송하는 피드백 방식으로는 코드북(code book)을 이용하는 방식과 사운딩 신호(sounding signal)를 이용하는 방식 등이 있다. 그 중 본 발명은 코드북 기반 피드백 방식과 관련되며, 참고로 IEEE 802.16m에서는 MU-MIMO의 경우 코드북 기반 유니터리 프리코딩(unitary precoding)을 기준(baseline)으로 채택하고 있다.
코드북(codebook) 기반 피드백 방식은, 수신단이 파일럿 등을 이용하여 채널을 추정하고 적절한 메트릭(metric)을 통해 송신단과 수신단이 미리 알고 있는 코드북 내의 코드워드(codeword)의 인덱스(index)를 피드백하는 방식이다. 여기서, 코드북을 구성하는 각각의 코드워드는 송신단과 수신단 사이에 형성된 채널에 대한 각각의 서로 다른 채널 상태를 나타내며, 수신단은 파일럿 등을 이용하여 채널을 추정한 후 추정된 채널에 상응하는 코드워드를 선택하고 이에 대한 인덱스(즉, 코드워드의 인덱스)를 피드백함으로써 송신단에게 채널 상태를 알린다.
한편, MU(multiuser)-MIMO 시스템의 경우 복수개의 단말을 페어링(pairing)함으로써 동일한 무선 자원(resource)을 효과적으로 활용할 수 있는데, 이 경우 MIMO를 적용할 단말들을 페어링(pairing)하는 것과 페어링이 실패한 경우 SU (single user)-MIMO로 적절하게 전환하여 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 효율적으로 운영하는 것이 시스템 성능에 중요한 요소가 된다.
앞서 언급한 바와 같이, IEEE 802.16m은 MU-MIMO의 경우 코드북 기반 유니터리 프리코딩(unitary precoding)을 기준으로 채택하고 있는데, 유니터리 프리코딩의 경우 페어링(pairing) 문제로 인하여 그렇게 좋은 성능을 나타내지 못한다. 더 나아가, 만약 페어링이 실패하여 SU-MIMO로 전환되면, CQI(Channel Quality Indicator) 미스매칭(mismatching)이 발생될 수 있는데, 이는 시스템 성능을 더욱 떨어뜨리게 된다.
그러므로, 코드북 기반 프리코딩을 채택하는 MU-MIMO 시스템에서, 페어링 효율성을 높이고 CQI 미스매칭을 줄여 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 효율적 운영하는 방안이 요구된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 요구에 부합하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 MIMO 시스템에서 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 효율적으로 운영하는 코드북 기반 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 MIMO 시스템에서 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북을 사용하여 시스템 성능을 향상시키는 코드북 기반 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 MIMO 시스템에서 MU-MIMO 모드의 경우 PMI(Precoding Matrix Index) 정보, CQI 정보, 및 CQI 차이(differential) 정보를 함께 피드백하여 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 미스매칭 문제를 해결하는 코드북 기반 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 채널 정보 송신 장치는, 데이터 스트림을 수신하여 채널을 추정하는 채널 추정부; 및 상기 추정된 채널에 기초하여, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에서 프리코딩 행렬을 선택하고, 상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 피드백하는 채널 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 일 형태에 따른 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 채널 정보 송신 방법은, 데이터 스트림을 수신하여 채널을 추정하는 단계; 상기 추정된 채널에 기초하여, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에서 프리코딩 행렬을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 피드백하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 형태에 따른 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 송신 장치는, 각 단말로부터 수신된 채널 정보에 기초하여, 해당 단말로 전송할 데이터 스트림에 대해 스케줄링하는 스케줄러; 및 상기 스케줄링된 데이터 스트림에 대해, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에 기반하여 프리코딩하는 프리코딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 일 형태에 따른 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 송신 방법은, 각 단말로부터 수신된 채널 정보에 기초하여, 해당 단말로 전송할 데이터 스트림에 대해 스케줄링하는 단계; 및 상기 스케줄링된 데이터 스트림에 대해, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에 기반하여 프리코딩하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북을 사용함으로써, 특히 SU-MIMO 코드북의 서브셋(subset)을 MU-MIMO 코드북으로 사용함으로써, MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 효율적으로 운영하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 MU-MIMO 모드의 경우 PMI 정보, CQI 정보와 함께 CQI 차이(differential) 정보를 피드백하여 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 미스매칭 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코드북(codebook) 기반 MIMO 시스템을 예시한 것이다. 참고로, 도 1에 도시한 MIMO 시스템은 하나의 기지국과 복수개의 단말로 구성 되는 MIMO 시스템을 예시하였으며, 기지국이 단말들로 데이터를 전송하면 단말들이 해당 데이터를 수신하고 채널 정보를 피드백 하는 구조를 가정하였다. 그리고, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 기지국에 대응될 수 있는 송신 장치는 코드북 기반 송신 장치로, 단말에 대응될 수 있는 송신 장치는 코드북 기반 채널 정보 송신 장치로 하여 설명한다.
도 1에 도시된 기지국(송신 장치)과 단말(채널 정보 송신 장치)의 구체적 동작을 설명하기에 앞서, 기지국과 단말에서 공통적으로 사용하는 본 발명에 따른 다중모드 코드북을 설명하고, 이와 관련하여 SU-MIMO 모드 및 MU-MIMO 모드에서 피드백하는 채널 정보를 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 다중모드 코드북을 설명한다.
실험적 관찰에 의하면, SU-MIMO의 경우에는 코드북의 크기가 클수록 보다 정확한 채널 정보를 전송할 수 있기 때문에 시스템 성능이 더 좋아짐을 알 수 있었다. 그러나, MU-MIMO의 경우에는 복수개의 단말이 관련되기 때문에 항상 더 좋은 성능을 나타내지는 않았는데, 특히 MU-MIMO에서 유니터리 프리코딩(unitary precoding)을 적용할 경우 코드북 크기가 4일 때(즉, 4개의 코드워드(codeword)로 구성될 때) 가장 성능이 좋게 나타났으며, 코드북 크기를 더 크게 하면 오히려 성능이 나빠짐을 알 수 있었다.
그러므로, 본 발명에서는 SU-MIMO 모드를 위한 코드북(이하, 'SU-MIMO 코드북'이라 함)과 MU-MIMO 모드를 위한 코드북(이하, 'MU-MIMO 코드북'이라 함)의 크기를 다르게 구성하되, 코드북 통합을 위해 MU-MIMO 코드북을 SU-MIMO 코드북의 서 브셋(subset)으로 구성함으로써, MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드를 효율적으로 운용할 수 있도록 한다.
이를 상술하면, 만약 코드북 크기가 16인 경우, 예컨대 SU-MIMO 코드북을 하기 수학식 1과 같이 구성하면, MU-MIMO 코드북은 하기 수학식 2와 같이 SU-MIMO 코드북의 서브셋(subset)으로 구성한다.
[수학식 1]
Figure 112009001612913-pat00001
[수학식 2]
Figure 112009001612913-pat00002
즉, MU-MIMO 코드북은 SU-MIMO 코드북의 코드워드들(
Figure 112009001612913-pat00003
)을 코드북 크기를 고려하여 균등하게 샘플링(even sampling)하여 코드북을 구성한다. 이는 상기 수학식 2에 예시된 코드북 외에도
Figure 112009001612913-pat00004
,
Figure 112009001612913-pat00005
, 또는
Figure 112009001612913-pat00006
와 같이 코드북을 구성할 수도 있다.
마찬가지로, 만약 코드북 크기가 32인 경우, 예컨대 SU-MIMO 코드북이 하기 수학식 3과 같이 구성되면, 이에 상응하는 MU-MIMO 코드북은 하기 수학식 4와 같이 구성될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112009001612913-pat00007
[수학식 4]
Figure 112009001612913-pat00008
이는 물론 상기 수학식 4의 코드북 외에도
Figure 112009001612913-pat00009
, ... ,
Figure 112009001612913-pat00010
중 하나를 사용할 수 있다.
그리고, 전술한 예에서는 MU-MIMO 코드북의 크기를 4로 하였는데, MU-MIMO 코드북의 크기가 4에 한정되는 것은 아니며, 필요한 크기에 따라 SU-MIMO 코드북의 코드워드를 적절히 선택하여 MU-MIMO 코드북을 구성할 수 있다. 또한 SU-MIMO 코드북의 코드워드를 반드시 균등하게 샘플링하여 구성할 필요는 없으며, 예컨대 SU-MIMO의 코드북의 크기가 32이고(수학식 3 참조) MU-MIMO 코드북의 크기가 4인 경우 MU-MIMO 코드북을
Figure 112009001612913-pat00011
와 같이 구성할 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 MU-MIMO 코드북을 구성하게 되면, MU-MIMO 코드북의 크기가 SU-MIMO 코드북보다 작아지게 되고, 이에 따라 피드백 비트수도 작아지게 된다. 이에 본 발명에서는 SU-MIMO 모드와 MU-MIMO 모드에서 피드백하는 채널 정보를 다르게 함으로써 무선자원을 효율적으로 활용하는데, 이는 다음과 같다.
먼저, SU-MIMO 모드인 경우에는 PMI(Precoding Matrix Index) 정보 및 CQI(Channel Quality Indicator) 정보를 피드백한다. 참고로, SU-MIMO 모드에서는 프리코딩의 레이어(layer)(또는 송신 레이어)의 인덱스를 나타내는 PVI(Precoding Vector Index)가 필요하지 않다.
여기서, PMI 정보의 비트수는 SU-MIMO 코드북 크기에 따라 결정되며, 예컨대 SU-MIMO 코드북 크기가 32인 경우 PMI 정보 전송을 위해 5비트가 필요하다.
CQI 정보의 경우, SCW(single codeword) 모드에서는 하나의 CQI 정보를 피드백하고, MCW(Multiple codeword) 모드에서는 2 이상의 CQI 정보를 피드백한다. 그리고, ECINR(Effective Carrier to Interference and Noise Ratio) 기반 CQI 피드백의 경우, MCS(Module and Coding Scheme)의 수에 따라 CQI 정보 수를 결정한다.
한편, MU-MIMO 모드인 경우에는 PMI 정보, PVI 정보, CQI 정보, 및 CQI 차이(differential) 정보를 피드백한다. MU-MIMO 모드인 경우에는 PMI 정보와 함께 PVI 정보가 필요하며, 본 발명에서는 이에 추가하여 CQI 차이 정보를 전송함으로써 CQI 미스매칭 문제를 해결한다.
전술한 바와 같이, MU-MIMO 모드에서는 코드북 크기가 4인 경우가 바람직하며, 이 경우 PMI 정보 전송을 위해 2비트가 필요하다. 그리고, PVI 정보를 위한 비트수는 송신 레이어(TX layer)에 따라 결정되는데, 2개의 송신 안테나를 사용할 경우 PVI 정보를 위해 1비트가 필요하다. 따라서, 만약 SU-MIMO 모드에서 PMI 정 보 피드백을 위해 5비트를 사용하는 경우(즉, SU-MIMO 코드북 크기가 32인 경우) MU-MIMO 모드에서는 2비트가 남게 되며, 본 발명에서는 이를 CQI 미스매칭 해결을 위해 사용한다(도 2 참조). 즉, 남는 2비트를 MU-MIMO CQI와 SU-MIMO CQI의 차이(differential value)를 나타내는데 사용하고, 따라서 만약 페어링이 실패하여 MU-MIMO 모드에서 SU-MIMO 모드로 전환하게 되면 CQI 차이(differential) 정보를 참조하여 CQI 차이를 보상한다.
다시 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 MU-MIMO 시스템에서 코드북 기반 송신 장치 및 방법을 설명한다.
먼저, 기지국에 대응될 수 있는 코드북 기반 송신 장치에 대해 설명하면, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 MU-MIMO 시스템을 위한 송신 장치(100)는 스케줄러(110)와 프리코딩부(120) 등을 포함한다.
스케줄러는(110)는 각각의 단말로 전송하려는 데이터 스트림(data stream)에 대해 스케줄링하여 프리코딩(120)부로 전송한다. 이 경우, 스케줄러(110)는 각각의 단말(채널 정보 송신 장치)로부터 피드백되는 채널 정보에 기초하여 스케줄링하는데, 특히 MU-MIMO 모드의 단말이 SU-MIMO 모드로 전환되는 경우 해당 단말로부터 전송된 CQI 차이 정보를 참조하여 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드 사이의 CQI 미스매칭이 발생하지 않도록 스케줄링한다.
프리코딩부(120)는 스케줄러(120)로부터 전송된 복수개의 데이터 스트림에 프리코딩 행렬을 곱하여 프리코딩을 수행한다. 여기서, 프리코딩 행렬은 단말로부 터 피드백된 채널 정보(PMI, PVI 등)에 기초하여, 모든 송신 레이어(TX layer)들(송신 데이터 스트림들)의 총 전송속도(sum rate)가 가장 높은 유니터리 행렬을 다운링크 전송을 위한 프리코딩 행렬로 선택한다.
그리고, 이와 같이 프리코딩된 복수개의 데이터 스트림은 복수개의 송신 안테나를 통해서 송신된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 송신 장치의 구성도이다.
도 1 및 도 3을 참조하여, 단말에 대응될 수 있는 코드북 기반 채널 정보 송신 장치에 대해 설명하면, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MU-MIMO 시스템을 위한 채널 정보 송신 장치(200)는 채널 추정부(210), 채널 정보 전송부(220) 등을 포함한다.
채널 추정부(210)는 복수개의 안테나를 통해 수신된 신호들(데이터 스트림)로부터 채널을 추정한다. 예컨대, 채널 추정부(210)는 각각의 데이터 스트림에 대해 파일럿(pilot) 등을 추출하여 시간 오프셋(Time Offset), 반송파 주파수 오프셋(Carrier Frequency Offset) 등을 보상함으로써 원래의 채널(original channel)을 추정한다.
그리고, 채널 정보 전송부(220)는 추정된 채널에 기초하여 다중모드 코드북에서 프리코딩 행렬을 선택하고, 상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 피드백한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 전송부(220)는 프리코딩 선택부(221) 및 채널 정보 생성부(222)로 구성될 수 있다.
프리코딩 선택부(221)는 추정된 채널에 기초하여 다중모드 코드북에 포함된 모든 프리코딩 행렬(즉, 코드워드)에 대해 CQI(Channel Quality Indicator)를 계산한 후 가장 높은 CQI를 갖는 프리코딩 행렬을 선택한다.
그러면, 채널 정보 생성부(222)는 상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 생성하여 피드백한다. 구체적으로, 채널 정보 생성부(222)는, SU-MIMO 모드인 경우 PMI 정보와 CQI 정보를 피드백하고, MU-MIMO 모드인 경우 PMI 정보, PVI 정보, CQI 정보와 함께 CQI 차이 정보를 피드백한다. 이때, SU-MIMO 모드의 PMI 정보의 비트수는 전술한 바와 같이 MU-MIMO 모드의 PMI 정보, PVI 정보, CQI 차이 정보의 비트수의 합과 같다(도 2 참조).
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 MU-MIMO 시스템에서 코드북 기반 송신 방법을 설명한다. 참고로, 본 발명에 따른 코드북 기반 송신 방법에 대한 구체적 과정 또는 동작 원리는 전술한 코드북 기반 송신 장치에 대한 설명을 참조할 수 있으므로 중복적인 설명은 생략하고 간단히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 MU-MIMO 시스템을 코드북 기반 채널 정보 송신 방법의 흐름도이다.
먼저 단계 S410에서는, 복수개의 안테나를 통해 수신된 데이터 스트림으로부터 채널을 추정한다. 예컨대, 각각의 데이터 스트림에 대해 파일럿(pilot) 등을 추출하여 시간 오프셋(Time Offset), 반송파 주파수 오프셋(Carrier Frequency Offset) 등을 보상함으로써 원래의 채널(original channel)을 추정한다.
단계 S420에서는, 추정된 채널에 기초하여 다중모드 코드북에서 프리코딩 행 렬을 선택하고, 상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 생성한다. 이때, SU-MIMO 모드인 경우 채널 정보는 PMI 정보와 CQI 정보를 포함하고, MU-MIMO 모드인 경우 채널 정보는 PMI 정보, PVI 정보, CQI 정보와 함께 CQI 차이 정보를 포함한다.
그리고, 단계 S430에서, 상기 생성된 채널 정보를 피드백한다. 즉, SU-MIMO 모드인 경우 PMI 정보와 CQI 정보를 피드백하고, MU-MIMO 모드인 경우 PMI 정보, PVI 정보, CQI 정보와 함께 CQI 차이 정보를 피드백한다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MU-MIMO 시스템을 위한 코드북 기반 송신 방법의 흐름도이다.
먼저 단계 S510에서, 전술한 바와 같이 각 단말로부터 피드백된 채널 정보를 수신하고, 수신된 채널 정보에 기초하여 해당 단말로 전송할 데이터 스트림에 대해 스케줄링한다. 이 경우, MU-MIMO 모드에서 SU-MIMO 모드로 전환된 단말에 대해서는, SU-MIMO 모드로 전환하기 전에 해당 단말로부터 수신한 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 차이(differential) 정보를 이용하여 스케줄링한다.
그리고, 단계 S520에서, 상기 스케줄링된 데이터 스트림에 대해, MU-MIMO 모드 및 SU-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에 기반하여 프리코딩한다. 구체적으로는, 각 단말로부터 피드백된 채널 정보(PMI, PVI 등)에 기초하여, 모든 송신 레이어(TX layer)들의 총 전송속도(sum rate)가 가장 높은 유니터리 행렬을 프리코딩 행렬로 선택하고, 스케줄링된 데이터 스트림에 상기 선택된 프리코딩 행렬을 곱하여 프리코딩을 수행한다.
마지막으로, 단계 S530에서, 이와 같이 프리코딩된 데이터 스트림을 복수개의 송신 안테나를 통해서 송신한다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징들을 변경하지 않고서 다른 구체적인 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 코드북(codebook) 기반 MIMO 시스템을 예시한 것이다.
도 2는 SU-MIMO 코드북 크기가 5인 경우, SU-MIMO 모드와 MU-MIMO 모드에서 피드백하는 채널 정보의 구조를 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 송신 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 송신 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 방법의 흐름도이다.

Claims (20)

  1. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 채널 정보 송신 장치로서,
    채널을 추정하는 채널 추정부; 및
    상기 추정된 채널에 기초하여, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에서 프리코딩 행렬을 선택하고, 상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 피드백하는 채널 정보 전송부를 포함하고,
    상기 채널 정보는, 상기 MU-MIMO 모드인 경우 상기 MU-MIMO 모드와 상기 SU-MIMO 모드의 CQI(Channel Quality Indicator) 차이(differential) 정보를 포함하고,
    상기 CQI 차이 정보는, 상기 MU-MIMO 모드에서 상기 SU-MIMO 모드로 전환되는 경우 스케줄링에 이용되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다중모드 코드북은 SU-MIMO 코드북의 서브셋(subset)을 MU-MIMO 코드북으로 사용하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MU-MIMO 코드북은 SU-MIMO 코드북의 코드워드(codeword)를 균등하게 샘플링하여 구성하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 MU-MIMO 코드북은 4개의 코드워드로 구성되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    MU-MIMO 모드인 경우, 상기 채널 정보는 PMI(Precoding Matrix Index) 정보, PVI(Precoding Vector Index) 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 정보, 및 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 차이(differential) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    SU-MIMO 모드인 경우, 상기 채널 정보는 PMI 정보 및 CQI 정보를 포함하며,
    상기 SU-MIMO 모드의 PMI 정보의 비트수는 상기 MU-MIMO 모드의 PMI 정보, PVI 정보, CQI 차이 정보의 비트수의 합과 같은 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  7. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 채널 정보 송신 방법으로서,
    채널을 추정하는 단계;
    상기 추정된 채널에 기초하여, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에서 프리코딩 행렬을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 프리코딩 행렬에 상응하는 채널 정보를 피드백하는 단계를 포함하고,
    상기 채널 정보는, 상기 MU-MIMO 모드인 경우 상기 MU-MIMO 모드와 상기 SU-MIMO 모드의 CQI(Channel Quality Indicator) 차이(differential) 정보를 포함하고,
    상기 CQI 차이 정보는, 상기 MU-MIMO 모드에서 상기 SU-MIMO 모드로 전환되는 경우 스케줄링에 이용되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다중모드 코드북은 SU-MIMO 코드북의 서브셋(subset)을 MU-MIMO 코드북으로 사용하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    MU-MIMO 모드인 경우, 상기 채널 정보는 PMI(Precoding Matrix Index) 정보, PVI(Precoding Vector Index) 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 정보, 및 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 차이(differential) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    SU-MIMO 모드인 경우, 상기 채널 정보는 PMI 정보 및 CQI 정보를 포함하며,
    상기 SU-MIMO 모드의 PMI 정보의 비트수는 상기 MU-MIMO 모드의 PMI 정보, PVI 정보, CQI 차이 정보의 비트수의 합과 같은 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  11. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 송신 장치로서,
    각 단말로부터 수신된 채널 정보에 기초하여, 해당 단말로 전송할 데이터 스트림에 대해 스케줄링하는 스케줄러; 및
    상기 스케줄링된 데이터 스트림에 대해, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에 기반하여 프리코딩하고,
    상기 스케줄러는, MU-MIMO 모드에서 SU-MIMO 모드로 전환된 단말에 대해, SU-MIMO 모드로 전환하기 전에 해당 단말로부터 수신한 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 차이(differential) 정보를 이용하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 프리코딩부를 포함하는 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다중모드 코드북은 SU-MIMO 코드북의 서브셋(subset)을 MU-MIMO 코드북으로 사용하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 MU-MIMO 코드북은 SU-MIMO 코드북의 코드워드(codeword)를 균등하게 샘플링하여 구성하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 MU-MIMO 코드북은 4개의 코드워드로 구성되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리코딩부는 상기 다중모드 코드북에서 송신 레이어(layer)들의 총 전송속도(sum rate)가 가장 높은 프리코딩 행렬을 선택하여 프리코딩하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  16. 삭제
  17. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 코드북(codebook) 기반 송신 방법으로서,
    각 단말로부터 수신된 채널 정보에 기초하여, 해당 단말로 전송할 데이터 스트림에 대해 스케줄링하는 단계; 및
    상기 스케줄링된 데이터 스트림에 대해, MU(multiuser)-MIMO 모드 및 SU(single user)-MIMO 모드를 위한 다중모드 코드북에 기반하여 프리코딩하여 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 스케줄링 단계는, MU-MIMO 모드에서 SU-MIMO 모드로 전환된 단말에 대해, SU-MIMO 모드로 전환하기 전에 해당 단말로부터 수신한 MU-MIMO 모드와 SU-MIMO 모드의 CQI 차이(differential) 정보를 이용하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 다중모드 코드북은 SU-MIMO 코드북의 서브셋(subset)을 MU-MIMO 코드북으로 사용하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 프리코딩 단계는, 상기 다중모드 코드북에서 송신 레이어(layer)들의 총 전송속도(sum rate)가 가장 높은 프리코딩 행렬을 선택하여 프리코딩하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  20. 삭제
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