KR101580380B1 - 다중 입력 다중 출력(ｍｉｍｏ)에 대한 공간 채널 상태 정보 피드백 방법 및 시스템 - Google Patents

다중 입력 다중 출력(ｍｉｍｏ)에 대한 공간 채널 상태 정보 피드백 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

사용자 장비에서의 수신 안테나들과 다수의 송신 안테나들을 연결시키는 전체 공간 채널의 공간 CSI의 피드백을 위한 방법 및 시스템. 공간 구별 정보가 사용자 장비와 셀을 연결시키는 피드백으로서 송신기 및 수신기에서 제공된다. 사용자 장비가 각각의 서브채널의 송신기 및 수신기측 공간 구별 정보를 피드백으로서 제공하는 것에 의해, 송신 안테나들의 다수의 세그먼트들에 걸친 합성 공간 CSI가 결정될 수 있다. 사용자 장비는 하나 또는 다수의 수신 안테나들을 가질 수 있고, 공간 구별 정보는 단기간 서브대역일 수 있다. 어떤 실시예들에서, 수신기측에서의 공간 구별 정보는 수신기 구현이 고려되면서 실제의 공간 채널로부터 도출된다. 송신기에서의 및 수신기에서의 공간 구별 정보는 MIMO 프리코딩을 위한 코드북을 사용하여 피드백으로서 제공될 수 있다.

Description

다중 입력 다중 출력(ＭＩＭＯ)에 대한 공간 채널 상태 정보 피드백 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR SPATIAL CHANNEL STATE INFORMATION FEEDBACK FOR MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT (MIMO)}
본 발명의 분야는, 특히 송신 안테나의 수가 4개 이상일 때, MIMO 기술의 하향링크 통신에 대한 공간(spatial) 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 제공하는 것에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 분야는 다수의 성분 CSI(component CSI) - 각각이 적절한 코드북(codebook)에서의 코드워드(codeword)로 표현됨 - 를 사용하는 공간 CSI 피드백(spatial CSI feedback)에 관한 것이다.
MIMO 기법은, 송신기에서, 수신기에서, 또는 둘 다에서 다수의 안테나에 의존함으로써, 데이터 처리율(data throughput) 및 전송 신뢰성을 상당히 향상시킬 수 있다. 링크 레벨에서, 시스템 레벨에서, 또는 링크 레벨 및 시스템 레벨 둘 다에서 데이터 처리율이 증가될 수 있다. 스펙트럼 효율 및 데이터 처리율(data throughput)을 향상시키기 위해, 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 빔형성(beamforming)이 사용되어 왔다. 공간 다중화는 링크 레벨 처리율 및 피크 레이트(peak rate)를 직접 증가시키는데, 그 이유는 다수의 데이터 스트림이 병렬 채널들을 통해 동일한 사용자로 동시에 전송되기 때문이다. 송신 안테나 및 수신 안테나 둘 다에 대해, 안테나들 사이의 공간 상관(spatial correlation)이 낮을 때, 공간 다중화가 아주 유용하다. 빔형성 또는 프리코딩(precoding)은 채널의 SINR(signal to interference-plus-noise ratio), 따라서 채널 레이트(channel rate)를 증가시킨다. 프리코딩은 다수의 송신 안테나에 걸쳐 적절한 가중치를 적용하는 것을 말한다. 가중치 계산은 채널 상호성(channel reciprocity) 또는 피드백으로부터의 공간 CSI에 기초하고 있다.
송신 안테나의 수가 수신 안테나의 수보다 많을 때, 송신기에서의 여분의 공간 차원(spatial dimensions)은 프리코딩이 보다 효과적으로 수행될 수 있게 해준다. 예를 들어, 채널 상호성이 일반적으로 유지되지 않는 FDD(frequency-division duplexing) 시스템에서, 프리코딩을 위해 공간 CSI 피드백이 필요하다. 오버헤드의 문제로 인해, CSI 피드백은 너무 많은 비트를 이용할 수 없다. 일반적으로, 비트의 수가 증가됨에 따라, 양자화 오차가 감소된다. 따라서, 공간 CSI를 양자화하는 데 코드북이 흔히 사용된다. 효과적인 코드북 설계의 결과, 사용되는 비트의 수를 최소화하면서 효율적인 양자화가 얻어질 수 있다.
프리코딩된 MIMO는 2개의 시나리오, 즉 SU-MIMO(single-user MIMO) 및 MU-MIMO(multi-user MIMO)에서 동작할 수 있다. SU-MIMO에서, 공간 다중화된 스트림(spatially multiplexed stream)이 한명의 사용자로 전송되고, 프리코딩은 주로 수신기에서 SINR을 증가시키는 데 사용된다. MU-MIMO에서, 다수의 사용자의 데이터 스트림들은 동일한 시간-주파수 자원에서 동일한 세트의 송신 안테나들을 공유한다. 적절한 프리코딩 및 수신기 처리에 의해 데이터 분리(data decoupling)가 달성될 수 있다. 그렇지만, 공간 CSI 피드백에서의 양자화 오차는 SU-MIMO 및 MU-MIMO의 성능에 상당히 상이하게 영향을 미친다. SU-MIMO의 경우, 코드북의 분해능이 유한한 결과, 프리코딩이 MIMO 채널의 공간 특성과 완벽하게 일치하지 않을 때, 프리코딩 이득(precoding gain)에서 어떤 SINR 손실(SINR loss)이 있게 된다. 이러한 SINR 손실은, 저 SNR(low SNR) 영역 또는 고 SNR(high SNR) 영역에서, 상이한 SNR(signal-to-noise ratio) 동작점들에 걸쳐 거의 균일하다. 환언하면, 공간 다중화에서 손실이 없는데, 그 이유는 동일한 사용자로의 다수의 스트림들의 분리가 수신기에서만 행해지고 송신기에서의 프리코딩과 아무 관련이 없기 때문이다. 그렇지만, MU-MIMO의 경우, 도 1에서 알 수 있고 3GPP R1-093818, "Performance sensitivity to feedback types", ZTE, RAN1#58bis, Miyazaki, Japan, Oct. 2009에 기술된 바와 같이, 양자화 오차는 SNR이 증가함에 따라 MIMO 채널 레이트를 빠르게 포화시키는 교차-사용자 간섭(cross-user interference)을 직접 일으킨다.
송신기에 있는 안테나들이 상관되어 있을 때(예컨대, 빔형성 안테나), MIMO 채널 특성이 선형 위상 회전(linear phase rotation)으로 격하됨에 따라 코드북 설계 문제가 상당히 감소될 수 있다. 그렇지만, 비상관된 채널에 대한 코드북 설계는, CSI 피드백을 위해 제공될 수 있는 비트의 수에 의해 제약되어 있는 경우, 일반적으로 어렵다. 한가지 전형적인 구성의 비상관된 안테나는 넓은 간격의 교차 편파(widely-spaced cross-pol)이다. 산란 환경에서, 2개의 세트 사이의 간격(보통 4 파장 초과)은 그들 사이의 낮은 상관을 보장해준다. 직교 편파(orthogonal polarization)(+45/-45도)의 결과, 각각의 편파 방향(polarization direction)에서 상당히 독립적인 페이딩이 얻어진다.
N. Jindal, "MIMO broadcast channels with finite-rate feedback," IEEE Transactions on Information Theory, vol. 52, no. 11. Nov. 2006, pp. 5045-5060은, MU-MIMO에서 전체 다중화 이득(full multiplexing gain)을 달성하기 위해, 사용자마다의 CSI 양자화를 위해 필요한 비트의 수가 다음과 같이 동작중 SNR(operating SNR)(단위: dB)에 따라 선형적으로 증가해야만 한다는 것을 증명하였으며,
Figure 112013105089652-pct00001
여기서 M은 송신 안테나의 수이다.
4G 무선 시스템에서, 모바일 단말은 2개의 수신 안테나를 갖는 것으로 되어 있고, 이는 효과적인 프리코딩을 위해, M이 4 이상이어야 한다는 것을 의미한다. 심지어 M=4에서, SNR 동작점이 1 dB 더 높아질 때, 필요한 비트의 수는 1 dB만큼 증가할 필요가 있다. 저 SNR(즉, 3 dB 미만)에서 B = 2 비트인 경우, B는 고 SNR(즉, 16 dB 초과)에 대해 15 비트를 초과할 수 있다. 이러한 큰 코드북(215 = 32798개 항목)의 설계 및 저장은 어려운 일이고, 코드워드 검색은 상당한 기저대역 처리(baseband processing)를 필요로 할 것이다. 이 상황 및 기타 상황은 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 극복되는 문제 및 장애를 야기한다.
본 발명은 다수의 성분 CSI를 사용하여 MIMO 기술의 하향링크 통신에 대한 공간 CSI를 제공하는 무선 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.
이 방법에서, 다수의 송신 안테나가 서브채널들에 대응하는 서브셋들로 세그먼트화되어 있다. 각각의 서브채널의 공간 CSI가 측정되고 서브채널마다의 성분 CSI들로 분해되며, 성분 CSI는 송신 안테나들의 대응하는 서브셋에서의 공간 구별 정보(spatial discrimination information)를 특징지우며, 성분 CSI는 대응하는 수신기에서의 공간 구별 정보를 특징지운다. 서브채널마다의 성분 CSI는 이어서 피드백으로서 사용된다. 선택적으로, 서브채널마다의 성분 CSI는 코드북을 사용하여 양자화될 수 있고, 서브채널마다의 양자화된 성분 CSI는 피드백으로서 사용된다. 각각의 UE는 수신기 및 다수의 송신 안테나들의 세그먼트들의 공간 구별 정보를 피드백으로서 제공하고, 이 정보로부터, 송신기는 전체 송신 안테나들의 합성 공간 CSI(composite spatial CSI)를 구성한다.
이 시스템에서, 사용자 장비 및 다수의 송신 안테나들의 세그먼트들은 서브채널마다의 공간 CSI를 가지는 공간 서브채널 연결(spatial sub-channel connection)을 설정한다. 서브채널마다의 공간 CSI를 서브채널마다의 성분 CSI로 분해하는 수단이 포함되어 있고, 하나의 성분 CSI는 송신기에서의 공간 구별 정보를 특징지우며, 다른 성분 CSI는 수신기에서의 공간 구별 정보를 특징지운다. 마지막으로, 서브채널마다의 성분 CSI를 피드백하는 수단이 있다. 선택적으로, 코드북을 사용하여 서브채널마다의 성분 CSI를 양자화하는 수단이 포함될 수 있고, 이 수단은 이어서 양자화된 성분 CSI를 피드백으로서 제공한다. 게다가, 다수의 안테나들에 대응하는 합성 공간 CSI를 결정하는 수단이 포함될 수 있다.
이 개선들의 부가의 측면들 및 이점들이 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 통해 예시되어 있다.
도 1은 CSI 피드백에 대한 프리코딩된 MIMO의 성능 감도를 나타낸 도면.
도 2는 하향링크 MIMO에 대한 공간 CSI 피드백의 한 예의 블록도.
도 3은 송신 안테나 세그먼트화의 한 예를 나타낸 도면.
이하에서 기술되는 방법 및 시스템은, 특히 송신 안테나의 수가 4개 이상일 때, 비상관된 MIMO 채널들에 대한 공간 CSI를 정확하게 피드백하는 효율적인 방식을 제공한다.
MIMO의 각각의 서브채널의 공간 구별 정보는 UE와 송신 안테나들의 하나의 세그먼트 사이를 연결시키는 피드백으로서 다중-안테나 송신기 및 다중-안테나 수신기 둘 다에서 제공된다. 피드백으로서의 각각의 셀-UE 연결의 UE, 송신기(다수의 세그먼트로 되어 있음), 및 수신기측 공간 구별 정보에 의해, 송신기는 전체 전송점들의 송신 안테나들을 통한 합성 공간 CSI를 결정할 수 있다. 이 기법은 단일의 또는 다수의 수신 안테나를 갖는 모바일 단말에 적용가능하다. 공간 구별 정보는 주로 단기간 서브대역(short-term subband)이다.
송신 안테나들의 각각의 세그먼트에 대한 수신기측에서의 공간 구별 정보는 공간 채널[명시적 피드백(explicit feedback), 예컨대, 특이값 분해(singular value decomposition)]로부터 직접 또는 수신기 구현(암시적 피드백)을 고려함으로써 도출될 수 있다. 암시적 피드백(implicit feedback)은 특정의 수신기 처리를 가정하며, 보통 프리코딩 행렬 표시자(precoding matrix indicator, PMI) 또는 향상된 버전의 형태를 취한다. 명시적 피드백은, 수신기 처리를 고려함이 없이, 공간 채널 특성을 "객관적으로" 포착하려고 시도한다. 공간 채널이 채널 상태 정보에 대한 참조 채널들(reference channels for channel state information, CSI-RS)로부터 측정된다. CSI-RS는 상위 계층들에 의해 구성된다.
송신 안테나들의 각각의 세그먼트에서의 그리고 수신 안테나에서의 공간 구별 정보가 코드북을 사용하여 피드백으로서 제공된다. 이전의 LTE 릴리스, 예컨대, Rel-8/9/10의 코드북이 재사용될 수 있다. 공간 채널의 고유값(eigenvalue) 등의 SNR-관련 정보는 또한 Rel-8/9/10 CQI 또는 개선안들을 사용하여 피드백으로서 제공될 수 있다.
도 2의 블록도는 본 발명의 피드백 설정의 한 예를 나타내고 있다. 2개의 주요 구성요소, eNB 및 UE가 있다. eNB의 송신 안테나가 상이한 지리적 위치에 존재할 수 있고 상이한 편파를 가질 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
송신 안테나들이 다수의 서브셋들로 세그먼트화되어 있다. 도 3은 얼마나 넓은 간격의 교차-편파 안테나(총 4개의 요소)가 2개의 서브셋으로 세그먼트화하는지의 한 예를 나타낸 것이며, 요소 1 및 요소 2는 떨어져 있는 2개의 +45도 편파 안테나를 포함하는 반면, 요소 3 및 요소 4는 떨어져 있는 2개의 -45도 편파 안테나를 포함하고 있다. 모바일 단말이 2개의 수신 안테나를 갖는 것으로 가정하면, 4x2 MIMO 채널 H는 다음과 같이 세그먼트화되고,
Figure 112013105089652-pct00002
여기서 H 1 및 H 2는, 각각, +45도 및 -45도 편파 안테나에 대응하는 2개의 서브채널들을 나타낸다. 수학식 (2)에서의 "h"의 첫번째 첨자 1 내지 4는 송신 안테나의 인덱스인 반면, 수학식 2에서의 "h"의 두번째 첨자 1 내지 2는 수신 안테나의 인덱스이다.
각각의 세그먼트 "H 1" 또는 "H 2"는 CSI-RS를 통해 측정된다. 각각의 서브채널("H 1" 또는 "H 2")에 대해, 송신기측 공간 구별 및 수신기측 공간 구별 - 각각이 코드북을 통해 양자화됨 - 을 분리시킴으로써 CSI 분해가 수행된다. 즉, 각각의 서브채널에 대해, 송신기측 공간 구별에 대한 코드북 인덱스, 및 수신기측 공간 구별에 대한 다른 코드북 인덱스가 있다.
CSI 분해가 다음과 같이 특이값 분해(singular value decomposition, SVD)의 면에서 기술될 수 있다:
Figure 112013105089652-pct00003
Figure 112013105089652-pct00004
행렬 V 1 및 V 2는 송신기측 공간 구별을 나타내는 반면, U 1 및 U 2는 수신기측 공간 구별을 나타낸다. SVD는 아주 약한 고유 모드(eigenmode)를 제거하는 데 도움을 주고, 따라서 공간 채널 행렬을 직접 피드백으로서 제공하는 것과 비교하여 시그널링 오버헤드를 감소시킨다.
SVD가 공간 CSI를 포착하는 효율적인 방식인 반면, 이러한 "명시적" 피드백은 정보 이론이 최적의 수신기에 대해 예측하는 것과 상이할 수 있는 수신기 구현을 고려하지 않는다. 기본적으로, SVD는 다음과 같이 가정한다:
1. 신호 전력을 최대화하고 교차-채널/사용자 간섭(cross-channel/user interference)을 최소화하기 위해 프리코딩이 전달될 수 있도록 송신기에서 공간 CSI를 완전히 아는 것;
2. MIMO 채널 레이트가 공간 채널의 각각의 고유 모드의 합산 레이트로서 재기입될 수 있도록 수신기에서 완전 복조(perfect demodulation) 및 채널 코딩을 갖는 결합 디코더(joint decoder).
수신기의 공간 구별 특성이 "H 1" 또는 "H 2"에 대해 SVD를 간단히 수행함으로써; 또는, 다른 대안으로서, 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있는 다른 방법 및 수단에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 단일 코드워드 MMSE(minimum mean squared error, 최소 평균 제곱 오차) 선형 수신기에 의해, 공간 구별기(spatial discriminator), 예컨대, 2x2 행렬의 MMSE 공간 필터는 "U" 행렬과 상이한 형태를 취한다.
방법 및 시스템의 실시예가 도시되고 기술되어 있지만, 본 명세서에서의 발명 개념을 벗어나지 않고 더 많은 수정이 가능하다는 것이 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 청구항들의 사상을 제외하고는 제한되어서는 안된다.

Claims (18)

  1. UE(user equipment)와 하나 이상의 셀들을 연결시키는 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI(channel state information)에 대한 피드백 방법에 있어서,
    송신기의 복수의 송신 안테나들을 복수의 서브셋들로 세그먼트화(segment)하는 단계로서, 상기 UE 및 상기 송신기 사이에 적어도 두 개의 서브채널들이 설정되고, 각각의 서브셋은 서브채널에 대응하는 것인, 상기 세그먼트화 단계;
    각각의 서브채널의 공간 CSI를 측정하는 단계;
    서브채널마다의 상기 공간 CSI를 분해함으로써 서브채널마다의 적어도 2개의 성분 CSI들을 얻는 단계로서, 서브채널마다의 제1 성분 CSI는 상기 송신 안테나들의 대응하는 서브셋에서의 공간 구별 정보(spatial discrimination information)를 특징지우며, 서브채널마다의 제2 성분 CSI는 대응하는 수신기에서의 공간 구별 정보를 특징지우는 것인, 상기 성분 CSI들을 얻는 단계; 및
    서브채널마다의 상기 성분 CSI들을 피드백으로서 제공하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  2. 제1항에 있어서, 서브채널마다의 상기 성분 CSI들은 벡터 또는 행렬 중 하나로서 표현되는 것인, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분해는 행렬 곱셈(matrix multiplication)을 포함하는 것인, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 코드북을 사용하여 서브채널마다의 상기 적어도 2개의 성분 CSI들을 양자화(quantize)하는 단계; 및
    서브채널마다의 상기 양자화된 성분 CSI들을 상기 피드백으로서 제공하는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  5. 제4항에 있어서, 적어도 2개의 대응하는 인덱스들이 단기간 서브대역(short-term subband)인 것인, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  6. 제1항에 있어서, 대응하는 수신기 구현을 고려하면서 서브채널마다의 공간 CSI들을 도출하는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 도출은 특이값 분해(singular value decomposition)를 포함하는 것인, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  8. 제1항에 있어서, 서브채널마다의 상기 성분 CSI들을 피드백으로서 제공하는 단계는 MIMO 프리코딩을 위해 하나 이상의 코드북들을 사용하는 단계를 포함하는 것인, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  9. 제1항에 있어서, 서브채널마다의 상기 성분 CSI들을 사용하여 전체 송신 안테나들의 합성 공간 CSI(composite spatial CSI)를 결정하는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 공간 채널들의 공간 CSI에 대한 피드백 방법.
  10. UE(user equipment)들과 복수의 송신 안테나들을 연결시키는 공간 채널들의 공간 채널 상태 정보(channel state information; CSI)에 대한 피드백 시스템에 있어서,
    하나 이상의 UE들과 송신기의 복수의 송신 안테나들의 하나 이상의 세그먼트들 사이에 하나 이상의 공간 서브채널 연결들(spatial sub-channel connections)을 설정하도록 구성되며, 서브채널마다의 공간 CSI는 상기 공간 서브채널 연결들에 대응하고, 상기 UE 및 상기 송신기 사이에 적어도 두 개의 서브채널들이 설정되는 것인, 상기 하나 이상의 UE들 및 상기 송신기의 복수의 송신 안테나들의 하나 이상의 세그먼트들;
    서브채널마다의 상기 공간 CSI를 서브채널마다의 적어도 2개의 성분 CSI들로 분해하는 수단으로서, 제1 성분 CSI는 상기 송신기에서의 공간 구별 정보를 특징지우며, 제2 성분 CSI는 수신기에서의 공간 구별 정보를 특징지우는 것인, 상기 분해하는 수단; 및
    서브채널마다의 상기 적어도 2개의 성분 CSI들을 피드백으로서 제공하는 수단을 포함하는, 피드백 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 안테나들에 대응하는 전체 송신 안테나들의 합성 공간 CSI를 결정하는 수단을 더 포함하는, 피드백 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 서브채널마다의 상기 성분 CSI들을 벡터 또는 행렬로서 표현하는 수단을 더 포함하는, 피드백 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 분해하는 수단은 행렬 곱셈을 하도록 구성되는 것인, 피드백 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 코드북을 사용하여 서브채널마다의 상기 적어도 2개의 성분 CSI들을 양자화하는 수단; 및
    서브채널마다의 상기 양자화된 성분 CSI들을 피드백으로서 제공하는 수단을 더 포함하는, 피드백 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 서브채널마다의 적어도 2개의 대응하는 코드북 인덱스들이 단기간 서브대역인 것인, 피드백 시스템.
  16. 제10항에 있어서, 수신기 구현을 고려하면서 서브채널마다의 상기 공간 CSI를 도출하는 수단을 더 포함하는, 피드백 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 도출하는 수단은 특이값 분해를 하도록 구성되는 것인, 피드백 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 서브채널마다의 상기 양자화된 성분 CSI들을 피드백으로서 제공하는 수단은 MIMO 프리코딩을 위해 하나 이상의 코드북들을 사용하도록 구성되는 것인, 피드백 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2837102B1 (en) * 2012-04-12 2016-11-16 Nokia Solutions and Networks Oy Method of reporting channel state information
CN103812545B (zh) * 2012-11-06 2018-11-16 上海诺基亚贝尔股份有限公司 信道状态信息的反馈方法与装置
JP6466415B2 (ja) * 2013-05-31 2019-02-06 クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 全次元ｍｉｍｏシステムにおける線形プリコーディングと動的垂直セクタ化
US9350444B2 (en) * 2013-08-22 2016-05-24 Broadcom Corporation Wireless communication device with switched polarization and methods for use therewith
KR102215523B1 (ko) * 2014-03-27 2021-02-15 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법
US10103798B2 (en) * 2016-09-14 2018-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus to enable channel compression in advanced wireless communication systems
US10924162B2 (en) 2017-05-05 2021-02-16 At&T Intellectual Property I, L.P. Facilitation of incremental feedback for 5G or other next generation network

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090041148A1 (en) 2007-08-10 2009-02-12 Guangjie Li Open loop mu-mimo
US20100322351A1 (en) * 2009-06-17 2010-12-23 Futurewei Technologies, Inc. Channel State Information Feedback for Coordinated Multiple Points Transmission

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1538772A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting data using eigenvector selection in MIMO mobile communication systems
EP1912362B1 (en) * 2005-08-02 2011-04-20 Mitsubishi Electric Corporation Communication device, and radio communication system
US7627347B2 (en) * 2006-03-17 2009-12-01 Nokia Corporation Data transmission parameter optimization in MIMO communications system
CN101553996B (zh) * 2007-06-23 2012-10-31 松下电器产业株式会社 多输入多输出（mimo）通信***中的通信信道优化方法和***
US20100032235A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Michael Barendregt Safety arrangement for use in constructing a wood frame building
PT2375604T (pt) * 2009-01-07 2018-11-14 Sun Patent Trust Aparelho de comunicação sem fio, sistema de comunicação sem fio e método de comunicação sem fio
US8873650B2 (en) * 2009-10-12 2014-10-28 Motorola Mobility Llc Configurable spatial channel information feedback in wireless communication system
KR101871707B1 (ko) * 2010-04-02 2018-06-27 엘지전자 주식회사 무선통신 시스템에서 채널상태정보 피드백 하는 단말 장치 및 그 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090041148A1 (en) 2007-08-10 2009-02-12 Guangjie Li Open loop mu-mimo
US20100322351A1 (en) * 2009-06-17 2010-12-23 Futurewei Technologies, Inc. Channel State Information Feedback for Coordinated Multiple Points Transmission

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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