KR101612103B1 - Method and Apparatus For Transmitting Uplink Signals Using Multi-Antenna - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단말이 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하여 상향링크 신호를 전송하는 방법에 대한 것이다. 단말이 상향링크 신호를 MIMO 방식으로 전송할 때 PAPR (Peak power to Average Power Ratio) 또는 CM (cubic metric) 특성을 양호하게 유지하기 위해 특정 랭크(Rank) 전송에서 각 안테나당 하나의 레이어가 전송되도록 설정된 프리코딩 행렬을 이용한 프리코딩 방식을 소개한다.

Figure R1020090073606

SC-FDMA, 코드북, PAPR(Peak power to Average Power Ratio)

The present invention relates to a method for transmitting an uplink signal using a multiple input multiple output (MIMO) scheme. In order to maintain the PAPR (Peak power to Average Power Ratio) or CM (cubic metric) characteristics well when the MS transmits the uplink signal in the MIMO scheme, one layer is set for each antenna in a certain rank transmission Precoding method using precoding matrix is introduced.

Figure R1020090073606

SC-FDMA, codebook, Peak power to average power ratio (PAPR)

Description

다중 안테나를 이용한 상향링크 신호 전송 방법 및 장치{Method and Apparatus For Transmitting Uplink Signals Using Multi-Antenna}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for transmitting uplink signals using multiple antennas,

본 발명은 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 MIMO 방식을 사용하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless mobile communication system, and more particularly, to a system using a MIMO scheme.

MIMO(Multi-Input Multi-Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선통신시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라고 지칭할 수 있다.MIMO (Multi-Input Multi-Output) is a method of using a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, and the transmission / reception efficiency of data can be improved by this method. That is, by using a plurality of antennas at the transmitting end or receiving end of the wireless communication system, the capacity can be increased and the performance can be improved. Hereinafter, MIMO may be referred to as 'multiple antennas' in this document.

다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있 다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.In multi-antenna technology, it does not rely on a single antenna path to receive a whole message. Instead, in multi-antenna technology, the data is completed by combining the data fragments received from the various antennas. With multi-antenna technology, it is possible to increase the data transmission rate within a cell area of a specified size, or to increase system coverage while ensuring a certain data transmission rate. In addition, this technology can be widely used for mobile communication terminals, repeaters, and the like. The multi-antenna technique can overcome the transmission limit in the conventional mobile communication using a single antenna.

도 1은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a general multi-antenna (MIMO) communication system.

송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다. 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 위의 Ro에 다음과 같은 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다.N T transmission antennas are provided at the transmitting end and N R reception antennas are provided at the receiving end. When a plurality of antennas are used in both the transmitting end and the receiving end, the theoretical channel transmission capacity is increased as compared with the case where a plurality of antennas are used for either the transmitting end or the receiving end. The increase in the channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved. Assuming that the maximum transmission rate when one antenna is used is R o , the transmission rate when using multiple antennas can theoretically be increased by multiplying the above R o by the following rate of rate increase R i .

Figure 112009503074305-pat00001
Figure 112009503074305-pat00001

예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무 선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.For example, in a MIMO communication system using four transmit antennas and four receive antennas, the transmission rate can be theoretically four times that of a single antenna system. Since the theoretical capacity increase of such a multi-antenna system has been proved in the mid-1990s, various techniques for practically improving the data transmission rate have been actively researched so far. Some of these technologies have already been used for the third generation mobile communication and the next generation wireless LAN And the like.

다중 안테나 기술은, 다양한 채널 경로를 통과한 심볼 들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티(spatial diversity) 또는 전송 다이버시티(Transmit Diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻을 수 있다.The multi-antenna technique may be classified into a spatial diversity scheme or a transmit diversity scheme, which increases transmission reliability using symbols that have passed through various channel paths, and a scheme in which a plurality of data symbols are simultaneously transmitted And a spatial multiplexing method in which a transmission rate is improved by transmitting. You can also combine these two approaches to get the benefits of each.

다중 안테나 기술과 관련하여, 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중 안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론에 관한 연구, 다중 안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 및 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.In the field of multi-antenna technology, research on information theory related to calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environment and multiple access environment, study of wireless channel measurement and modeling of multi-antenna system, and improvement of transmission reliability and transmission rate And research on space-time signal processing technology.

현재 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템에서는 하향링크 신호 전송에 한하여 상술한 MIMO 방식을 적용하고 있다. 상향링크 신호 전송에도 MIMO 방식을 사용할 수 있는데, 이 경우 MIMO 구현을 위해 송신단 구조가 변경됨으로 인하여 PAPR(Peak power to Average Power Ratio) 또는 CM(cubic metric) 특성이 나빠질 수 있다. 따라서, 상향링크 신호 전송에 MIMO 방식을 효율적으로 적용하기 위한 기술이 필요하다.Currently, the 3 rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (3GPP LTE) system applies the MIMO scheme for downlink signal transmission. The MIMO scheme can also be used for uplink signal transmission. In this case, the PAPR (power to average power ratio) or the CM (cubic metric) characteristic may deteriorate due to the change of the transmission terminal structure for MIMO implementation. Therefore, a technique for efficiently applying the MIMO scheme to the uplink signal transmission is needed.

본 발명은 MIMO 방식을 사용하여 상향링크 신호 전송을 효율적으로 수행하기 위한 기술을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a technique for efficiently performing uplink signal transmission using a MIMO scheme.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에서는 단말이 상향링크 신호를 다중 안테나를 이용하여 전송하는 방법을 제공한다. 본 방법은 상향링크 신호를 소정 개수의 레이어(layer)에 맵핑하는 단계; 상기 소정 개수의 레이어 신호 각각에 DFT(Discrete Fourier Transform) 확산을 수행하는 단계; 미리 저장된 코드북으로부터 상기 다중 안테나 각각당 하나의 레이어 신호가 전송되도록 설정된 특정 프리코딩 행렬을 선택하여 각각 DFT 확산이 수행된 상기 레이어 신호를 프리코딩하는 단계; 및 상기 프리코딩된 신호에 SC-FDMA 심볼 구성을 위한 처리를 수행하여 상기 다중 안테나를 통해 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a method for transmitting an uplink signal using multiple antennas is provided. The method includes mapping an uplink signal to a predetermined number of layers; Performing DFT (Discrete Fourier Transform) diffusion on each of the predetermined number of layer signals; Selecting a specific precoding matrix to transmit one layer signal per each of the multiple antennas from a codebook stored in advance, and precoding the layer signal subjected to DFT spreading; And performing a process for forming an SC-FDMA symbol on the precoded signal and transmitting the precoded signal to the base station through the multiple antennas.

이때, 상기 특정 프리코딩 행렬은 상기 다중 안테나 각각의 전송 전력이 균등하도록 설정되고/설정되거나 상기 소정 개수의 레이어 각각의 전송 전력이 균등하도록 설정된 프리코딩 행렬일 수 있다.In this case, the specific precoding matrix may be a precoding matrix that is set and / or set so that the transmit power of each of the multiple antennas is equal to or equal to the transmit power of each of the predetermined number of layers.

또한, 상기 코드북은, 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 상기 랭크가 2인 경우에 이용되는 랭크 2 프리코딩 행렬로서,The codebook is a Rank 2 precoding matrix used when the number of multiple antennas is 4 and the rank is 2,

Figure 112009503074305-pat00093
와 같은 형태를 가지며,
Figure 112009503074305-pat00093
Lt; RTI ID = 0.0 >

Figure 112009503074305-pat00094
조건을 만족하는 제 1 타입 프리코딩 행렬을 포함할 수 있으며, 추가적으로 상기 랭크 2 프리코딩 행렬은 상기 제 1 타입 프리코딩 행렬의 각 행의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬, 구체적으로,
Figure 112009503074305-pat00094
And the Rank 2 precoding matrix further comprises a precoding matrix of a type in which the position of each row of the first type precoding matrix is changed,

Figure 112009503074305-pat00095
와 같은 형태를 가지는 제 2 타입 프리코딩 행렬, 및
Figure 112009503074305-pat00095
A second type precoding matrix of the form < RTI ID = 0.0 >

Figure 112009503074305-pat00096
와 같은 형태를 가지는 제 3 타입 프리코딩 행렬을 더 포함할 수 있다.
Figure 112009503074305-pat00096
And a third type precoding matrix having the same shape as the first type precoding matrix.

여기서, 프리코딩 행렬의 각 행은 상기 4개의 다중 안테나 각각에, 각 열은 각 레이어에 대응한다.Here, each row of the precoding matrix corresponds to each of the four multi-antennas, and each column corresponds to each layer.

또한, 상기 랭크 2 프리코딩 행렬은 상기 제 1 타입 프리코딩 행렬의 각 열의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬을 더 포함할 수 있다.The Rank 2 precoding matrix may further include a precoding matrix of a type in which the positions of the respective columns of the first type precoding matrix are changed.

또한, 상기 코드북은, 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 상기 랭크가 3인 경우에 이용되는 랭크 3 프리코딩 행렬로서,Further, the codebook is a Rank 3 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is 4 and the rank is 3,

Figure 112009503074305-pat00097
와 같은 형태를 가지며,
Figure 112009503074305-pat00097
Lt; RTI ID = 0.0 >

Figure 112009503074305-pat00098
조건을 만족하는 제 1 타입 프리코딩 행렬을 포함할 수 있으며, 추가적으로 상기 랭크 3 프리코딩 행렬은 상기 제 1 타입 프리코딩 행렬의 각 행의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬 및/또는 상기 제 1 타입 프리코딩 행렬의 각 열의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 코드북은 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 상기 랭크가 3인 경우에 이용되는 랭크 3 프리코딩 행렬로서, 제 1 레이어가 제 1 안테나 및 제 2 안테나에 분산되어 맵핑되고, 제 2 레이어 및 제 3 레이어가 각각 제 3 안테나 및 제 4 안테나에 맵핑되어 전송되도록 설계된 프리코딩 행렬을 포함할 수 있다.
Figure 112009503074305-pat00098
And the Rank 3 precoding matrix may further include a precoding matrix of a type in which the position of each row of the first type precoding matrix is changed and / or a second precoding matrix of the first type precoding matrix, And a precoding matrix of a type in which the position of each column of the precoding matrix is changed. That is, the codebook is a Rank 3 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is 4 and the rank is 3, the first layer is distributed and mapped to the first antenna and the second antenna, And a third layer are mapped to the third antenna and the fourth antenna, respectively, so as to be transmitted.

또한, 상기 코드북은 각 랭크별 서로 다른 개수의 프리코딩 행렬을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the codebook preferably includes a different number of precoding matrices for each rank.

아울러, 상기 상향링크 신호는 코드워드 단위로 입력되며, 상기 레이어 맵핑 단계는, 특정 코드워드가 맵핑되는 레이어를 주기적으로 변경하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 주시는 1 SC-FDMA 심볼일 수 있다.In addition, the uplink signal is input on a codeword-by-codeword basis, and the layer mapping step may include periodically changing a layer to which a specific codeword is mapped. At this time, it may be 1 SC-FDMA symbol.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는 다중 안테나를 통해 상향링크로 신호를 전송하는 단말을 제공한다. 본 단말은 신호 송수신용 다중 안테나; 상기 다중 안테나 각각당 하나의 레이어 신호가 전송되도록 설정된 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북을 저장하는 메모리; 및 상기 다중 안테나 및 상기 메모리와 연결되어 상기 상향링크 신호 전송을 처리하는 프로세서를 포함하며, 여기서 프로세서는, 상기 상향링크 신호를 상기 특정 랭크에 대응하는 개수의 레이어에 맵핑하는 레이어 맵퍼; 상기 소정 개수의 레이어 신호 각각에 DFT(Discrete Fourier Transform) 확산을 수행하는 DFT 모듈; 상기 메모리에 저장된 코드북으로부터 상기 다중 안테나 각각당 하나의 레이어 신호가 전송되도록 설정된 특정 프리코딩 행렬을 선택하여 상기 DFT 모듈로부터 각각 DFT 확산이 수행되어 입력 받은 상기 레이어 신호를 프리코딩하는 프리코더; 및 상기 프리코딩된 신호에 SC-FDMA 심볼 구성을 위한 처리를 수행하여 상기 다중 안테나를 통해 기지국에 전송하는 전송 모듈을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a terminal for transmitting an uplink signal through multiple antennas. The terminal includes multiple antennas for transmitting and receiving signals; A memory for storing a codebook including a precoding matrix configured to transmit one layer signal for each of the multiple antennas; And a processor coupled to the multiple antennas and the memory for processing the uplink signal transmission, the processor comprising: a layer mapper for mapping the uplink signal to a number of layers corresponding to the specific rank; A DFT module for performing DFT (Discrete Fourier Transform) on each of the predetermined number of layer signals; A precoder for selecting a specific precoding matrix to be transmitted from the codebook stored in the memory to transmit one layer signal for each of the multiple antennas, and precoding the layer signal DFT-spread and received from the DFT module; And a transmission module for performing processing for the SC-FDMA symbol configuration on the precoded signal and transmitting the processed signal to the base station through the multiple antennas.

이때, 메모리는 상술한 바와 같은 코드북을 저장하고 있으며, 프로세서는 안테나 이동(antenna shift) 및/또는 레이어 이동(layer shift)을 프리코더의 프리코딩과 별도로 또는 프리코딩 내 행렬의 행 및/또는 열 치환을 통해 수행하도록 구성될 수 있다.At this time, the memory stores the codebook as described above, and the processor can perform antenna shift and / or layer shift separately from precoding of the precoder or in rows and / or columns of the precoding inner matrix Substitution < / RTI >

상술한 기술에 따를 경우, MIMO 방식을 이용하여 상향링크 신호 전송 시 PAPR 또는 CM 특성을 양호하게 유지시킬 수 있다.According to the above-described technique, when the uplink signal is transmitted using the MIMO scheme, the PAPR or the CM characteristic can be well maintained.

또한, 안테나/레이어 전송 전력을 균일하게 조정하고, 프리코딩 행렬 정보를 위해 필요한 시그널링의 오버헤드를 최소화하면서도 최대한의 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.In addition, the antenna / layer transmission power can be uniformly adjusted, and the maximum diversity gain can be obtained while minimizing the overhead of signaling required for precoding matrix information.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description set forth below in conjunction with the appended drawings is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details for a better understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details. For example, in the following description, certain terms are mainly described, but they need not be limited to these terms, and they may have the same meaning when they are referred to as arbitrary terms. Further, the same or similar elements throughout the present specification will be described using the same reference numerals.

PAPR(Peak power to Average Power Ratio)은 파형(waveform)의 특성을 나타내는 파라미터이다. 이 값은, 파형의 최대 진폭(peak amplitude)을 파형의 시간 평균된 RMS (Root Mean Square) 값으로 나눈 값으로서, 디멘젼이 존재하지(dimensionless) 않는 값이다. 일반적으로 단일 캐리어 신호의 PAPR이 멀티 캐리어 신호의 PAPR보다 좋다.Peak Power to Average Power Ratio (PAPR) is a parameter that indicates the characteristics of a waveform. This value is the value that the peak amplitude of the waveform is divided by the time-averaged root mean square (RMS) value of the waveform, and the dimension is not dimensionless. In general, the PAPR of a single carrier signal is better than the PAPR of a multicarrier signal.

LTE-Advanced에서는 좋은 CM 특성(property)을 유지하기 위해서 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access)를 사용하여 MIMO (multiple input multiple output)를 구현할 수 있다. 일반적인 프리코딩 (precoding)을 사용하면, 한 개의 안테나를 통해 여러 개의 레이어(layer)에 해당하는 정보를 실은 신호가 다중화(multiplexing)되어 전송되기 때문에, 이 안테나를 통해 전송되는 신호는 일종의 멀티 캐리어 신호로 간주할 수 있다. PAPR는 송신측에서 전력 증폭기(power amplifier)가 지원해야 하는 다이나믹 레인지(dynamic range)와 연관이 되어 있으며, CM(Cubic Metric)값은 PAPR가 나타내는 수치를 대변 가능한 또 다른 수치이다.In LTE-Advanced, multiple input multiple output (MIMO) can be implemented using single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) to maintain good CM properties. In general precoding, a signal carrying information corresponding to a plurality of layers through one antenna is multiplexed and transmitted. Therefore, a signal transmitted through the antenna is transmitted as a kind of multi-carrier signal . The PAPR is associated with the dynamic range that the power amplifier must support on the transmit side, and the CM (Cubic Metric) value is another value that can represent the PAPR.

도 2은 MIMO를 사용하는 송신단의 일반적인 구조를 도시한 것이다.2 shows a general structure of a transmitter using MIMO.

1개 또는 여러 개의 코드워드는 여러 개의 레이어로 매핑된다. 매핑된 정보는 프리코딩에 의해 각 물리 안테나에 매핑되어 전송된다.One or more codewords are mapped to multiple layers. The mapped information is mapped to each physical antenna by precoding and transmitted.

도 3은 도 2를 더 자세히 나타낸 것이다.Figure 3 shows Figure 2 in more detail.

'코드워드'는, 데이터 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트들을 첨부한 후에, 특정 코딩 방식으로 부호화한 것을 말한다. 코딩 방식으로는 터보코드(turbo code), 테일 바이팅 콘볼루션 코드(tail biting convolutional code) 외 여러 가지의 코딩 방식이 존재한다. 각 코드워드는 하나 이상의 (가상(virtual)) 레이어에게 매핑되며, 이 때 매핑되는 전체 레이어의 개수는 랭크 값이 된다. 즉, 송신 랭크가 3이라면, 송신되는 레이어의 개수는 총 3개가 된다. 각 레이어에게 매핑된 정보는 프리코딩을 거친다. 여기서 레이어에게 매핑되어 있는 데이터 정보는 프리코딩을 통하여 물리 레이어(Physical Layer)으로 매핑된다(여기서 '레이어'는, 특별히 물리 레이어(Physical layer)라고 지칭되지 않는 한, 가상 레이어(virtual layer)을 지칭한다). 각 물리 레이어를 통해 각 안테나에게 정보가 전달된다. 도 3 에서 다른 언급을 하지 않는 한, 프리코딩은 주파수 영역에서 수행되며, 물리 레이어에 매핑된 정보에게는 OFDM 정보 전송방식이 사용된다. 물리 레이어에게 매핑된 정보는 특정 주파수 영역에게 매핑된 후 IFFT 연산이 수행되고, 그 후, 순환 전치(cyclic prefix)가 부착된다. 그 후, RF 체인(chain)을 통하여 각 안테나에게 정보가 전달된다.The 'codeword' refers to data encoded by a specific coding method after attaching CRC (Cyclic Redundancy Check) bits to the data information. There are various coding schemes such as turbo code, tail biting convolutional code and the like. Each codeword is mapped to one or more (virtual) layers, and the total number of layers mapped at this time is a rank value. That is, if the transmission rank is 3, the total number of layers to be transmitted is three. The information mapped to each layer is precoded. Here, the data information mapped to the layer is mapped to a physical layer through precoding (the 'layer' refers to a virtual layer unless specifically referred to as a physical layer) do). Information is transmitted to each antenna through each physical layer. 3, precoding is performed in the frequency domain and OFDM information transmission is used for information mapped to the physical layer. The information mapped to the physical layer is mapped to a specific frequency domain, then an IFFT operation is performed, and then a cyclic prefix is attached. Then, information is transmitted to each antenna through an RF chain.

프리코딩은 행렬을 곱하는 방식으로 수행될 수 있다. 이 행렬에서 행(row)의 개수는 물리 레이어(physical layer)의 개수 즉, 안테나의 개수와 동일하며, 열(column)의 개수는 랭크 값과 동일하다. 랭크 값은 레이어의 개수와 동일하므로, 열(column)의 개수는 레이어 개수와 동일하다. 수학식 2을 참조하면, (가상) 레이어에게 매핑된 정보는 x1, x2이고, 4x2 행렬의 각 요소 pij는 프리코딩에 사용되는 가중치이다. y1, y2, y3, y4는 물리 레이어에 매핑되는 정보로서 각 OFDM 전송방식을 사용하여 각 안테나 별로 전송된다.Precoding can be performed by multiplying a matrix. In this matrix, the number of rows is equal to the number of physical layers, that is, the number of antennas, and the number of columns is equal to the rank value. Since the rank value is equal to the number of layers, the number of columns is equal to the number of layers. Referring to Equation (2), the information mapped to the (virtual) layer is x 1 , x 2 , and each element p ij of the 4x2 matrix is a weight used for precoding. y 1 , y 2 , y 3 , and y 4 are information mapped to the physical layer, and are transmitted for each antenna using each OFDM transmission scheme.

Figure 112009503074305-pat00002
Figure 112009503074305-pat00002

이하에서는 혼동이 없는 한 가상 레이어를 '레이어' 로 지칭하고, 프리코딩에 의해 가상 레이어 신호가 물리 레이어에 맵핑되는 것은 바로 레이어를 안테나에 맵핑하는 것으로 표현하기로 한다.Hereinafter, a virtual layer is referred to as a 'layer' unless there is confusion, and mapping of a virtual layer signal to a physical layer by precoding is expressed as mapping a layer to an antenna.

프리코딩은 크게 2가지 방법으로 나뉠 수 있다. 광대역 프리코딩(Wideband precoding)과 서브밴드 프리코딩(subband precoding)이다.Precoding can be broadly divided into two methods. And is broadband precoding and subband precoding.

광대역 프리코딩은 주파수 영역에서 프리코딩을 수행할 때에, 주파수 영역에 전송되는 모든 정보에 동일한 프리코딩 행렬을 사용하는 방법을 일컫는다.Broadband precoding refers to a method of using the same precoding matrix for all information transmitted in the frequency domain when performing precoding in the frequency domain.

도 4는 각 레이어의 정보가 프리코딩되어 안테나를 통해 전송되는 과정을 나타내 것이다.FIG. 4 shows a process in which information of each layer is precoded and transmitted through an antenna.

도 4를 참조하면, 복수의 레이어에 해당하는 정보가 각 주파수 영역의 서브캐리어별로 프리코딩되어 각 안테나를 통해 전송되는 것을 알 수 있다. 이때, 광대역 프리코딩의 경우 사용하는 프리코딩 행렬 'P'가 모두 동일하다.Referring to FIG. 4, information corresponding to a plurality of layers is precoded for each subcarrier in each frequency domain and transmitted through each antenna. In this case, the precoding matrix 'P' used in the case of the wideband precoding is all the same.

서브밴드 프리코딩은 광대역 프리코딩을 확장한 것으로써, 모든 서브캐리어에 대해 동일한 프리코딩 행렬을 사용하지 않고, 서브캐리어마다 여러 개의 프리코딩 행렬을 사용하는 방법을 지칭한다. 즉, 특정 서브캐리어에서는 프리코딩 행렬 'P'를 사용하고, 다른 서브캐리어에 대해서는 프리코딩 행렬 'M'을 사용하는 방법을 서브밴드 프리코딩이라고 일컫는다. 여기서 P와 M는 서로 다른 요소(element) 값을 가지고 있는 행렬이다.Subband precoding is an extension of wideband precoding and refers to a method of using multiple precoding matrices per subcarrier without using the same precoding matrix for all subcarriers. That is, the method of using the precoding matrix 'P' for a specific subcarrier and using a precoding matrix 'M' for other subcarriers is called subband precoding. Where P and M are matrices with different element values.

상향링크 신호 전송의 경우, 하향링크 신호 전송에 비해 상대적으로 PAPR 또는 CM 특성에 민감하다. 이는 PAPR 또는 CM 증가에 따른 필터 가격 상승이 상대적으로 단말에 더 치명적일 수 있기 때문이다. 따라서, 상향링크 신호 전송에는 일반적으로 SC-FDMA 방식이 이용되고 있다.In case of uplink signal transmission, it is more sensitive to PAPR or CM characteristic than downlink signal transmission. This is because the increase in the price of the filter due to the increase in the PAPR or CM may be more lethal to the terminal. Therefore, an SC-FDMA scheme is generally used for uplink signal transmission.

도 5는 일반적인 SC-FDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a general SC-FDMA scheme.

OFDM 방식 및 SC-FDMA 방식 모두 도 5에 도시된 바와 같이 직렬 신호를 병렬로 변환하고, 이 병렬 신호를 서브캐리어에 맵핑하고, IDFT 또는 IFFT 처리 후, 다시 직렬 신호를 변환하여, CP 부착 후 RF 모듈을 통해 신호를 전송하는 측면에서 동일하다. 다만, SC-FDMA 방식의 경우 병렬 신호를 직렬 신호로 변환한 후 DFT 확산을 통해 이후 IDFT 또는 IFFT 처리의 영향을 감소시키며 단일 신호 특성을 일정 수준이상 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 5, both the OFDM scheme and the SC-FDMA scheme convert a serial signal to parallel, map the parallel signal to subcarriers, perform IDFT or IFFT processing, convert the serial signal again, Module is the same in terms of transmitting signals. However, in the case of the SC-FDMA scheme, the parallel signal is converted into a serial signal, and then the influence of the IDFT or IFFT processing is reduced through DFT spreading, and the single signal characteristic is maintained at a certain level or more.

한편, 상향링크 신호 전송시 MIMO 방식을 적용하는 경우 CM 값이 나빠지는 이유에 대해서 생각해본다면, CM이 좋은 단일 캐리어 신호 여러 개가 동시에 중첩이 되는 경우, 중첩된 신호의 CM값은 좋지 않을 수 있다. 그러므로 SC-FDMA 시스템에서, 여러 레이어로부터 출력되는 정보를, 최대한 적은 개수의 단일 캐리어 신호 및 한 개의 물리적 안테나(Physical Antenna)를 통하여 다중화되어 송신하도록 하면, 좋은 CM을 갖는 송신 신호를 만들어 낼 수 있다.On the other hand, if the MIMO scheme is applied for the uplink signal transmission and the reason why the CM value is deteriorated is considered, the CM value of the superimposed signal may not be good if several CM single carrier signals are superimposed simultaneously. Therefore, in the SC-FDMA system, it is possible to generate a transmission signal having a good CM by multiplexing information output from a plurality of layers through a small number of single carrier signals and one physical antenna (physical antenna) .

송신하려고 하는 정보에 대해 프리코딩을 수행하기 이전에, 코드워드-레이어 매핑을 거칠 수 있다. SC-FDMA 방식은 일반적으로 1Tx에서 사용되었기 때문에 레이어 개수가 1개이다. 하지만 SC-FDMA에서 MIMO를 지원하는 경우에는, 레이어 개수가 여러 개가 되며, 한 개의 전송 블록(transport block)으로 이루어진 코드워드는 여러 개의 레이어에 매핑이 될 수 있다.Prior to performing precoding on the information to be transmitted, code-word-layer mapping may be performed. Since the SC-FDMA scheme is generally used at 1Tx, the number of layers is one. However, when MIMO is supported in SC-FDMA, the number of layers is several, and codewords composed of one transport block can be mapped to several layers.

도 6은 코드워드가 여러 개의 레이어에 매핑되는 방법을 예시한 것이다.FIG. 6 illustrates how codewords are mapped to multiple layers.

도 6에 의하면, SC-FDMA를 위한 DFT가 수행된 이후에 코드워드-레이어 매핑이 수행된다면 CM값이 증가될 수 있다. 즉, DFT 블록으로부터 출력된 신호는 IFFT 처리되기 이전에 다른 처리과정을 거치기 때문에, 즉 2개의 레이어로 분리되는 과정을 거치기 때문에 CM값이 증가될 수 있다.Referring to FIG. 6, if the code word-layer mapping is performed after the DFT for SC-FDMA is performed, the CM value can be increased. That is, since the signal output from the DFT block undergoes a different process before IFFT processing, that is, the signal is separated into two layers, the CM value can be increased.

도 7은 본 발명의 일 실시예로서, 안테나 별로 CM 값을 증가 시키지 않기 위하여, 코드워드-레이어 매핑이 이루어진 후 레이어 별로 DFT를 수행하는 방법을 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates a method of performing DFT on a layer-by-layer basis after codeword-layer mapping is performed in order to not increase the CM value for each antenna, according to an embodiment of the present invention.

그러므로 랭크 값에 따라 레이어 개수 별로 DFT 블록의 개수가 가변 된다면 CM 값을 낮게 유지할 수 있다. 즉, DFT 블록으로부터 출력된 신호는 다른 처리과정을 거치지 않고 곧바로 IFFT 블록으로 입력되기 때문에 CM 값이 낮게 유지될 수 있다. 실제로 구현(implementation)할 때에는, 한 개의 DFT 블록을 여러 개의 레이어가 공유할 수도 있다.Therefore, if the number of DFT blocks varies according to the number of layers according to the rank value, the CM value can be kept low. That is, since the signal output from the DFT block is directly input to the IFFT block without any other processing, the CM value can be kept low. In actual implementation, one DFT block may be shared by several layers.

또한, 상향링크 신호 전송에 MIMO 방식을 이용하여 하나의 안테나에 복수의 레이어 신호가 전송되는 경우 역시 PAPR 또는 CM 특성이 나빠질 수 있다. 따라서, 이하에서 설명할 본 발명의 실시형태들에서는 하나의 안테나에는 하나의 레이어만이 전송되도록 설정된 프리코딩 행렬을 이용하도록 코드북을 설계하는 것을 제안한다.Also, when a plurality of layer signals are transmitted to one antenna using the MIMO scheme for uplink signal transmission, the PAPR or CM characteristic may be deteriorated. Therefore, in the embodiments of the present invention described below, it is proposed to design a codebook to use a precoding matrix set so that only one layer is transmitted to one antenna.

이하의 설명을 용이하게 하기 위해 송신 시스템에서 프리코딩 블록에 전달되는 신호의 세트를 x라 하고, 프리코딩 된 신호의 세트를 y라 하겠다. 이 때 프리코딩 행렬이 P일 때, 수학식 3이 성립한다.In order to facilitate the following description, a set of signals transmitted to the precoding block in the transmission system is x, and a set of precoded signals is y. When the precoding matrix is P at this time, Equation (3) holds.

Figure 112009503074305-pat00099
Figure 112009503074305-pat00099

여기서 P의 디멘젼(dimension)은 NT × NL 이며, x의 디메젼은 NL × 1이고, y의 디멘젼은 NT × 1이다. 여기서, NT는 안테나의 개수이며, NL은 레이어의 개수이다.Where the dimension of P is N T × N L , the dimension of x is N L × 1, and the dimension of y is N T × 1. Where N T is the number of antennas and N L is the number of layers.

이하에서는,Hereinafter,

Ⅰ. 단말이 MIMO 기법을 적용하여 상향링크 신호 전송시 이용할 수 있는 코드북 설계 원리에 대해 먼저 설명하고,Ⅰ. A codebook design principle that a UE can use when transmitting an uplink signal by applying a MIMO scheme will be described first,

Ⅱ. Ⅰ 에서 설명한 원리를 만족하는 프리코딩 행렬들 중 코달 거리(Chordal distance)를 고려하여 선택된 코드북의 구체적인 형태를 설명한다.Ⅱ. A concrete form of the selected codebook will be described in consideration of the chordal distance among the precoding matrices satisfying the principle described in I.

Ⅰ. 코드북 설계 원리Ⅰ. Codebook design principles

＜2Tx 코드북＞<2Tx codebook>

이하 2Tx 모드에서의 사용되는 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬의 구조에 따른 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention according to the structure of a precoding matrix constituting a codebook to be used in the 2Tx mode will be described.

본 발명은 코드워드를 복수개의 레이어에 매핑하여 복수개의 스트림을 생성하는 단계, 및 위의 생성된 복수개의 스트림을 프리코딩하여 복수개의 안테나에 매핑하여 송신하는 단계들로 구성될 수 있으며, 이때 코드북은 아래와 같이 구성될 수 있다. 랭크 1일 때에 사용되는 프리코딩 행렬과 랭크 2일 때에 사용되는 프리코딩 행렬을 각각 별도로 설명한다.The present invention may include a step of generating a plurality of streams by mapping codewords to a plurality of layers, and precoding the generated plurality of streams, mapping the streams to a plurality of antennas, and transmitting the codewords. Can be configured as follows. The precoding matrix used at rank 1 and the precoding matrix used at rank 2 are separately described.

2Tx-랭크 1의 프리코딩 행렬2Tx-Rank 1 precoding matrix

2Tx-랭크 1의 경우에, 본 발명의 일 실시예에 의하면 수학식 3은 수학식 4와 같이 다시 쓰일 수 있다.In the case of 2Tx-rank 1, according to an embodiment of the present invention, Equation (3) can be rewritten as Equation (4).

Figure 112009503074305-pat00004
Figure 112009503074305-pat00004

일반적으로 광대역 프리코딩(Wideband Precoding)을 사용한다고 가정하면, 랭크 1 프리코딩에서는 각 레이어의 신호에 특정 상수 값이 곱해지기 때문에, 2Tx에서 각 안테나를 통해 전송되는 신호의 PAPR이나 CM 값은 1 Tx 에서의 전송되는 신호의 PAPR과 CM값이 동일하다. 그러므로 광대역 프리코딩을 사용을 할 때에는, 2Tx-랭크 1 프리코딩 행렬의 값에 의해 PAPR과 CM이 영향을 받지는 않는다.Assuming that wideband precoding is used, since the signal of each layer is multiplied by a specific constant value in Rank 1 precoding, the PAPR or CM value of a signal transmitted through each antenna at 2Tx is 1 Tx The PAPR and the CM value of the transmitted signal are the same. Therefore, when using wideband precoding, the values of the 2Tx-rank 1 precoding matrix do not affect PAPR and CM.

프리코딩은, 각 채널을 통해 전송되는 신호가 상호 보강(constructive)되도록 채널이 변경하는 방법이다. 이때 따라, 신호의 송신 성능이 향상된다. 그러므로 수학식 4에서 P의 첫 번째 요소(element)인 'a'를 1로 설정하고, 두 번째 요소인 'b'를 임의의 값으로 설정할 수 있다. 또한 각 안테나를 통해 전송되는 신호의 전력을 동일하게 함으로써, 각 안테나에 구비된 전력 앰프(Power Amplifier)를 모두 최대한 사용할 수 있다. 이를 위해, 위의 두 번째 요소는 절대값이 1인 복소수 값일 수 있다. 즉 수학식 4에서

Figure 112009503074305-pat00100
일 수 있다.Precoding is a method in which a channel is changed so that signals transmitted through each channel are mutually constructive. At this time, the signal transmission performance is improved. Therefore, in Equation 4, 'a', which is the first element of P, can be set to 1, and 'b', which is the second element, can be set to any value. Also, by making the powers of the signals transmitted through the respective antennas the same, all of the power amplifiers provided in the respective antennas can be used as much as possible. To this end, the second element above may be a complex value with an absolute value of one. In Equation 4,
Figure 112009503074305-pat00100
Lt; / RTI &gt;

프리코딩을 위해 사용되는 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬의 개수에는 한계가 있다. 왜냐하면, 송신단 및 수신단 모두 코드북을 가지고 있어야 하며, 때에 따라서는 어떤 프리코딩 행렬에 대한 정보를 교환하기 때문이다. 그러므로 제한된 개수의 프리코딩 행렬만을 사용해야 한다. 이를 위하여, 예를 들어, 프리코딩 행렬의 각 요소로서, 절대값이 1이며 위상(phase)이 +0˚, +45˚, +90˚, +135˚, +180˚, -135˚, -90˚, -45˚ 중 어느 하나에 대응되는 복소수를 사용할 수 있다. 즉,

Figure 112009503074305-pat00101
에서
Figure 112009503074305-pat00102
일 수 있다. 즉,
Figure 112009503074305-pat00103
일 수 있다.There is a limit to the number of precoding matrices included in the codebook used for precoding. This is because both the transmitting end and the receiving end must have a codebook, and sometimes exchange information about a certain precoding matrix. Therefore, only a limited number of precoding matrices should be used. For this purpose, for example, each element of the precoding matrix has an absolute value of 1 and a phase of + 0 °, + 45 °, + 90 °, + 135 °, + 180 °, -135 °, A complex number corresponding to one of 90 degrees and -45 degrees can be used. In other words,
Figure 112009503074305-pat00101
in
Figure 112009503074305-pat00102
Lt; / RTI &gt; In other words,
Figure 112009503074305-pat00103
Lt; / RTI &gt;

2Tx-랭크 2의 프리코딩 행렬2Tx-rank 2 precoding matrix

2Tx-랭크 2의 경우에, 수학식 3은 수학식 5와 같이 다시 쓰일 수 있다.In the case of 2Tx-rank 2, Equation (3) can be rewritten as Equation (5).

Figure 112009503074305-pat00005
Figure 112009503074305-pat00005

수학식 5과 같이 안테나를 통해 전송되는 신호 yk는 여러 개의 입력 신호 xi의 조합으로 구성되며, 이로 인하여 CM값이 올라갈 수 있다.As shown in Equation (5), the signal y k transmitted through the antenna is composed of a combination of a plurality of input signals x i , whereby the CM value can be increased.

여기서 p12 와 p21 또는 p11과 p22를 0으로 설정한다면, 각 안테나 별로는 한 개의 신호만이 송신되도록 할 수 있다. 따라서, 신호 xi의 CM 값이 양호한 경우라면, 프리코딩된 신호의 CM 값도 양호하게 된다. 도 7과 관련하여 상술한 바와 같이 코드워드를 레이어에 맵핑한 후 각 레이어에 맵핑된 신호에 DFT 확산을 수행하며, 각 안테나별로 하나의 레이어 신호만을 전송하도록 프리코딩을 수행한다면 DFT 처 리 후 바로 IDFT 또는 IFFT 처리가 이루어지는 효과가 발생하여 PAPR 또는 CM 특성을 양호하게 유지할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 좀더 구체적으로 설명한다.If p 12 and p 21 or p 11 and p 22 are set to 0, only one signal can be transmitted for each antenna. Therefore, if when the CM value of a signal x i preferred, it is also preferably CM value of the precoded signal. As described above with reference to FIG. 7, if code words are mapped onto a layer, DFT spreading is performed on signals mapped to the respective layers, and precoding is performed to transmit only one layer signal for each antenna, The effect of performing the IDFT or IFFT processing is generated, and the PAPR or CM characteristic can be maintained well. This will be described in more detail below.

이 때 p12 와 p21 0이라면, 각 레이어에 대응하는 신호는 임의의 일정한 복소수 값(constant complex value)이 곱해진 후에 각 안테나에서 송신되기 때문에, 위의 곱해지는 복소수 값을 1로 설정하더라도 성능에는 지장을 주지 않는다.In this case, if p 12 and p 21 0, the signal corresponding to each layer is transmitted by each antenna after a certain fixed complex value is multiplied. Therefore, even if the complex number multiplied by the above value is set to 1, Do not interfere.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 수학식 5는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, Equation (5) can be expressed as Equation (6).

Figure 112009503074305-pat00006
Figure 112009503074305-pat00006

＜4Tx 코드북＞<4Tx codebook>

이하 4Tx 모드에서의 사용되는 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬의 구조에 따른 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention according to the structure of a precoding matrix constituting a codebook to be used in the 4Tx mode will be described.

본 발명은 코드워드를 복수개의 레이어에 매핑하여 복수개의 스트림을 생성하는 단계, 및 위의 생성된 복수개의 스트림을 프리코딩하여 복수개의 안테나에 매핑하여 송신하는 단계들로 구성될 수 있으며, 이때 코드북은 아래와 같이 구성될 수 있다. 랭크 1, 랭크 2, 랭크 3, 랭크 4일 때에 사용되는 프리코딩 행렬을 각각 별도로 설명한다.The present invention may include a step of generating a plurality of streams by mapping codewords to a plurality of layers, and precoding the generated plurality of streams, mapping the streams to a plurality of antennas, and transmitting the codewords. Can be configured as follows. The precoding matrix to be used when Rank 1, Rank 2, Rank 3, and Rank 4 are respectively described separately.

4Tx-랭크 1의 프리코딩 행렬4Tx-Rank 1 precoding matrix

4Tx-랭크 1의 경우에, 수학식 3은 수학식 7와 같이 다시 쓰일 수 있다.In the case of 4Tx-rank 1, Equation (3) can be rewritten as Equation (7).

Figure 112009503074305-pat00007
Figure 112009503074305-pat00007

2Tx-랭크 1 코드북의 경우와 마찬가지로, 광대역 프리코딩을 사용하는 경우에, 4Tx-랭크 1 프리코딩에 의해 각 안테나 별로 전송되는 신호의 CM은 1 Tx에서의 신호의 CM과 동일하다. 그러므로, CM에 관한 한, 어떠한 프리코딩 행렬을 사용해도 무방하다.As in the case of the 2Tx-rank 1 codebook, in the case of using the wideband precoding, the CM of the signal transmitted for each antenna by the 4Tx-Rank 1 precoding is the same as the CM of the signal at 1Tx. Therefore, as far as the CM is concerned, any precoding matrix may be used.

4Tx-랭크 2의 프리코딩 행렬4Tx-Rank 2 precoding matrix

4Tx-랭크 2의 경우에, 수학식 3은 수학식 8과 같이 다시 쓰일 수 있다.In the case of 4Tx-rank 2, Equation (3) can be rewritten as Equation (8).

Figure 112009503074305-pat00008
Figure 112009503074305-pat00008

2Tx-랭크 2 코드북과 비슷하게 4Tx-랭크 2 코드북에서도, 프리코딩 행렬의 특정 요소를 0으로 설정함으로써 각 안테나 별로 전송되는 신호의 중첩을 최소화하고 따라서 CM을 낮게 유지할 수 있다.Similarly to the 2Tx-rank 2 codebook, by setting a specific element of the precoding matrix to 0 in a 4Tx-rank 2 codebook, it is possible to minimize overlap of signals transmitted for each antenna and thus to keep CM low.

수학식 8에서, 각 안테나 별로 전송되는 신호인 pk1x1+pk2x2에서 pk1 또는 pk2 값이 0으로 설정이 된다면, 각 안테나 별로 전송되는 신호는 한 개의 레이어로부터 전송되는 신호와 동일하게 되며, 따라서 안테나 별로 전송되는 신호의 CM은 낮은 값을 유지할 수 있다.In Equation 8, if in the signal of p k1 x 1 + p k2 x 2 transmitted for each antenna is set to p k1 or p k2 value is zero, and the signal transmitted from the single layer signal that is transmitted for each antenna So that the CM of the signal transmitted per antenna can maintain a low value.

본 발명의 일 실시예에서는, 수학식 8에서

Figure 112009503074305-pat00104
로 설정할 수 있다. 때, 수학식 8은 수학식 9와 같이 다시 쓰일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in Equation (8)
Figure 112009503074305-pat00104
. Equation (8) can be rewritten as Equation (9).

Figure 112009503074305-pat00009
Figure 112009503074305-pat00009

수학식 9를 살펴보면, 각 안테나 별로 전송되는 신호에는 각각 한 개의 레이어만이 매핑된다. 또한, 한 개의 레이어 입장에서는, 이 한 개의 레이어를 통해 전송되는 정보에 대해 2Tx-랭크 1 프리코딩을 사용한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 4Tx-랭크 2 프리코딩 행렬은, 2Tx-랭크 1 프리코딩 행렬을 사용하여 만들 수 있다. 즉, 4Tx-랭크 2 프리코딩 행렬은 2Tx-랭크 1 프리코딩 행렬의 수퍼 행렬(super matrix)일 수 있다.Referring to Equation (9), only one layer is mapped to each signal transmitted for each antenna. Also, in the case of one layer, it can be seen that 2Tx-Rank 1 precoding is used for the information transmitted through this one layer. Thus, a 4Tx-Rank 2 precoding matrix may be generated using a 2Tx-Rank 1 precoding matrix. That is, the 4Tx-rank 2 precoding matrix may be a super matrix of 2Tx-rank 1 precoding matrix.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 P는 수학식 10과 같이 주어질 수 있다.For example, P according to an embodiment of the present invention may be given as shown in Equation (10).

Figure 112009503074305-pat00105
위에 제시한 프리코딩 행렬은, 한 개의 레이어의 신호에 대해 2개의 안테나를 사용하여 정보를 전송하는 방법을 위한 것이다. 그러나 4개의 물리 안테나(Physical Antenna)가 구비되었다고 가정하면, 2개의 안테나로 이루어지는 다양한 안테나 조합 중 어느 조합을 사용하여 전송하는지에 따라 통신 성능이 달라질 수 있다. 이때, 프리코딩 행렬 P의 값에 따라, 선택되는 안테나의 조합이 달라질 수 있다.
Figure 112009503074305-pat00105
The above precoding matrix is for a method of transmitting information by using two antennas for one layer signal. However, assuming that four physical antennas are provided, the communication performance may vary depending on which combination of various antenna combinations including two antennas is used. At this time, depending on the value of the precoding matrix P, the combination of antennas to be selected can be changed.

예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따르면, 프리코딩 행렬 P는 수학식 11과 같이 다양한 형태를 가질 수 있고, 각각의 형태는 서로 다른 안테나 조합을 나타낸다.For example, according to one embodiment of the present invention, the precoding matrix P may have various forms as shown in Equation (11), and each form represents a different antenna combination.

Figure 112009503074305-pat00011
Figure 112009503074305-pat00011

수학식 11에서 프리코딩 행렬 P로서 적절한 값을 선택하면 프리코딩에 의한 성능을 향상시킬 수 있다. 위와 같이 프리코딩 행렬을 형성을 하면, 각 레이어에 해당하는 신호는 총 4개의 안테나 중에서 2개의 안테나를 사용하기 때문에, 각 레이어 간의 채널 추정(channel estimation) 성능을 유사하게 만들 수 있으며 각 안 테나 별로 CM값을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.If a proper value is selected as the precoding matrix P in Equation (11), the performance due to precoding can be improved. If the precoding matrix is formed as described above, the signal corresponding to each layer uses two antennas among a total of four antennas, so that the channel estimation performance between the respective layers can be made similar. CM value can be minimized.

일반적으로, 임의의 프리코딩 행렬의 특정 열 벡터(column vector)에 상수 값을 곱하더라도 그 프리코딩 행렬을 특성이 변경되지는 안는다. 따라서, 위에 언급한 프리코딩 행렬 특정 열(column)에 상수 값을 곱해도 프리코딩 행렬의 특성이 변경되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 프리코딩 행렬의 특정 열 벡터에(column vector)에 상수 값을 곱하는 것은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.Generally, even if a certain column vector of an arbitrary precoding matrix is multiplied by a constant value, the characteristic of the precoding matrix is not changed. Therefore, multiplying the above-mentioned precoding matrix specific column by a constant value does not change the characteristic of the precoding matrix. It is therefore within the scope of the present invention to multiply a column vector by a constant value in a precoding matrix according to embodiments of the present invention.

또한, 상기 수학식 11에 나타낸 형태의 프리코딩 행렬에 앞에 일정한 스케일링 계수가 곱해지는 형태로 다음과 같이 나타낼 수도 있다.Also, the precoding matrix of the form shown in Equation (11) may be multiplied by a predetermined scaling coefficient to form the following equation.

Figure 112009503074305-pat00012
Figure 112009503074305-pat00012

4Tx-랭크 3의 프리코딩 행렬(1)The precoding matrix (1) of 4Tx-

4Tx-랭크 3의 경우에, 수학식 3은 수학식 13과 같이 다시 쓰일 수 있다.In the case of 4Tx-rank 3, Equation (3) can be rewritten as Equation (13).

Figure 112009503074305-pat00013
Figure 112009503074305-pat00013

4Tx-랭크 2 프리코딩 행렬과 비슷하게 4Tx-랭크 3 프리코딩 행렬에서도, 프 리코딩 행렬의 특정 요소를 0으로 설정함으로써 각 안테나 별로 전송되는 신호의 중첩을 최소화하고 따라서 CM을 낮게 유지할 수 있다.Similarly to the 4Tx-rank 2 precoding matrix, the 4Tx-rank 3 precoding matrix also minimizes the overlap of signals transmitted by each antenna by setting a specific element of the pre-encoding matrix to zero, thus keeping CM low.

수학식 13에서, 각 안테나 별로 전송되는 신호인 pk1x1+pk2x2+pk3x3에서 pk1, pk2, 또는 pk3 값이 0으로 설정이 된다면 안테나 별로 전송되는 신호의 CM은 낮은 값을 유지할 수 있다.In equation (13), from the signal of p k1 x 1 + p k2 x 2 + p k3 x 3 to be transmitted for each antenna p k1, p k2, or p k3 value if the setting to zero of the signal transmitted by each antenna CM Can be kept at a low value.

본 발명의 일 실시예에서는, 수학식 12에서

Figure 112009503074305-pat00106
로 설정할 수 있다. 이때, 수학식 13는 수학식 14와 같이 다시 쓰일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in Equation 12,
Figure 112009503074305-pat00106
. At this time, Equation (13) can be rewritten as Equation (14).

Figure 112009503074305-pat00014
Figure 112009503074305-pat00014

랭크 3에서는 전송되어야 하는 레이어의 개수는 3개이며, 물리 안테나의 개수는 4개이다. 이때, 3개의 안테나는 각각 1개의 레이어에 단독으로 매핑될 수 있다. 이때, 남아 있는 1개의 안테나에는 1개의 레이어의 신호만을 매핑시키거나 또는 2개 이상의 레이어의 신호를 함께 매필할 수도 있다. 만일 남아 있는 1개의 안테나에 특정 1개의 레이어의 신호만을 매핑하면, 이 안테나를 통해 송신되는 신호의 CM은 양호한 특성을 가질 수 있지만, 이 특정 1개의 레이어의 정보의 통신 성능 은 다른 레이어의 정보의 통신 성능과 다를 수 있다. 예를 들어, 안테나 1 및 안테나 4에는 레이어 1의 정보를 매핑하고, 안테나 2에는 레이어 2의 정보를 매핑하고, 안테나 3에는 레이어 3의 정보를 매핑하면, 레이어 1의 정보에 대한 통신 성능은 레이어 2 또는 레이어 3의 통신 성능과는 차이가 있을 수 있다.In Rank 3, the number of layers to be transmitted is three, and the number of physical antennas is four. At this time, each of the three antennas can be mapped to one layer individually. At this time, only one layer of signals may be mapped to one remaining antenna, or signals of two or more layers may be mapped together. If only one signal of a specific layer is mapped to one remaining antenna, the CM of the signal transmitted through this antenna can have a good characteristic, but the communication performance of the information of this particular one layer is Communication performance may be different. For example, when the information of the layer 1 is mapped to the antenna 1 and the information of the layer 2 is mapped to the antenna 2, and the information of the layer 3 is mapped to the antenna 3, 2 or Layer 3 communication performance.

본 발명의 일실시예에서는, 프리코딩에 있어서 각 안테나 별로 CM 값을 최대한 낮게 만들기 위해, 프리코딩 행렬 P는 수학식 15의 P1, P2, P3의 어느 하나의 값을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the precoding matrix P may have a value of P 1 , P 2 , or P 3 in Equation (15) to minimize the CM value for each antenna in precoding.

Figure 112009503074305-pat00015
Figure 112009503074305-pat00015

단,

Figure 112009503074305-pat00107
only,
Figure 112009503074305-pat00107

위에 언급한 상술한 프리코딩 행렬 P1, P2, P3을 사용할 때에는, 각 레이어를 위해 사용되는 안테나의 개수가 서로 같지 않다는 것이다. 그러나 만약에 어떤 정보를 전송할 때에 프리코딩 행렬 P1, P2, P3 중 어느 하나만을 사용하지 않고, P1, P2, P3를 골고루 사용한다면, 각 레이어를 위해 사용되는 안테나의 개수가 평준화(normalize)될 수 있다. 주파수 영역에서 프리코딩 행렬 P1, P2, P3을 번갈아 가며 사용할 수 있지만, 이 방식을 따르면, 이미 단일 캐리어로 구성된 신호의 단일 캐 리어 특성(single carrier property)이 훼손되게되고, 따라서 CM 값이 상승할 수 있다. 따라서, 그러므로 프리코딩 행렬 P1, P2, P3를 각 SC-FDMA 심볼마다 번갈아 가면서 적용하면 CM의 증가를 막을 수 있다. 데이터를 전송할 때에, 한 개의 서브프레임 단위로 정보를 복호화(decoding)할 수 있다. 따라서, 매 SC-FDMA 심볼마다 프리코딩 행렬 P1, P2, P3를 번갈아 가면서 적용을 한다면, 한 개의 서브프레임을 통해 전송되는 전체 정보에 대하여, 각 레이어의 정보는 평균적으로 동일한 개수의 안테나를 통해 전송될 수 있다.When using the precoding matrices P 1 , P 2 and P 3 mentioned above, the number of antennas used for each layer is not equal to each other. However, if P 1 , P 2 , and P 3 are uniformly used without using any of the precoding matrices P 1 , P 2 , and P 3 when transmitting certain information, the number of antennas used for each layer is It can be normalized. Although precoding matrices P 1 , P 2 and P 3 can be used alternately in the frequency domain, this approach corrupts the single carrier properties of a signal already composed of a single carrier, Can rise. Therefore, applying the precoding matrices P 1 , P 2 , and P 3 alternately for each SC-FDMA symbol can prevent an increase in CM. When transmitting data, it is possible to decode information in units of one subframe. Therefore, if the precoding matrices P 1 , P 2 , and P 3 are alternately applied to every SC-FDMA symbol, information on each layer is transmitted on the average of the same number of antennas Lt; / RTI &gt;

본 발명의 다른 실시예에서는, 각 레이어가 사용하는 안테나의 위치를 변경함으로 인하여 성능을 향상할 수 있다. 안테나의 위치를 변경하는 것은 시간의 흐름에 따라 이루어질 수 있으며, 특히 SC-FDMA 심볼마다 변경할 수 있다. 안테나의 위치를 변경하는 구체적인 방법은 아래와 같다.In another embodiment of the present invention, performance can be improved by changing the position of the antenna used by each layer. The position of the antenna can be changed over time, especially for each SC-FDMA symbol. The specific method for changing the position of the antenna is as follows.

즉, 프리코딩 행렬의 0이 아닌 값의 위치를 하나의 행 벡터(row vector) 내에서 변경함으로써, 각 레이어의 신호가 전송되는 안테나의 위치를 변경할 수 있다. 다르게는, 이 방법은 주어진 프리코딩 행렬에서 행(row) 또는 열(column)끼리 위치를 치환 함으로써(row/column permutation) 구현할 수 있다.That is, by changing the positions of non-zero values of the precoding matrix in one row vector, it is possible to change the position of the antenna through which the signals of the respective layers are transmitted. Alternatively, the method may be implemented by replacing rows or columns in a given precoding matrix by row / column permutation.

도 8은 프리코딩 행렬의 열 또는 행의 위치를 퍼뮤테이션 하는 방법을 나타낸 것이다.8 shows a method of permuting a column or row position of a precoding matrix.

도 8의 (a)는 행(row)의 위치를 퍼뮤테이션하는 방법을 나타내고, 도 8의 (b)는 열(column)의 위치를 퍼뮤테이션하는 방법을 나타낸다.FIG. 8A shows a method of permutating the position of a row, and FIG. 8B shows a method of permutating the position of a column.

수학식 15의 프리코딩 행렬에서, 프리코딩 행렬 P1을 행 치환(row permutation) 및/또는 열 치환(column permutation)함으로써 프리코딩 행렬 P2 또는 P3을 생성할 수 있다. 그러므로 프리코딩 행렬 P1, P2, P3와 같은 구조에서는, 행 치환(row permutation)에 의해서만 유일한(unique) 새로운 프리코딩 행렬을 만들어 낼 수 있다.In the pre-coding matrix of Equation (15), by performing pre-coding matrix P 1 substituted (row permutation) and / or heat-substituted (column permutation) may generate the precoding matrix P 2 or P 3. Therefore, in a structure such as the precoding matrix P 1 , P 2 , and P 3 , a unique new precoding matrix can be generated only by row permutation.

4Tx에서 가능한 행 치환(row permutation)에 의해서 변경되는 행(row)의 순서는 다음과 같다.The order of the rows changed by possible row permutation in 4Tx is as follows.

{ 1, 2, 3, 4 }, { 1, 2, 4, 3 }, { 1, 3, 2, 4 }, { 1, 3, 4, 2 },1, 2, 3, 4}, {1, 2, 4, 3}, {1,

{ 1, 4, 2, 3 }, { 1, 4, 3, 2 }, { 2, 1, 3, 4 }, { 2, 1, 4, 3 },{1, 4, 2, 3}, {1, 4, 3, 2}, {2, 1, 3, 4}, {

{ 2, 3, 1, 4 }, { 2, 3, 4, 1 }, { 2, 4, 1, 3 }, { 2, 4, 3, 1 },2, 3, 4, 1}, {2, 4, 1, 3}, {2, 4, 3, 1}, {

{ 3, 2, 1, 4 }, { 3, 2, 4, 1 }, { 3, 1, 2, 4 }, { 3, 1, 4, 2 },{3, 2, 1, 4}, {3, 2, 4, 1}, {3,1,2,4}, {3,1,4,2}

{ 3, 4, 2, 1 }, { 3, 4, 1, 2 }, { 4, 2, 3, 1 }, { 4, 2, 1, 3 },{3, 4, 2, 1}, {3,4, 1,2}, {4,2,3,1}, {4,2,1,3}

{ 4, 3, 2, 1 }, { 4, 3, 1, 2 }, { 4, 1, 2, 3 }, { 4, 1, 3, 2 }{4,3,2,1}, {4,3,1,2}, {4,1,2,3}, {4,1,3,2}

여기서, { w, x, y, z }의 뜻은, 주어진 프리코딩 행렬 Pk가 있을 때, 프리코딩 행렬의 행 벡터(row vector) 1, 2, 3, 4를 { } (괄호)안에 있는 순서로 재배열 한다는 뜻이다.Here, {w, x, y, z} means that when there is a given precoding matrix P k , the row vectors 1, 2, 3 and 4 of the precoding matrix are placed in { It means rearranging in order.

행 치환(row permutation)에 의하면 특정 레이어에 해당하는 신호는 서로 다른 안테나로 매핑되며, 열 치환(column permutation)에 의하면 서로 다른 레이어의 정보가 서로 스위칭(switching)되는 효과를 얻을 수 있다. 각 레이어 별로 특별히 성능을 구분을 할 필요가 없으며 각 레이어 별로 비슷한 성능을 요구하는 시스템에서는 열 치환 방식이 사용될 필요가 없다. 행 치환(row permutation)만으로 안테나 선택(antenna selection) 효과를 얻을 수 있다.According to row permutation, signals corresponding to a specific layer are mapped to different antennas, and column permutation provides an effect that information of different layers are switched with each other. There is no need to distinguish between the performance of each layer, and there is no need to use the heat replacement method in a system that requires similar performance for each layer. An antenna selection effect can be obtained only by row permutation.

한편, 상기 수학식 15에 나타낸 4Tx-랭크 3 프리코딩 행렬 각각에 일정한 스케일링 계수(scaling factor)가 곱해진 형태로서 다음과 같이 나타낼 수 있다.Meanwhile, a form obtained by multiplying the 4Tx-rank 3 precoding matrix shown in Equation (15) by a constant scaling factor may be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00016
Figure 112009503074305-pat00016

4Tx-랭크 3의 프리코딩 행렬(2)The precoding matrix 2 of 4Tx-

4Tx-랭크 3의 경우에, 각 안테나가 오직 한 개의 레이어에 해당하는 정보를 송신하면 안테나를 통해 송신되는 신호의 CM 값을 작게 유지할 수 있지만, 한 개의 레이어의 정보는 한 개의 특정 안테나를 통해서만 송신되기 때문에 통신 성능이 떨어질 수 있다. 따라서, 4Tx-랭크 3인 경우에는 한 개의 안테나를 통해 최대 2개의 레이어의 신호가 다중화(multiplexing)되어 전송되도록 설계함으로써, CM 의 증가량을 최소화 하면서 동시에 통신 성능을 높일 수 있다.In the case of 4Tx-rank 3, if each antenna transmits information corresponding to only one layer, the CM value of the signal transmitted through the antenna can be kept small, but the information of one layer can be transmitted only through one specific antenna Communication performance may be degraded. Therefore, in the case of 4Tx-rank 3, signals of up to two layers are multiplexed and transmitted through one antenna, so that the increase in the amount of CM can be minimized and the communication performance can be increased.

본 발명의 일실시예에 의하면, 한 개의 안테나에서 2개의 레이어에 해당하는 정보를 송신할 때에, 수학식 13의 프리코딩 행렬 P은 수학식 17의 P4 또는 수학식 18의 P5과 같이 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when transmitting information corresponding to two layers in one antenna, the precoding matrix P in Expression (13) can be expressed as P 4 in Expression (17) or P 5 in Expression .

Figure 112009503074305-pat00017
Figure 112009503074305-pat00017

Figure 112009503074305-pat00018
Figure 112009503074305-pat00018

수학식 17에서, 랭크 3을 만족시키기 위해 프리코딩 행렬 P4의 X의 값과 Z의 값은 서로 달라야 한다.In Equation 17, the values of X and Z of the precoding matrix P 4 must be different from each other in order to satisfy Rank 3.

프리코딩 행렬 P4 또는 P5을 사용하는 방법에는, 특정 안테나에는 2개의 레이어의 신호가 다중화되어 전송되지만, 다른 안테나에서는 1개의 레이어의 신호만이 전송되는 단점이 있다.In the method using the precoding matrix P 4 or P 5 , signals of two layers are multiplexed and transmitted to a specific antenna, but only one layer of signals is transmitted by another antenna.

본 발명의 일실시예에서는, 위의 단점을 보완하기 위하여 프리코딩 행렬 P는 수학식 19의 P6, P7, P8 중 어느 하나의 값을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the precoding matrix P may have a value of P 6 , P 7 , or P 8 in Equation 19 to compensate for the above disadvantages.

Figure 112009503074305-pat00019
Figure 112009503074305-pat00019

단,

Figure 112009503074305-pat00108
only,
Figure 112009503074305-pat00108

프리코딩 행렬 P4, P5, P6, P7, P8에 대하여, 4Tx-랭크 3의 프리코딩 행렬에 대하여 상술한 바와 같이, 행 치환 및/또는 열 치환을 수행할 수 있다. 행 치환 및 열 치환(Row/column permutation)을 수행함으로써, 특정 레이어의 신호를 임의의 안테나를 통해 송신할 수 있도록 하는 안테나 선택 기능을 프리코딩에 의해 구현할 수 있다.For the precoding matrices P 4 , P 5 , P 6 , P 7 and P 8 , row substitution and / or column permutation can be performed as described above for the 4Tx-rank 3 precoding matrix. By performing row substitution and column permutation, an antenna selection function for transmitting a signal of a specific layer through an arbitrary antenna can be implemented by precoding.

본 발명의 일실시예에서는, 프리코딩 행렬의 각 열 벡터(column vector)가 서로 직교성을 갖도록 구성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the column vectors of the precoding matrix may be configured to have orthogonality with each other.

프리코딩 행렬의 각 열 벡터(column vector)가 직교성을 갖도록 구성하면, 프리코딩 행렬은 단측 유니터리 행렬(one side unitary matrix)의 특성을 만족하게 된다. 즉, 프리코딩 행렬 P는 수학식 20과 같은 특성을 갖게 된다.When each column vector of the precoding matrix is configured to have orthogonality, the precoding matrix satisfies the characteristics of a one side unitary matrix. That is, the precoding matrix P has the same characteristic as Equation (20).

Figure 112009503074305-pat00109
Figure 112009503074305-pat00109

본 발명의 일 실시예에서는, 랭크 3의 프리코딩 행렬이 수학식 21와 같이 구성될 수 있다. 수학식 21을 만족시키는 프리코딩 행렬 P는 수학식 20의 관계를 만족하게 된다.In one embodiment of the present invention, the precoding matrix of rank 3 can be constructed as shown in Equation (21). The precoding matrix P satisfying the expression (21) satisfies the relation of the expression (20).

Figure 112009503074305-pat00021
Figure 112009503074305-pat00021

수학식 21에서

Figure 112009503074305-pat00110
을 만족하기 때문에 프리코딩 행렬 P가 수학식 20을 만족한다는 것을 확인할 수 있다.In Equation 21,
Figure 112009503074305-pat00110
, It can be confirmed that the precoding matrix P satisfies the expression (20).

4Tx-랭크 4의 프리코딩 행렬(1)4Tx-rank 4 precoding matrix (1)

4Tx-랭크 4의 경우에, 수학식 3은 수학식 22과 같이 다시 쓰일 수 있다.In the case of 4Tx-Rank 4, Equation (3) can be rewritten as Equation (22).

Figure 112009503074305-pat00022
Figure 112009503074305-pat00022

4Tx-랭크 4인 경우에는 4개의 레이어에서 오는 신호가 각 안테나를 통해 다중화되어 전송된다.In the case of 4Tx-rank 4, signals coming from four layers are multiplexed and transmitted through the respective antennas.

본 발명의 일실시예서는, 프리코딩 행렬을 단위 행렬(identity matrix)으로 구성하면, 한 개의 안테나에서는 한 개의 레이어에 해당하는 신호만을 전송하게 된다. 이때, 수학식 22는 수학식 23과 같이 다시 쓰여질 수 있다.In an embodiment of the present invention, if the precoding matrix is formed of an identity matrix, only one signal corresponding to one layer is transmitted by one antenna. At this time, Equation (22) can be rewritten as Equation (23).

Figure 112009503074305-pat00023
Figure 112009503074305-pat00023

4Tx-랭크 4의 프리코딩 행렬(2)4Tx-rank 4 precoding matrix 2,

4Tx-랭크 4 코드북에서 랭크 4 프리코딩 행렬의 개수를 증가시키면 통신 성능을 향상시킬 수 있다. 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬의 개수가 많을수록 실제 채널에 더 가까운 프리코딩 행렬을 선택할 수 있기 때문에, 프리코딩 행렬의 개수가 많을수록 성능을 향상 시킬 수 있다. 그러나, 코드북에서의 프리코딩 행렬의 선택이 복잡해지기 때문에, 코드북에는 적절한 수의 프리코딩 행렬을 포함시키는 것이 바람직하다. 그러나, 4Tx-랭크 4의 경우 각 안테나 별로 한 개의 레이어에 해당하는 신호만 전송하기 위해서는 프리코딩 행렬은 단위 행렬이어야만 하기 때문에, 여러 개의 랭크 4 프리코딩 행렬을 사용하면 1개의 안테나를 통해 2개 이상의 레이어에 해당하는 신호를 송신해야 하는 경우가 생긴다. 따라서, CM 값을 최소화 하면서, 코드북에서의 랭크 4 프리코딩 행렬의 개수를 증가시키기 위해 프리코딩 행렬의 특정 요소를 0으로 설정할 수 있다. 수학식 22에서 각 안테나 별로 전송되는 신호인 pk1x1+pk2x2+pk3x3+pk4x4에서 pk1, pk2, pk3 및 pk4 중 2개의 값이 0으로 설정이 된다면 안테나 별로 전송되는 신호의 CM은 낮은 값을 유지할 수 있다.Increasing the number of rank 4 precoding matrices in the 4Tx-rank 4 codebook may improve communication performance. As the number of precoding matrices constituting the codebook increases, the precoding matrix closer to the actual channel can be selected. Therefore, the greater the number of precoding matrices, the better the performance. However, since the selection of the precoding matrix in the codebook becomes complicated, it is desirable to include an appropriate number of precoding matrices in the codebook. However, in the case of 4Tx-rank 4, in order to transmit only a signal corresponding to one layer for each antenna, the precoding matrix must be a unit matrix. Therefore, if several rank 4 precoding matrices are used, A signal corresponding to the layer must be transmitted. Thus, while minimizing the CM value, certain elements of the precoding matrix may be set to zero to increase the number of Rank 4 precoding matrices in the codebook. Signal of p k1 x 1 + p k2 x 2 + p k3 x 3 + p k4 x 4 set in the p k1, p k2, p k3 and p are two values 0 of k4 that is transmitted by each antenna in the equation (22) The CM of the signal transmitted per antenna can maintain a low value.

본 발명의 일 실시예에서는, 프리코딩 행렬을 수학식 24의 P9, 수학식 25의 P10, 및 수학식 26의 P11과 같이 설정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the precoding matrix may be set as P 9 in Equation 24, P 10 in Equation 25, and P 11 in Equation 26.

Figure 112009503074305-pat00024
Figure 112009503074305-pat00024

Figure 112009503074305-pat00111
Figure 112009503074305-pat00111

단,

Figure 112009503074305-pat00112
,
Figure 112009503074305-pat00113
,
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only,
Figure 112009503074305-pat00112
,
Figure 112009503074305-pat00113
,
Figure 112009503074305-pat00114

Figure 112009503074305-pat00026
Figure 112009503074305-pat00026

프리코딩 행렬 P9, P10, 및 P11은 1개의 안테나마다 최대 2개의 레이어의 신호를 전송하는 프리코딩 행렬의 한 예이다. 상술한 바와 같이 프리코딩 행렬 P9, P10, 또는 P11에 대하여 행렬 치환(row/column permutation)을 수행함으로써 서로 다른 레이어의 신호가 서로 다른 안테나를 통해 전송되도록 할 수 있다.The precoding matrices P 9 , P 10 , and P 11 are examples of precoding matrices that transmit signals of up to two layers per antenna. As described above, by performing row / column permutation on the precoding matrix P 9 , P 10 , or P 11 , signals of different layers can be transmitted through different antennas.

프리코딩 행렬 P11은 유니터리 행렬이기 때문에, 유니터리 프리코딩 행렬의 이점을 활용할 수 있다.Since the precoding matrix P 11 is a unitary matrix, the advantage of a unitary precoding matrix can be exploited.

4Tx-랭크 4의 프리코딩 행렬(3)The precoding matrix 3 of 4Tx-

4Tx-랭크 4의 경우에, 프리코딩 행렬의 각 행(row)의 요소 중 1개의 요소만을 0으로 설정할 수 있다. 이 방법을 사용하면, 1개의 안테나를 통해 3개의 레이어에 해당하는 신호를 다중화하여 송신할 수 있어서 통신 성능을 향상시킬 수 있다. 다만 이 방법을 사용하면 CM 값은 더 올라가지만, 프리코딩 행렬의 모든 요소(element)가 0이 아닌 값으로 설정되는 경우보다는 더 작은 CM 값을 갖는다. 따라서, 이 방법은, 송신 측에서 최대 전송전력으로 송신하지 않아도 되는 SNR이 좋은 상태에서 유효하게 사용 가능하다. In the case of 4Tx-rank 4, only one element of each row of the precoding matrix can be set to zero. With this method, signals corresponding to three layers can be multiplexed and transmitted through one antenna, thereby improving communication performance. With this method, however, the CM value is increased, but has a smaller CM value than when all the elements of the precoding matrix are set to non-zero values. Therefore, this method can be effectively used in a state where the SNR that is not required to be transmitted at the maximum transmission power on the transmission side is good.

본 발명이 일실시예에서는, 프리코딩 행렬 P은 수학식 27의 P12, 수학식 28의 P13, 수학식 29의 P14, 수학식 30의 P15 같이 표시될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the precoding matrix P may be expressed as P 12 in Equation (27), P 13 in Equation (28), P 14 in Equation (29), P 15 in Equation (30)

Figure 112009503074305-pat00027
Figure 112009503074305-pat00027

Figure 112009503074305-pat00028
Figure 112009503074305-pat00028

Figure 112009503074305-pat00029
Figure 112009503074305-pat00029

Figure 112009503074305-pat00030
Figure 112009503074305-pat00030

수학식 30의 프리코딩 행렬 P15는 유니터리 행렬이기 때문에, 유니터리 프리코딩 행렬의 이점을 활용할 수 있다.Since the precoding matrix P 15 of Equation (30) is a unitary matrix, the advantage of a unitary precoding matrix can be exploited.

상술한 프리코딩 행렬의 특정 열(column)에 상수를 곱하여 생성된 행렬 또는 상술한 프리코딩 행렬에 대해 행렬 치환(row column permutation)을 수행하여 얻은 행렬을 코드북의 일부로 사용할 수 있다.A matrix generated by multiplying a specific column of the precoding matrix by a constant or a matrix obtained by performing row column permutation on the precoding matrix may be used as a part of the codebook.

상술한 모든 프리코딩 행렬의 요소는, 절대값이 1이고 그 위상값이 +0˚, +45˚, +90˚, +135˚, +180˚, -135˚, -90˚, -45˚ 중 어느 하나에 대응되는 복소수로부터 선택되었다. 즉, 프리코딩 행렬의 요소는

Figure 112009503074305-pat00115
로부터 선택되었다. 그러나 이는 예시를 위한 것이고 절대값이 1이고 그 위상값이 서로 다른 복소수들로 구성된 집합으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 프리코딩 행렬의 요소는
Figure 112009503074305-pat00116
, (α는 임의의 상수)로부터 선택될 수도 있다.The elements of all the preceding precoding matrices have absolute values of 1 and their phase values are +0, +45, +90, +135, +180, -135, -90, -45 &Lt; / RTI &gt; That is, the elements of the precoding matrix are
Figure 112009503074305-pat00115
Lt; / RTI &gt; However, this is for illustrative purposes only and can be selected from a set of complex numbers whose absolute values are 1 and whose phase values are different. For example, the elements of the precoding matrix are
Figure 112009503074305-pat00116
, (alpha is an arbitrary constant).

전력 조정(power balancing)Power balancing

한편, 상술한 바와 같은 코드북 설계에 있어서 각 안테나의 전송 전력 조정 및/또는 각 레이어의 전송 전력 조정 역시 중요한 요소일 수 있다. 만일 각 안테나당 전송 전력이 최대한 균일하도록 조정되지 않는 다면, 각 전송 안테나별 성능 차이를 가져올 수 있다. 동일하게 각 전송 레이어당 전력이 최대한 균일하도록 조정되지 않는다면 각 코드워드마다 성능 차이를 가져오게 될 수 있다.Meanwhile, in the codebook design as described above, the transmission power adjustment of each antenna and / or the transmission power adjustment of each layer may be an important factor. If the transmit power per antenna is not adjusted to be as uniform as possible, it may lead to performance differences for each transmit antenna. Likewise, if the power per transmission layer is not adjusted to be as uniform as possible, a performance difference may occur for each codeword.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 프리코딩 행렬에서 각 안테나에 대응하는 모든 요소(프리코딩 행렬의 특정 행의 모든 요소)의 놈(norm)을 이용하여 안테나 전력 조정을 고려하여 프리코딩 행렬을 설계하는 것을 제안한다. 구체적으로 수학식 31과 같이 나타낼 수 있는 프리코딩 행렬을 수학식 32와 같이 안테나 전력 조정을 수행한 형태로 이용하는 것을 제안한다.Therefore, in an embodiment of the present invention, a precoding matrix is designed by considering antenna power adjustment using norms of all elements (all elements of a specific row of a precoding matrix) corresponding to each antenna in a precoding matrix . Specifically, it is proposed to use a precoding matrix, which can be expressed by Equation (31), as an Equation (32) in which antenna power adjustment is performed.

Figure 112009503074305-pat00031
Figure 112009503074305-pat00031

Figure 112009503074305-pat00032
Figure 112009503074305-pat00032

또한, 본 발명의 일 실시형태에서는 각 레이어의 모든 요소(프리코딩 행렬의 특정 열의 모든 요소)의 놈(norm)을 이용하여 레이어 전력 조정을 고려하여 프리코딩 행렬을 설계하는 것을 제안한다. 구체적으로 수학식 33와 같이 나타낼 수 있는 프리코딩 행렬을 수학식 34와 같이 레이어 전력 조정을 수행한 형태로 이용하는 것을 제안한다.Further, in an embodiment of the present invention, it is proposed to design a precoding matrix by considering layer power adjustment using norms of all elements (all elements of a specific column of a precoding matrix) of each layer. Specifically, it is proposed to use a precoding matrix, which can be expressed by Equation (33), in the form of layer power adjustment as shown in Equation (34).

Figure 112009503074305-pat00117
Figure 112009503074305-pat00117

Figure 112009503074305-pat00034
Figure 112009503074305-pat00034

여기서 4Tx-랭크 3 프리코딩 행렬의 경우 행의 개수 및 열의 개수가 랭크 2 프리코딩 행렬과 달리 상술한 안테나 전력 조정과 레이어 전력 조정이 동시에 수행하기에 적절치 않을 수 있음에 주목할 필요가 있다. 다만, 특정한 상황, 예를 들어 전송 시 특정 패턴에 따라 전송에 이용되는 레이어를 변경시키는 레이어 이동(layer shift) 방식을 이용하는 시스템의 경우, 상술한 레이어당 성능 차이가 분산되는 효과가 발생하여 상술한 바와 같은 레이어 전력 조정이 상대적으로 안테나 전력 조정에 비해 중요하지 않을 수도 있다. 따라서 본 발명의 일 실시형태에서는 안테나 전력 조정과 레이어 전력 조정을 동시에 수행할 수 없는 경우 안테나 전력 조정을 우선적으로 수행한 형태의 프리코딩 행렬을 이용하는 것을 제안한다.Note that, in the case of the 4Tx-rank 3 precoding matrix, the number of rows and the number of columns may not be suitable for simultaneously performing the antenna power adjustment and the layer power adjustment described above, unlike the Rank 2 precoding matrix. However, in the case of a system using a layer shift method for changing a layer used for transmission according to a specific situation, for example, a specific pattern upon transmission, the above-described performance difference per layer is dispersed, Layer power adjustment may not be as important as relative antenna power adjustment. Therefore, in an embodiment of the present invention, when the antenna power adjustment and the layer power adjustment can not be simultaneously performed, it is proposed to use a precoding matrix in which antenna power adjustment is preferentially performed.

한편, 상술한 4Tx- 랭크 3 프리코딩 행렬 중 다음 프리코딩 행렬은 각 레이어당 2개의 심볼이 전송됨에 따라 다음과 같이 안테나 전력 제어을 수행할 수 있음을 알 수 있다.In the meantime, it can be seen that antenna power control can be performed as follows by transmitting two symbols per layer in the next precoding matrix of the 4Tx-Rank 3 precoding matrix described above.

Figure 112009503074305-pat00035
Figure 112009503074305-pat00035

유사하게 상술한 4Tx- 랭크 3 프리코딩 행렬 중 다음 프리코딩 행렬은 하나의 안테나당 하나의 심볼만이 전송되기 때문에 레이어 전력 조정이 다음과 같이 수행될 수 있음을 알 수 있다.Similarly, since the next precoding matrix among the 4Tx-Rank 3 precoding matrices described above transmits only one symbol per one antenna, it can be seen that the layer power adjustment can be performed as follows.

Figure 112009503074305-pat00036
Figure 112009503074305-pat00036

한편 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 안테나 전력 조정과 레이어 전력 조정을 동시에 수행하는 측면에서 다음과 같은 4Tx-랭크 3 프리코딩 행렬이 다음과 같은 프리코딩 행렬을 포함하는 것을 제안한다.In another aspect of the present invention, it is proposed that the following 4Tx-rank 3 precoding matrix includes the following precoding matrix in terms of simultaneously performing antenna power adjustment and layer power adjustment.

Figure 112009503074305-pat00037
Figure 112009503074305-pat00037

즉, 4Tx-랭크 3 프리코딩 행렬로서 특정한 하나의 안테나로는 신호가 전송되지 않도록 설정된 프리코딩 행렬을 이용하는 방식이다.That is, a 4Tx-rank 3 precoding matrix is used in which a precoding matrix is set such that no signal is transmitted to a specific antenna.

한편, 4Tx-랭크 4 프리코딩 행렬에 대해 레이어 전력 조정을 수행한 형태의 프리코딩 행렬의 일례를 다음과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, an example of a precoding matrix in which layer power adjustment is performed on a 4Tx-rank 4 precoding matrix can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00038
Figure 112009503074305-pat00038

＜코드북 프루닝(codebook pruning)＞<Codebook pruning>

4Tx 시스템에서는 상술한 랭크 1, 랭크 2, 랭크 3, 랭크 4에 해당하는 프리코딩 행렬을 송/수신 측에서 사용하는 코드북의 요소로 사용할 수 있다. 그러나, 상술한 모든 프리코딩 행렬을 사용하면 코드북이 너무 커지기 때문에, 성능을 어느 정도 유지하면서 프리코딩 행렬의 개수를 줄일 필요가 있다. 이하, 프리코딩 행렬의 개수를 줄이는 실시예들에 대하여 설명한다. 후술하는 프리코딩 행렬을 제약하는 방법은 개별적으로 또는 함께 사용될 수 있다.In the 4Tx system, the precoding matrix corresponding to rank 1, rank 2, rank 3, and rank 4 described above can be used as an element of a codebook used in the transmitting / receiving side. However, using all of the precoding matrices described above requires that the number of precoding matrices be reduced while maintaining a certain degree of performance, since the codebook is too large. Embodiments for reducing the number of precoding matrices will be described below. Methods for constraining the precoding matrix described below may be used individually or together.

코드북 요소 알파벳 제한Codebook Elements Alphabetical Limitations

상술한 모든 프리코딩 행렬의 요소는, 절대값이 1이고 그 위상값이 +0˚, +45˚, +90˚, +135˚, +180˚, -135˚, -90˚, -45˚ 중 어느 하나에 대응되는 복소수로부터 선택되었다.The elements of all the preceding precoding matrices have absolute values of 1 and their phase values are +0, +45, +90, +135, +180, -135, -90, -45 &Lt; / RTI &gt;

본 발명의 일 실시예에서는, 프리코딩 행렬의 개수를 줄이기 위해 행렬의 요소가 절대값이 1이며 그 위상값이 +0˚, +90˚, +180˚, -90˚ 중 어느 하나에 대응되는 복소수로부터 선택될 수 있다. 즉, 프리코딩 행렬의 요소는 {1, j, -1, -j}로부터 선택될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in order to reduce the number of precoding matrices, an element of the matrix has an absolute value of 1 and its phase value corresponds to one of + 0 °, + 90 °, + 180 °, and -90 ° Can be selected from a complex number. That is, the elements of the precoding matrix may be selected from {1, j , -1, - j }.

또는 45˚도 각도로 떨어진 8개의 알파벳 중에서 임의로 N개로 이루어지는 서브셋으로부터 추출하여 사용할 수 있다.Or from a subset consisting of arbitrarily N of the eight alphabets separated by 45 degrees.

유니터리 프리코딩 행렬로 제한Limited to unitary precoding matrices

프리코딩 행렬내의 각각의 열 벡터(column vector)들이 서로 직교성을 갖는 경우에는, 그 프리코딩 행렬은 유니터리 행렬 또는 부분적 유니터리 행렬(partially unitary matrix)가 된다. 프리코딩 행렬이 이러한 특징을 가지는 경우 추가적인 이득을 얻을 수 있다.If each column vector in the precoding matrix has orthogonality with respect to each other, the precoding matrix becomes a unitary matrix or a partially unitary matrix. Additional benefits can be obtained if the precoding matrix has this feature.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는, 상술한 모든 프리코딩 행렬 중 유니터리 행렬 또는 부분적 유니터리 행렬만을 모아서 코드북을 형성할 수 있다.Therefore, in an embodiment of the present invention, a codebook may be formed by collecting only a unitary matrix or a partial unitary matrix among all the precoding matrices described above.

한가지 예로써 수학식 39에 나열된 프리코딩 행렬과, 수학식 40에 나열된 프리코딩 행렬들에 대하여 행렬 치환(row/column permutation)을 수행하여 얻을 수 있는 행렬들을 임의로 조합함으로써 코드북을 생성할 수 있다.As an example, a codebook can be generated by arbitrarily combining matrices obtained by performing row / column permutation on the precoding matrixes listed in Equation (39) and the precoding matrices listed in Equation (40).

Figure 112009503074305-pat00039
Figure 112009503074305-pat00039

단,

Figure 112009503074305-pat00118
only,
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네스티드 구조(nested structure)로 제한Restricted to nested structures

랭크 1, 랭크 2, 랭크 3, 랭크 4의 프리코딩 행렬을 구성을 할 때, 랭크 4의 프리코딩 행렬의 열 벡터(column vector)를 가지고 랭크 2 또는 랭크 3의 프리코딩 행렬을 구성할 수 있을 때, 네스티드 구조(Nested Structure)로 이루어진 프리코딩 행렬이라고 한다. 특정한 랭크 4 프리코딩 행렬을 프리코딩 코드북의 일부로 사용을 할 때에는, 그 랭크 4 프리코딩 행렬의 열 벡터(column vector)들을 가지고 랭크 3 프리코딩 행렬을 구성할 수 있어야 하므로, 프리코딩 행렬의 구성에 제약이 생긴다. 따라서, 이 기준에 의해 코드북 크기를 제한할 수 있다.When constructing the precoding matrix of rank 1, rank 2, rank 3, rank 4, it is possible to construct a precoding matrix of rank 2 or rank 3 with a column vector of the precoding matrix of rank 4 , It is called a precoding matrix composed of a nested structure. When a specific Rank 4 precoding matrix is used as a part of the precoding codebook, it is necessary to be able to construct a Rank 3 precoding matrix with the column vectors of the Rank 4 precoding matrix. Therefore, in the configuration of the precoding matrix There is a constraint. Therefore, the codebook size can be limited by this criterion.

본 발명의 일 실시예에서는, 랭크 1, 랭크 2, 랭크 3, 랭크 4의 프리코딩 행렬이 네스티드 구조를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the precoding matrix of rank 1, rank 2, rank 3, rank 4 may have a nested structure.

예를 들어, 수학식 40에 나열된 프리코딩 행렬에 대해 행렬 치환(row/column permutation)을 수행하여 얻을 수 있는 행렬들의 조합을 가지고 코드북을 구성할 수 있다.For example, a codebook can be constructed with a combination of matrices obtained by performing row / column permutation on the precoding matrix shown in Equation (40).

Figure 112009503074305-pat00040
Figure 112009503074305-pat00040

단,

Figure 112009503074305-pat00119
only,
Figure 112009503074305-pat00119

상술한 수학식들에 표현된 행렬 외에 다른 많은 형태의 적용 가능한 행렬이 존재할 수 있다. 이 행렬들은 상술한 행렬들에 대하여 행 퍼뮤테이션(row permutation) 및/또는 열 퍼뮤테이션(column permutation)을 수행하여 얻을 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 본 발명에서, 프리코딩 행렬에 0의 값을 갖는 요소들이 존재하기 때문에, 어떤 안테나는 특정 입력 스트림에게는 매핑되지 않을 수 있다. 이를 안테나 선택 기능으로 파악할 수도 있다.There can be many other types of applicable matrices besides the matrices expressed in the above equations. It can be easily understood that these matrices can be obtained by performing row permutation and / or column permutation on the above-described matrices. In the present invention, since there are elements having a value of 0 in the precoding matrix, some antennas may not be mapped to a specific input stream. This can be seen as an antenna selection function.

Ⅱ. 코드북의 구체적 형태Ⅱ. The concrete form of codebook

이하에서는 상술한 코드북 설계 원칙을 만족하도록 코드북을 설계하되, 코달 거리를 고려하여 좀더 구체적으로 코드북 내 각 랭크당 프리코딩 행렬을 결정하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of designing a codebook so as to satisfy the above-described codebook designing principle, and more precisely determining a precoding matrix for each rank in a codebook considering the coded distance will be described.

도 9는 코달 거리의 개념을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining the concept of the coded distance.

코달 거리(chordal distance)는 다양한 코드북 세트의 성능을 비교하는 기준 중 하나로서 잘 알려져 있다. 여기서 "코달(chordal)" 원주에 위치하는 2개 지점 사이의 직선을 나타낸다. 따라서, 2차원의 경우를 가정하면 코달 거리는 도 9에 도시된 바와 같이 (단위) 원의 원주 상의 2 지점 사이의 거리를 나타낸다.The chordal distance is well known as one of the criteria for comparing the performance of various codebook sets. Here we show a straight line between two points located in the "chordal" circumference. Thus, assuming a two-dimensional case, the cortical distance represents the distance between two points on the circumference of a circle (unit) as shown in Fig.

4Tx 코드북의 경우, 4차원의 코달 거리를 고려해야 하기 때문에 다음과 같은 수학식이 코드북 세트를 선택하기 위한 코달 거리로서 이용될 수 있다.In the case of the 4Tx codebook, since the four-dimensional coded distance must be considered, the following equation can be used as the coded distance for selecting the codebook set.

Figure 112009503074305-pat00041
Figure 112009503074305-pat00041

상기 수학식 41에서 ,In Equation 41,

Figure 112009503074305-pat00120
,
Figure 112009503074305-pat00121
(여기서, v i , u i ( i = 1,2,…N , 4Tx 안테나의 경우 N =4)는 행렬 P, Q의 기본 벡터(Principle Vector)이다. 그리고,
Figure 112009503074305-pat00122
는 행렬의 프로베니어스 놈(Frobenius norm)이다. 상술한 코달 거리는 다음과 같은 수학식을 이용하여서도 측정될 수 있다.
Figure 112009503074305-pat00120
,
Figure 112009503074305-pat00121
(Where a, v i, u i (i = 1,2, ... N, the case of 4Tx antennas N = 4) is the matrix P, the basic vector (Vector Principle) of Q. And,
Figure 112009503074305-pat00122
Is the Frobenius norm of the procession. The above coded distance can also be measured using the following equation.

Figure 112009503074305-pat00042
Figure 112009503074305-pat00042

상술한 코달 거리 개념을 이용하여 이하에서는 4개 전송 안테나를 이용하는 시스템(4Tx 시스템)에 대해 상술한 코드북 설계를 좀더 구체화해 보도록 한다. 이하의 설명에서는 설명을 간편하게 하기 위해 전력 조정과 관련된 계수를 생략하고 표현하기로 한다.Using the coded distance concept described above, the codebook design described above for a system using 4 transmit antennas (4Tx system) will be described in more detail. In the following description, the coefficients related to the power adjustment will be omitted for the sake of simplicity.

랭크 2Rank 2

먼저, 4Tx 랭크 2 시스템에 대해 CM 성능을 양호하게 유지시키는 다음과 같은 3개 그룹의 코드북을 가정한다.First, assume the following three groups of codebooks that maintain good CM performance for the 4Tx Rank 2 system:

Figure 112009503074305-pat00043
Figure 112009503074305-pat00043

상술한 바와 같은 형태를 만족하는 프리코딩 행렬의 개수는 상당히 많을 수 있으나, 이를 합리적인 기준에 따라 소정 개수의 프리코딩 행렬만을 포함하는 코드북으로 설계하는 것이 바람직하다. 이하에서는 다음과 같은 기준을 이용하여 각 랭크당 프리코딩 행렬의 개수를 소정 개수 이하로 제한하는 것을 제안한다.Although the number of precoding matrices satisfying the above-described form may be considerably large, it is preferable to design the codebook as a codebook including only a predetermined number of precoding matrices according to a reasonable criterion. Hereinafter, it is proposed to limit the number of precoding matrices per rank to a predetermined number or less by using the following criteria.

기준 1: 코달 거리Criterion 1: Codal distance

기준 2: 각 그룹으로부터 균일하게 선택되는지 여부 (만일 코드북 내 프리코딩 행렬/벡터의 개수가 그룹의 개수로 나누어지지 않는 경우, 상기 기준 1을 고려하여 최대한 균등하게 선택)Criterion 2: Whether the selection is uniformly selected from each group (if the number of precoding matrices / vectors in the codebook is not divided by the number of groups, the maximum likelihood is selected considering the criterion 1)

이와 같은 기준은 이하에서 설명할 랭크 3 및 랭크 4의 경우에도 동일하게 적용하는 것을 제안한다.Such a criterion is also applied to the case of rank 3 and rank 4, which will be described below.

구체적으로 본 발명의 일 실시형태에서는 상기 기준 1을 이용하여 특정 랭크에 대한 코드북으로부터 프리코딩 행렬 세트를 선택하는 것을 제안한다. 1단계로 서, 하나의 코드북 내에서 모든 프리코딩 행렬 쌍에 대해 상기 수학식 42을 이용하여 코달 거리를 계산한다. 예를 들어, 4개의 코드북 세트가 있는 경우, 4개의 최소 코달 거리 값은 다음과 같이 계산될 수 있다.Specifically, in one embodiment of the present invention, it is proposed to use the criterion 1 to select a precoding matrix set from a codebook for a specific rank. As a first step, the coded distance is calculated using Equation (42) for all pairs of precoding matrices in one codebook. For example, if there are four sets of codebooks, then the four minimum covariance distance values can be calculated as follows.

Figure 112009503074305-pat00123
,
Figure 112009503074305-pat00124
,
Figure 112009503074305-pat00125
및
Figure 112009503074305-pat00126
Figure 112009503074305-pat00123
,
Figure 112009503074305-pat00124
,
Figure 112009503074305-pat00125
And
Figure 112009503074305-pat00126

이러한 경우

Figure 112009503074305-pat00127
(i는 코드북 세트 번호)값이 클수록 시스템 성능이 향상되기 때문에 첫번째 그리고 네번째 코드북이 다음 선택 단계로 진행되는 것이 바람직하다.In this case
Figure 112009503074305-pat00127
(i is a codebook set number), the first and fourth codebooks preferably go to the next selection stage because system performance is improved.

2단계로서, 다양한 무선 채널 환경을 지원하기 위해 각 그룹당 최대한 균등하게 프리코딩 행렬을 선택하는 것을 제안한다. 예를 들어, 3개의 코드북 그룹이 있고, 랭크 2 코드북으로서 16개의 프리코딩 행렬이 필요한 경우, 5개의 프리코딩 행렬이 2개 그룹으로부터 선택되고, 6개의 프리코딩 행렬이 나머지 하나의 그룹으로부터 선택되는 것을 제안한다. 예를 들어 처음 2개의 그룹으로부터 5개의 프리코딩 행렬이 선택되고, 마지막 1개 그룹으로부터 6개 프리코딩 행렬이 선택되는 것을 제안한다. 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같이 각 프리코딩 행렬의 요소 값(alphabet)을 제한하는 것을 고려할 수 있다(예를 들어, X = 1, j, -1, -j)로 제한). 다음은 상술한 바와 같은 과정에 따라 구성될 수 있는 4Tx 랭크 2에 대한 코드북의 예들이다.As a second step, it is proposed to select a precoding matrix as evenly as possible per each group to support various radio channel environments. For example, if there are three codebook groups and 16 precoding matrices are needed as rank two codebooks, then five precoding matrices are selected from the two groups and six precoding matrices are selected from the remaining one group Lt; / RTI &gt; For example, five precoding matrices are selected from the first two groups and six precoding matrices are selected from the last one group. In an embodiment of the present invention, it is possible to consider limiting the element values (alphabet) of each precoding matrix as described above (for example, limited to X = 1, j, -1, -j). The following are examples of codebooks for 4Tx rank 2 that can be constructed according to the procedure described above.

Figure 112009503074305-pat00044
Figure 112009503074305-pat00044

Figure 112009503074305-pat00045
Figure 112009503074305-pat00045

Figure 112009503074305-pat00046
Figure 112009503074305-pat00046

Figure 112009503074305-pat00047
Figure 112009503074305-pat00047

상기 표 1을 통해 나타낸 코드북들은 모두 일례를 나타낸 것이며, 행 치환 및/또는 열 치환이 모든 또는 일부 프리코딩 행렬에 적용될 수도 있다.The codebooks shown in Table 1 are all examples, and row substitution and / or column substitution may be applied to all or some precoding matrices.

만일 4Tx 랭크 2 코드북이 15개의 프리코딩 행렬을 포함하는 경우, 각 프리코딩 행렬 그룹 중 가장 많은 프리코딩 행렬이 선택된 그룹으로부터 1개 프리코딩 행렬을 제거하여 구성할 수 있다. 다음은 상술한 방식으로 구성되는 4Tx 랭크 2 코드북의 예들을 나타낸다.If the 4Tx rank 2 codebook includes 15 precoding matrices, the most precoding matrix among the precoding matrix groups may be configured by removing one precoding matrix from the selected group. The following shows examples of 4Tx Rank 2 codebooks constructed in the manner described above.

Figure 112009503074305-pat00048
Figure 112009503074305-pat00048

Figure 112009503074305-pat00049
Figure 112009503074305-pat00049

Figure 112009503074305-pat00050
Figure 112009503074305-pat00050

Figure 112009503074305-pat00051
Figure 112009503074305-pat00051

상기 표 2에 나타낸 코드북 역시 예시적인 것으로서 각 프리코딩 행렬 전체 또는 일부에 행 치환 및/또는 열 치환이 행해질 수 있다.The codebook shown in Table 2 is also an example, and row substitution and / or column substitution can be performed on all or part of each precoding matrix.

랭크 3 - 제 1 실시형태Rank 3 - First Embodiment

CM특성을 양호하게 유지시키는 4Tx 랭크 3 코드북 설계를 위해 다음과 같이 3개의 프리코딩 행렬 그룹을 가정한다. 이하에서도 역시 전력 조정 관련 계수는 생략하고 표현한다.For a 4Tx Rank 3 codebook design that keeps the CM characteristics well, we assume three precoding matrix groups as follows. Hereinafter, the power adjustment related coefficients are omitted and expressed.

Figure 112009503074305-pat00052
Figure 112009503074305-pat00052

랭크 3의 경우 역시 랭크 2와 마찬가지로 상술한 기준 1 및 기준 2에 따라 코드북을 구성하는 것을 제안한다. 구체적으로 상기 수학식 42를 이용하여 코드북 내 가능한 모든 프리코딩 행렬 조합에 대해 코달 거리를 산정한 후, 최대 코달 거리를 가지는 최소 개수의 세트를 선택할 수 있다. 또한, 각 그룹(Group 1, 2, 3)으로부터 프리코딩 행렬이 최대한 균등하게 선택하는 것을 제안한다. 만일 각 그룹 내 프리코딩 행렬 성분으로 표현된 알파벳을 (1, j, -1, -j)로 제한한다면, 최소 코달 거리 d c , = 0.707를 만족하는 다음과 같은 코드북을 획득할 수 있다.In the case of rank 3, it is also proposed to construct a codebook according to criteria 1 and criterion 2 as in Rank 2. Specifically, the coder distance may be calculated for all possible combinations of precoding matrices in the codebook using Equation (42), and then the minimum number of sets having the maximum coder distance may be selected. Also, it is proposed that the precoding matrix be selected from groups (Groups 1, 2, 3) as evenly as possible. If the alphabet represented by the precoding matrix component in each group is limited to (1, j, -1, -j), the following codebook satisfying the minimum covariance distance d c , = 0.707 can be obtained.

Figure 112009503074305-pat00053
Figure 112009503074305-pat00053

Figure 112009503074305-pat00054
Figure 112009503074305-pat00054

Figure 112009503074305-pat00055
Figure 112009503074305-pat00055

상기 표 3에 나타낸 코드북들 역시 일부 또는 전체 프리코딩 행렬에 행 치환 및/또는 열 치환이 수행될 수 있다.The codebooks shown in Table 3 may also be subjected to row substitution and / or column permutation in part or all of the precoding matrix.

만일 랭크 3 코드북에 15개의 프리코딩 행렬만이 포함되는 경우, 상기 표 3의 코드북에서 각 그룹 중 가장 많은 프리코딩 행렬이 선택된 그룹의 프리코딩 행렬 하나를 제거하여 다음과 같이 구성할 수 있다.If only the 15 precoding matrices are included in the rank 3 codebook, the precoding matrix having the largest number of precoding matrices among the groups in the codebook of Table 3 may be removed as shown in the following table.

Figure 112009503074305-pat00056
Figure 112009503074305-pat00056

Figure 112009503074305-pat00057
Figure 112009503074305-pat00057

Figure 112009503074305-pat00058
Figure 112009503074305-pat00058

상기 표 4 역시 전체 또는 일부 프리코딩 행렬에 행 치환 및/또는 열 치환이 수행될 수 있다.Table 4 also shows that row substitution and / or column permutation may be performed on all or part of the precoding matrix.

랭크 3- 제 2 실시형태Rank 3 - Second Embodiment

본 실시형태에서는 CM 특성을 양호하게 유지하는 프리코딩 행렬 그룹 6개를 이용하여 코드북을 구성하는 방법을 설명한다. CM 특성을 양호하게 유지하는 6개의 4Tx- 랭크 3 프리코딩 행렬 그룹은 다음과 같이 나타낼 수 있다.In the present embodiment, a method of constructing a codebook using six precoding matrix groups that maintain good CM characteristics will be described. The six 4Tx-rank 3 precoding matrix groups that keep the CM property good can be represented as follows.

Figure 112009503074305-pat00128
Figure 112009503074305-pat00128

상기 수학식 45에 나타낸 6개의 그룹으로부터 24개의 프리코딩 행렬을 포함하는 랭크 3 코드북의 일례는 다음과 같다. 다음 예는 복잡도를 줄이기 위해 프리 코딩 행렬 성분으로 표현된 알파벳이 1, j, -1, -j만으로 제한된 경우에 해당한다.An example of a Rank 3 codebook that includes 24 precoding matrices from the six groups shown in Equation (45) is as follows. The following example corresponds to the case where the alphabet represented by the precoding matrix component is limited to 1, j, -1, and -j in order to reduce the complexity.

Figure 112009503074305-pat00060
Figure 112009503074305-pat00060

다른 예로서 상기 수학식 45에 나타낸 그룹 중 그룹 1에 열 치환을 적용하여 생성 가능한 그룹 4를 제외하고 이용하는 방법을 제안한다. 일반적으로 3개의 열 벡터가 [c1, c2, c3]로 표현되는 경우 [ c1, c3, c2 ], [ c2, c1, c3 ], [ c2, c3, c1 ], [ c3, c2, c1 ], [ c3, c1, c2 ]와 같은 6개의 열 치환 행렬의 생성이 가능하다.As another example, a method of using group 4, which can be generated by applying column substitution to group 1 of the group shown in Equation 45, is used. C3, c2], [c2, c1, c3], [c2, c3, c1], [c3, c2, c1], and [c2, c2, c3] it is possible to generate six column substitution matrices such as [c3, c1, c2].

상술한 바와 같이 특정 벡터 치환 행렬을 사용하는 않는 동기는 인코딩된 시퀀스는 프리코딩 행렬의 특정 열 벡터(또는 특정 레이어)에 맵핑되기 때문이다. 상술한 프리코딩 행렬의 그룹에서 2개의 독립적으로 인코딩된 코드워드가 아래와 같이 상이한 레이어들에 맵핑되는 것을 가정한다.As noted above, the synchronization without using a particular vector permutation matrix is because the encoded sequence is mapped to a particular column vector (or a specific layer) of the precoding matrix. It is assumed that in the group of precoding matrices described above, two independently encoded codewords are mapped to different layers as follows.

(1) 첫번째 코드워드는 첫번째 레이어에 맵핑됨,(1) the first codeword is mapped to the first layer,

(2) 2번째 코드워드는 2번째 및 3번째 레이어에 균등하게 분산되어 맵핑됨.(2) The second code word is evenly distributed and mapped to the second and third layers.

이와 같은 코드워드-레이어 맵핑을 가정할 경우, 특정 열 치환은 서로 다른 코드워드들 사이에 평균 SINR 차이를 가져오지 않게 된다. 예를 들어, 열 벡터 [c1, c2, c3]가 [c1, c3, c2]로 치환된 것은 2번째 코드워드에 대한 레이어만이 스와핑(swapping)됨을 알 수 있다. 이와 같이 동일한 2번째 코드워드가 균등하게 분산되어 맵핑되는 2개의 레이어 사이의 스와핑은 성능 변화를 가져오지 않기 때문에 코드북에 상술한 바와 같은 열벡터 치환 프리코딩 행렬을 별도로 포함시킬 필요는 없다. 따라서, 상술한 바와 같은 논리로 2번째와 3번째 열벡터만을 치환하여 생성되는 그룹을 제외하고 다음과 같은 프리코딩 행렬 그룹만을 고려하는 것을 제안한다.Assuming such codeword-layer mappings, certain column permutations will not result in an average SINR difference between different codewords. For example, when the column vectors [c1, c2, c3] are replaced with [c1, c3, c2], it can be seen that only the layer for the second code word is swapped. Since swapping between two layers in which the same second codeword is uniformly distributed and mapped does not lead to a performance change, it is not necessary to separately include a column vector replacement precoding matrix as described above in the codebook. Therefore, it is proposed to consider only the following precoding matrix group except for the group generated by replacing the second and third column vectors with the above logic.

Figure 112009503074305-pat00129
Figure 112009503074305-pat00129

다음의 코드북들은 상기 프리코딩 행렬 그룹 내 알파벳을 1, j, -1, -j로 제한하고, 20개의 프리코딩 행렬을 포함하는 4Tx 랭크 3 코드북의 예들을 나타낸 것이다.The following codebooks illustrate examples of a 4Tx rank 3 codebook that includes 20 precoding matrices, limiting the alphabets in the precoding matrix group to 1, j, -1, -j.

Figure 112009503074305-pat00130
Figure 112009503074305-pat00130

한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 높은 랭크에서 최적의 성능을 획득하기 위해 필요한 프리코딩 행렬의 개수가 낮은 랭크에서 최적의 성능을 획득하기 위해 필요한 프리코딩 행렬의 개수보다 작기 때문에, 랭크 3 코드북이 24개 미만의 프리코딩 행렬을 포함하도록 제한할 수 있다. 이때 상기 기준 2를 이용하여 6개의 프리코딩 행렬 그룹으로부터 다음과 같이 균등하게 프리코딩 행렬을 선택하여 구성할 수 있다.On the other hand, in another embodiment of the present invention, since the number of precoding matrices necessary for obtaining the optimum performance in the high rank is smaller than the number of precoding matrices necessary for obtaining the optimum performance in the low rank, Can be limited to include fewer than 24 precoding matrices. In this case, the precoding matrix may be uniformly selected from the six precoding matrix groups using the criterion 2 as follows.

Figure 112009503074305-pat00064
Figure 112009503074305-pat00064

상기 표 7은 단순히 e- jθ 를 특정 열 벡터에 곱하거나, 프리코딩 행렬 내 열 치환이 성능 향상에 영향을 주지 않기 때문에 코드북 내 프리코딩 행렬의 개수를 12개로 제한한 예를 나타내고 있다. 한편, 본 발명의 일 실시형태에서는 안테나 선택 이득을 획득하기 위해 안테나 치환이 수행될 수 있다. 이는 상술한 코드북 내 프리코딩 행렬의 행 치환을 통해 구현할 수도 있다.Table 7 shows an example in which the number of precoding matrices in the codebook is limited to 12 because e - j? Simply multiplies a certain column vector or column substitution in the precoding matrix does not affect the performance improvement. On the other hand, in an embodiment of the present invention, antenna substitution can be performed to obtain antenna selection gain. This may be implemented by row replacement of the precoding matrix in the codebook described above.

랭크 3- 제 3 실시형태Rank 3 - Third Embodiment

본 실시형태에서는 CM 성능을 양호하게 유지하는 프리코딩 행렬로서 다음과 같은 6개의 프리코딩 행렬 그룹을 고려하는 것을 가정한다.In the present embodiment, it is assumed that the following six precoding matrix groups are considered as precoding matrices that maintain good CM performance.

Figure 112009503074305-pat00065
Figure 112009503074305-pat00065

상기 수학식 47에서 그룹 1을 살펴보면, 상술한 바와 같은 코드워드-레이어 맵핑 관계를 고려하여 [ c1, c3, c2 ], [ c2, c1, c3 ], [ c2, c3, c1 ], [ c3, c2, c1 ], [ c3, c1, c2 ]로부터 3개의 치환 행렬을 선택한 것을 할 수 있다. 그룹 4의 경우 하나의 구성 프리코딩 행렬이 제외되어 있는 것을 볼 수 있다. 이는 이미 그룹 1에 포함되어 있기 때문이다. 본 실시형태는 특히 레이어 이동 동작이 이루어지지 않는 경우에 활용하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 열 치환이 이루어진 프리코딩 행렬 세트를 포함하는 코드북을 이용함으로써 레이어 이동을 구현할 수 있다. 이에 따라 정보 시퀀스는 모든 레이어에 맵핑될 수 있으며, 따라서 레이어간 존재하는 SINR 차이가 평준화될 수 있다.C3, c2], [c2, c1, c3], [c2, c3, c1], and [c3, c3, c3] c2, c1], [c3, c1, c2]. In the case of group 4, one constituent precoding matrix is excluded. This is because it is already included in Group 1. This embodiment is preferably used when the layer moving operation is not performed. In the present embodiment, layer shifting can be realized by using a codebook including a set of precoding matrices with column substitution. Accordingly, the information sequence can be mapped to all layers, so that the SINR difference existing between the layers can be leveled.

본 실시형태에서도 상기 기준 1 및 기준 2를 이용하여 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다.Also in this embodiment, the precoding matrix can be selected using the criterion 1 and criterion 2.

랭크 3- 제 4 실시형태Rank 3 - Fourth Embodiment

본 실시형태에서 CM 특성을 양호하게 유지하는 프리코딩 행렬 그룹으로서 다음과 같은 3개 그룹을 고려한다.In the present embodiment, the following three groups are considered as precoding matrix groups that maintain good CM characteristics.

Figure 112009503074305-pat00066
Figure 112009503074305-pat00066

상기 수학식 48에 나타낸 프리코딩 행렬 그룹 중 마지막 벡터들

Figure 112009503074305-pat00131
은 DFT 기반 프리코딩 벡터/행렬 또는 하우스 홀드(House Hold) 등에 기반한 프리코딩 벡터/행렬과 같은 상이한 프리코딩 행렬일 수 있다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템(release 8 시스템)의 랭크 1 코드북이 그 예일 수 있다. 바람직하게,
Figure 112009503074305-pat00132
의 직교성/부분 유니터리 특성을 유지하기 위해, 행렬
Figure 112009503074305-pat00133
및
Figure 112009503074305-pat00134
는 유니터리 특성을 만족하여야 한다. 유사하게, 행렬
Figure 112009503074305-pat00135
의 행렬
Figure 112009503074305-pat00136
및
Figure 112009503074305-pat00137
, 그리고
Figure 112009503074305-pat00138
의 행렬
Figure 112009503074305-pat00139
및
Figure 112009503074305-pat00140
는 유니터리 특성을 만족하여야 한다. 이는 파라미터들이 다음과 같은 관계를 만족하여야 함을 의미한다.The final vectors of the precoding matrix group shown in Equation (48)
Figure 112009503074305-pat00131
May be a different precoding matrix, such as a DFT-based precoding vector / matrix or a precoding vector / matrix based on House Hold. For example, a rank 1 codebook of a 3GPP LTE system (release 8 system) may be an example. Preferably,
Figure 112009503074305-pat00132
In order to maintain the orthogonality / partial unitary properties of the matrix,
Figure 112009503074305-pat00133
And
Figure 112009503074305-pat00134
Should satisfy the unitary characteristics. Similarly,
Figure 112009503074305-pat00135
The matrix of
Figure 112009503074305-pat00136
And
Figure 112009503074305-pat00137
, And
Figure 112009503074305-pat00138
The matrix of
Figure 112009503074305-pat00139
And
Figure 112009503074305-pat00140
Should satisfy the unitary characteristics. This means that the parameters should satisfy the following relationship.

Figure 112009503074305-pat00141
Figure 112009503074305-pat00141

여기서, 특정 프리코딩 행렬의 열 벡터에 일정한 복소 상수를 곱하여도 동일한 프리코딩 행렬을 나타내는 것으로 볼 수 있기 때문에 a, a' , a'' 는 1로 가정한다.Here, a, a 'and a' 'are assumed to be 1 since the same precoding matrix can be seen by multiplying a column vector of a specific precoding matrix by a constant complex constant.

바람직하게 본 실시형태는 레이어 치환이 동작하는 경우에 유용할 수 있다. 레이어 치환 동작은 특정 정보 시퀀스가 모든 레이어에 순환적으로 맵핑되어 전송되도록 설정함으로써 레이어에 따른 SINR 성능 차이를 균일화하는 것을 말한다. 만일 서로 다른 레이어들에 대해 동일한 전력이 이용되는 경우, 0을 성분으로 포함하지 않는 마지막 열에 대응하는 마지막 레이어의 데이터 시퀀스가 가장 높은 전력(프리코딩 출력 신호 관점에서)을 가지게 된다.Preferably, this embodiment may be useful when the layer replacement operation is performed. In the layer replacement operation, a specific information sequence is cyclically mapped to all layers and is transmitted so that the SINR performance difference according to the layer is equalized. If the same power is used for different layers, the data sequence of the last layer corresponding to the last column that does not contain 0 as a component has the highest power (in terms of precoding output signal).

랭크 3- 제 5 실시형태Rank 3- Fifth Embodiment

본 실시형태에서는 CM 성능을 양호하게 유지하는 프리코딩 행렬 그룹으로서 다음과 같은 그룹을 가정한다.In the present embodiment, the following group is assumed as a precoding matrix group that maintains good CM performance.

Figure 112009503074305-pat00067
Figure 112009503074305-pat00067

상기 수학식 50에 나타낸 프리코딩 행렬 그룹은 상기 제 4 실시형태로부터 행 또는 열 치환이 이루어진 버전의 프리코딩 행렬로 구성된다. 수학식 50의 프리코딩 행렬 그룹에서 열벡터

Figure 112009503074305-pat00142
는 DFT 기반 프리코딩 벡터/행렬 또는 하우스 홀드(House Hold) 등에 기반한 프리코딩 벡터/행렬과 같은 상이한 프리코딩 행렬일 수 있다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템(release 8 시스템)의 랭크 1 코드북이 그 예일 수 있다.The precoding matrix group shown in Equation (50) consists of a version of a precoding matrix with row or column permutation from the fourth embodiment. In the precoding matrix group of equation (50), column vectors
Figure 112009503074305-pat00142
May be a different precoding matrix, such as a DFT-based precoding vector / matrix or a precoding vector / matrix based on house hold. For example, a rank 1 codebook of a 3GPP LTE system (release 8 system) may be an example.

상기 제 4 실시형태에서와 유사하게 프리코딩 행렬 벡터는 서로 직교하고, 프리코딩 행렬 그룹의 모든 열벡터의 첫번째 0이 아닌 요소가 1인 것이 바람직하다.Similarly to the fourth embodiment, the precoding matrix vectors are preferably orthogonal to each other, and the first non-zero element of all the column vectors of the precoding matrix group is preferably one.

본 실시형태에 따른 코드북은 상기 제 4 실시형태의 프리코딩 행렬에 열 치환이 이루어진 프리코딩 행렬을 포함한다. 상술한 바와 같이 열벡터 [c1, c2, c3] 를 가지는 프리코딩 행렬은 [ c1, c3, c2 ], [ c2, c1, c3 ], [ c2, c3, c1 ], [ c3, c2, c1 ], [ c3, c1, c2 ]와 같은 5개의 열 치환 프리코딩 행렬을 포함하여 6개 프리코딩 행렬을 가질 수 있다.The codebook according to the present embodiment includes a precoding matrix with column permutation in the precoding matrix of the fourth embodiment. C1, c2, c3], [c2, c3, c1], [c3, c2, c1] , [c3, c1, c2], and so on.

특정 열 치환 프리코딩 행렬을 포함하지 않는 이유는 상술한 바와 같이 제 1 코드워드가 제 1 레이어가 맵핑되고, 제 2 코드워드가 제 2 레이어와 제 3 레이어에 분배되어 맵핑되는 시스템에서 프리코딩 행렬의 2번째 열과 3번째 열의 치환은 성능 차이를 가져오지 않게 때문이다.The reason for not including a particular column permutation precoding matrix is that in the system where the first codeword is mapped to the first layer and the second codeword is distributed and mapped to the second and third layers as described above, Since the substitution of the second and third columns of the matrix does not cause a difference in performance.

랭크 3- 제 6 실시형태Rank 3 - Sixth Embodiment

본 실시형태에 따른 프리코딩 행렬은 상기 제 4 실시형태에 따른 코드북의 프리코딩 행렬에 행 치환이 이루어진 형태를 가진다. 이는 행 치환을 통해 안테나 스위칭을 통해 이득을 획득할 수 있기 때문이다.The precoding matrix according to the present embodiment has a form in which the precoding matrix of the codebook according to the fourth embodiment is subjected to row substitution. This is because gain can be obtained through antenna switching through row substitution.

본 실시형태에 따른 프리코딩 행렬 그룹은 다음과 같이 나타낼 수 있다.The precoding matrix group according to the present embodiment can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00068
Figure 112009503074305-pat00068

열벡터

Figure 112009503074305-pat00143
또는 이들의 행 치환 형태는 DFT 기반 프리코딩 벡터/행렬 또는 하우스 홀드(House Hold) 등에 기반한 프리코딩 벡터/행렬과 같은 상이한 프리코딩 행렬일 수 있다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템(release 8 시스템)의 랭크 1 코드북이 그 예일 수 있다.Column vector
Figure 112009503074305-pat00143
Or their row permutation form may be a different precoding matrix, such as a DFT based precoding vector / matrix or a precoding vector / matrix based on House Hold. For example, a rank 1 codebook of a 3GPP LTE system (release 8 system) may be an example.

상기 제 4 실시형태에서와 유사하게 프리코딩 행렬의 열 벡터는 서로 직교하고, 동시에 프리코딩 행렬의 a, a' , a'' 는 1이 되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 코드북의 일례는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Similarly to the fourth embodiment, the column vectors of the precoding matrix are preferably orthogonal to each other, and at the same time, a, a 'and a "of the precoding matrix are preferably equal to one. An example of the codebook according to the present embodiment can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00144
Figure 112009503074305-pat00144

랭크 3- 제 7 실시형태Rank 3 - Seventh Embodiment

본 실시형태에 따른 코드북은 제 5 실시형태에 따른 코드북의 행 치환 형태를 가진다. 본 실시형태에 따른 코드북의 일례는 다음과 같이 나타낼 수 있다.The codebook according to the present embodiment has a row substitution form of the codebook according to the fifth embodiment. An example of the codebook according to the present embodiment can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00071
Figure 112009503074305-pat00071

Figure 112009503074305-pat00072
Figure 112009503074305-pat00072

열벡터

Figure 112009503074305-pat00145
또는 이들의 행 치환 형태는 DFT 기반 프리코딩 벡터/행렬 또는 하우스 홀드(House Hold) 등에 기반한 프리코딩 벡터/행렬과 같은 상이한 프리코딩 행렬일 수 있다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템(release 8 시스템)의 랭크 1 코드북이 그 예일 수 있다.Column vector
Figure 112009503074305-pat00145
Or their row permutation form may be a different precoding matrix, such as a DFT based precoding vector / matrix or a precoding vector / matrix based on House Hold. For example, a rank 1 codebook of a 3GPP LTE system (release 8 system) may be an example.

상기 제 4 실시형태에서와 유사하게 프리코딩 행렬의 열 벡터는 서로 직교하고, 동시에 프리코딩 행렬의 a, a' , a'' 는 1이 되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 코드북은 안테나 치환 동작이 이루어지지 않는 경우에 이용되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 코드북을 이용함에 따라 행 치환이 이루어진 프리코딩 행렬을 통해 안테나 치환 효과를 구현할 수 있기 때문이다.Similarly to the fourth embodiment, the column vectors of the precoding matrix are preferably orthogonal to each other, and at the same time, a, a 'and a "of the precoding matrix are preferably equal to one. The codebook according to the present embodiment is preferably used when the antenna replacement operation is not performed. This is because the antenna replacement effect can be implemented through the precoding matrix in which row replacement is performed by using the codebook according to the present embodiment.

본 실시형태에 따른 코드북의 일례는 다음과 같이 나타낼 수 있다.An example of the codebook according to the present embodiment can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00073
Figure 112009503074305-pat00073

Figure 112009503074305-pat00074
Figure 112009503074305-pat00074

추가적인 프리코딩 행렬 선택 기준Additional Precoding Matrix Selection Criteria

본 실시형태에서는 상기 기준 1 및 기준 2에 추가적으로 각 프리코딩 행렬 그룹 내 알파벳으로 표현된 성분이 8개의 값 중 선택되는 것이 아니라 1, j, -1, -j로 제한하여 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬의 개수를 감소시키는 방식을 고려한다.In this embodiment, in addition to the criterion 1 and the criterion 2, the components represented by alphabets in each precoding matrix group are limited to 1, j, -1, and -j, Consider a way to reduce the number of matrices.

이와 같은 실시형태에 따라 16개의 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북 세트를 고려한다. 예를 들어, 4Tx 안테나에 대한 랭크 1 DFT 벡터들은 다음과 같이 나타낼 수 있다.Consider a codebook set comprising 16 precoding matrices according to this embodiment. For example, rank 1 DFT vectors for a 4Tx antenna can be expressed as:

유니터리 행렬이 되도록

Figure 112009503074305-pat00146
로 정규화된
Figure 112009503074305-pat00147
와 같이 주어지는 성분을 이용한 N*N DFT 행렬(또는 Fourier Matrix) F N 은 다음과 같이 나타낼 수 있다.To be a unitary matrix
Figure 112009503074305-pat00146
Normalized to
Figure 112009503074305-pat00147
The N * N DFT matrix (or Fourier matrix) F N using the given components can be expressed as:

Figure 112009503074305-pat00075
Figure 112009503074305-pat00075

상기 수학식 55의 첫번째에서 4번째 행으로부터 16개 4x1 열벡터로 구성되는 4Tx 안테나에 대한 랭크 1 DFT 벡터들은 다음과 같이 나타낼 수 있다.The rank 1 DFT vectors for a 4Tx antenna constituted by 16 4x1 column vectors from the first to fourth rows of Equation (55) can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00076
Figure 112009503074305-pat00076

다음으로, 4Tx 랭크 1 하우스 홀드 벡터(HH vector)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Next, the 4Tx rank one-home hold vector (HH vector) can be expressed as follows.

Figure 112009503074305-pat00077
Figure 112009503074305-pat00077

코드북 크기 제한Codebook size limit

상술한 바와 같이 코드북이 포함하는 프리코딩 행렬의 개수를 제한하기 위해 제 1 기준 내지 제 3 기준 중 어느 하나 이상이 이용될 수 있다. 본 실시형태에서는 상술한 설명 중 각 랭크당 코드북의 크기 제한, 특히 랭크 1 코드북에 대한 크기 제한의 관점에 대해 설명한다.As described above, one or more of the first to third criteria may be used to limit the number of precoding matrices included in the codebook. In the present embodiment, a description will be given of the size limitation of the codebook per each rank among the above description, in particular, the size limitation of the rank 1 codebook.

현재 3GPP LTE 시스템의 하향링크 4Tx 코드북은 각 랭크에 대해 동일하게 16개의 벡터/행렬을 가지도록 규정하고 있다. 하지만 다양한 연구를 통해 높은 랭크에서 최적의 성능을 획득하기 위해 필요한 프리코딩 행렬의 개수는 낮은 랭크에서 필요한 프리코딩 행렬의 개수에 비해 작은 것이 알려져 있다. 이러한 취지에서, 본 실시형태에서는 낮은 랭크에 대한 프리코딩 행렬의 개수가 높은 랭크에 대한 프리코딩 행렬의 개수보다 많게 설계하여 각 랭크당 프리코딩 행렬의 개수가 서로 다르게 설계되는 코드북 형태를 제안한다.The downlink 4Tx codebook of the current 3GPP LTE system is defined to have 16 vectors / matrices for each rank equally. However, it is known from various studies that the number of precoding matrices required to obtain optimum performance at a high rank is smaller than the number of precoding matrices required at a low rank. For this reason, the present embodiment proposes a codebook form in which the number of precoding matrices for low rank is designed to be larger than the number of precoding matrices for high rank, and the number of precoding matrices per rank is designed to be different from each other.

한편, 이동 통신 시스템에서는 다양한 전송 모드가 지원될 수 있다. 셀 경계에 위치한 사용자 기기(UE)가 랭크 1 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 이용하여 폐 루프(closed loop) 동작을 지원하기 위해 X번째 전송 모드가 유용하게 이용되는 경우를 가정한다. 이러한 경우, 랭크 1 PMI 벡터는 간단히 개 루트 MIMO(Open loop MIMO)/폐루프 MIMO(closed loop MIMO)와 같은 Y번째 전송 모드를 지원하기 위한 전체 랭크에 대한 프리코딩 행렬들로 구성되는 전체 코드북 내 랭크 1 프리코딩 행렬들로부터 선택되어 이용될 수 있다. 여기서 X번째 전송 모드와 Y번째 전송 모드는 서로 다른 것을 가정한다. Y 번째 전송 모드의 경우 랭크 1에 대한 코드북 크기는 2의 제곱 형태가 아니도록 설정할 수 있다. 또한, 랭크 1 코드북 크기가 2의 제곱 형태의 크기를 가지더라도 큰 성능 향상 없이 코드북의 크기만을 증가시킬 수도 있다. 따라서 본 실시형태에서는 적절한 성능을 가지면서 적은 피드백 정보로 표현 가능하도록 코드북 크기를 합리적으로 제한할 것을 제안한다.Meanwhile, various transmission modes may be supported in a mobile communication system. Assume that the UE is located at the cell boundary and the Xth transmission mode is usefully used to support a closed loop operation using a Rank 1 PMI (Precoding Matrix Indicator). In such a case, the Rank 1 PMI vector may be simply referred to as a full codebook matrix consisting of precoding matrices for the entire rank to support the Y th transmission mode, such as open loop MIMO / closed loop MIMO Rank &lt; / RTI &gt; 1 precoding matrices. Here, it is assumed that the Xth transmission mode and the Yth transmission mode are different. In the case of the Y-th transmission mode, the codebook size for rank 1 can be set not to be a square form of 2. Also, even if the rank 1 codebook size has a square form of 2, the size of the codebook may be increased without significant performance improvement. Therefore, the present embodiment proposes to reasonably limit the size of the codebook so that it can be expressed with a small amount of feedback information while having appropriate performance.

먼저, Y번째 전송 모드를 지원하기 위한 각 랭크당 프리코딩 행렬의 개수를 A- 랭크 1, B- 랭크 2, C- 랭크 3, D- 랭크 4로 가정한다(단, D≤C≤B≤A). 이러한 경우 전체 코드북 크기는 A, B, C 및 D의 합이 된다. 이러한 코드북 크기를 지원하기 위해서는 다음 조건을 만족하는 m 비트 시그널링이 필요할 수 있다.First, assume that the number of precoding matrices per rank to support the Y th transmission mode is A-rank 1, B-rank 2, C-rank 3, and D-rank 4 (where D? A). In this case, the total codebook size is the sum of A, B, C, and D. In order to support such a codebook size, m-bit signaling may be required to satisfy the following conditions.

Figure 112009503074305-pat00148
Figure 112009503074305-pat00148

만약, UE가 X번째 전송 모드를 이용하도록 구성되는 경우, UE는 랭크 1 PMI 정보를 이용하게 된다. 바람직하게, 시그널링에 필요한 비트 수를 감소시키기 위해 2n개(n＜m)의 랭크 1 PMI를 새롭게 규정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 시그널링 비트 수를 감소시키기 위해 이용할 수 있는 방법들로는 다음과 같은 방법들이 있 다.If the UE is configured to use the Xth transmission mode, the UE will use the Rank 1 PMI information. Preferably, it is desirable to newly define 2 n (n &lt; m) rank 1 PMIs to reduce the number of bits required for signaling. The following methods can be used to reduce the number of signaling bits.

(1) 가능한 경우 짝수번째 인덱스를 선택(1) If possible, select the even index

(2) 가능한 경우 홀수번째 인덱스를 선택(2) If possible, select odd index

(3) 최초 2n개의 인덱스를 선택(3) Select the first 2 n indexes

(4) 최후 2n개의 인덱스를 선택(4) Select the last 2 n indexes

(5) 임의로 인덱스를 선택(5) arbitrary index selection

(6) 시그널링에 의해 구성(6) Constructed by signaling

예를 들어, Y번째 전송 모드를 위해 랭크 1용으로 33개, 랭크 2용으로 15개, 랭크 3용으로 15개, 랭크 4용으로 4개의 프리코딩 행렬이 주어질 수 있다.For example, for the Y th transmission mode, 33 precoding matrices can be given for rank 1, 15 for rank 2, 15 for rank 3, and 4 for rank 4.

이러한 경우 16개의 프리코딩 행렬만을 나타내기 위한 랭크 1 코드북을 구성하는 방법은 다음과 같다.In this case, a method of constructing a rank 1 codebook for representing only 16 precoding matrices is as follows.

(1) 짝수번째 인덱스를 선택(1) Select the even index

(2) 홀수번째 인덱스를 선택(2) Select the odd index

(3) 최초 16개의 인덱스를 선택(3) Select the first 16 indexes

(4) 최후 16개의 인덱스를 선택(4) Select the last 16 indexes

(5) 임의로 인덱스를 선택(5) arbitrary index selection

(6) 시그널링에 의해 구성(6) Constructed by signaling

한편, 32개의 프리코딩 행렬만을 나타내기 위한 랭크 1 코드북을 구성하는 방법은 다음과 같다.A method of constructing a rank 1 codebook for representing only 32 precoding matrices is as follows.

(1) 최초 32개의 인덱스를 선택(1) Select the first 32 indexes

(2) 최후 32개의 인덱스를 선택(2) Select the last 32 indexes

(3) 임의로 인덱스를 선택(3) arbitrary index selection

(4) 시그널링에 의해 구성(4) Constructed by signaling

만일, 16개의 하향링크 랭크 1 벡터들이 32개의 프리코딩 행렬을 포함하는 랭크 1용 코드북에 포함되는 경우, 다음과 같은 제한 방식이 이용될 수 있다.If 16 downlink rank 1 vectors are included in the codebook for rank 1 including 32 precoding matrices, the following restriction scheme can be used.

먼저, 16 크기의 랭크 1 코드북을 구성하는 경우,First, when constructing a Rank 1 codebook of 16 sizes,

(A) 16개의 하향링크 랭크 1 벡터들을 선택(A) 16 downlink rank 1 vectors are selected

(B) 하향링크 랭크 1 벡터들과 관계 없이 16 크기의 랭크 1 코드북 선택(B) Rank 1 codebook selection of 16 sizes regardless of downlink rank 1 vectors

(1) 최초 16개의 인덱스를 선택(1) Select the first 16 indexes

(2) 최후 16개의 인덱스를 선택(2) Select the last 16 indexes

(3) 임의로 인덱스를 선택(3) arbitrary index selection

(4) 시그널링에 의해 구성(4) Constructed by signaling

다음으로, 32 크기의 랭크 1 코드북을 구성하는 경우,Next, when constructing a Rank 1 codebook of size 32,

(A) 16개의 하향링크 랭크 1 벡터들+ 추가 벡터 선택(A) 16 downlink rank 1 vectors + additional vector selection

(1) 최초 16개의 인덱스를 선택(1) Select the first 16 indexes

(2) 최후 16개의 인덱스를 선택(2) Select the last 16 indexes

(3) 임의로 인덱스를 선택(3) arbitrary index selection

(4) 시그널링에 의해 구성(4) Constructed by signaling

(B) 하향링크 랭크 1 벡터들과 관계 없이 32 크기의 랭크 1 코드북 선택(B) Rank 1 codebook selection of 32 sizes regardless of downlink rank 1 vectors

(1) 최초 32개의 인덱스를 선택(1) Select the first 32 indexes

(2) 최후 32개의 인덱스를 선택(2) Select the last 32 indexes

(3) 임의로 인덱스를 선택(3) arbitrary index selection

(4) 시그널링에 의해 구성(4) Constructed by signaling

상술한 바와 같은 다양한 방식에 따라 각 랭크별 코드북 개수를 효율적으로 구성할 수 있다.The number of codebooks for each rank can be efficiently configured according to various schemes as described above.

Ⅲ. 장치 구성Ⅲ. Device Configuration

본 절에서는 상술한 바와 같이 단말이 PAPR 또는 CM 특성을 양호하게 유지하면서 상향링크 신호 전송에 MIMO 방식을 적용하기 위해 가져야 할 구성에 대해 설명한다.In this section, as described above, a description will be given of a configuration that the UE must have in order to apply the MIMO scheme to the uplink signal transmission while maintaining the PAPR or CM characteristics well.

도 10은 일반적인 기지국과 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of a general base station and a terminal.

일반적으로 기지국(10)은 프로세서(11), 메모리(12) 및 상향링크 신호의 수신 및 하향링크 신호의 전송을 수행하는 송수신 모듈로서 RF 모듈(13)을 포함한다. 프로세서(11)는 하향링크 신호 전송을 위해 메모리(12)에 저장된 정보, 예를 들어 하향링크 신호 전송을 위한 코드북 내 특정 프리코딩 행렬을 이용하여 하향링크 신호 전송을 제어하며, 또한 상향링크 신호 수신을 위해 메모리(12)에 저장된 정보, 예를 들어 상향링크 신호에 프리코딩의 역과정으로서 단말(20)이 이용한 프리코딩 행렬과 동일한 프리코딩 행렬의 허미션(Hermitian) 행렬을 곱하는 등의 신호 수신 과정을 제어할 수 있다.Generally, the base station 10 includes a processor 11, a memory 12, and an RF module 13 as a transmission / reception module for performing reception of an uplink signal and transmission of a downlink signal. The processor 11 controls downlink signal transmission using information stored in the memory 12 for downlink signal transmission, for example, a specific precoding matrix in a codebook for downlink signal transmission, For example, by multiplying the uplink signal by a Hermitian matrix of the same precoding matrix as the precoding matrix used by the terminal 20 as an inverse process of precoding to the information stored in the memory 12 You can control the process.

단말(20) 역시 프로세서(21), 메모리(22) 및 상향링크 신호의 전송 및 하향 링크 신호의 수신을 위한 송수신 모듈로서의 RF 모듈(23)을 포함할 수 있다. 프로세서(21)는 상향링크 신호 전송을 위해 메모리(22)에 저장된 정보, 예를 들어 상향링크 신호 전송을 위한 상술한 실시형태에서 설명한 바와 같은 코드북 내 특정 프리코딩 행렬을 이용하여 상향링크 신호 전송을 제어하며, 또한 하향링크 신호 수신을 위해 메모리(22)에 저장된 정보, 예를 들어 하향링크 신호에 프리코딩의 역과정으로서 단말(10)이 이용한 프리코딩 행렬과 동일한 프리코딩 행렬의 허미션(Hermitian) 행렬을 곱하는 등의 신호 수신 과정을 제어할 수 있다.The terminal 20 may also include a processor 21, a memory 22, and an RF module 23 as a transmission / reception module for transmitting an uplink signal and receiving a downlink signal. The processor 21 performs uplink signal transmission using the information stored in the memory 22 for uplink signal transmission, for example, a specific precoding matrix in a codebook as described in the above embodiment for uplink signal transmission And the information stored in the memory 22 for reception of the downlink signal, for example, the Hermitian of a precoding matrix identical to the precoding matrix used by the terminal 10 as a reverse process of precoding to the downlink signal ) Matrix by multiplying the received signal.

한편, 상술한 구성 중 단말(20) (또는 기지국(10))의 프로세서 구성, 특히 SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 구성에 대해 좀더 자세히 설명한다. 먼저 3GPP LTE 시스템에서 SC-FDMA 방식 신호 전송을 위한 프로세서 구성과 일반적인 OFDM 방식 신호 전송을 위한 프로세서 구성을 설명하고, 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 MIMO 방식을 접목하여 상향링크 신호를 SC-FDMA 방식으로 전송하기 위한 프로세서 구성에 대해 설명한다.On the other hand, the processor configuration of the terminal 20 (or the base station 10), and particularly the configuration for transmitting a signal in the SC-FDMA system, will be described in more detail. First, a processor configuration for SC-FDMA signal transmission and a processor configuration for general OFDM signal transmission in a 3GPP LTE system will be described. In accordance with an embodiment of the present invention, a terminal combines a MIMO scheme to transmit an uplink signal to an SC- FDMA system will be described.

도 11 및 도 12는 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 신호 전송을 위한 SC-FDMA 방식과 하향링크 신호 전송을 위한 OFDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are views for explaining an SC-FDMA scheme for uplink signal transmission and an OFDMA scheme for downlink signal transmission in a 3GPP LTE system.

먼저 도 11을 참조하면, 상향링크 신호 전송을 위한 사용자 기기 및 하향링크 신호 전송을 위한 기지국 모두 직렬-병렬 변환기(Serial-to-Parallel Converter; 401), 서브캐리어 맵퍼(403), M-포인트 IDFT 모듈(404) 및 병렬-직렬 변환기(Parallel-to-Serial Converter; 405) 등을 포함하는 점에 있어서는 동일하다. 다만, SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 사용자 기기는 N-포인트 DFT 모 듈(402)을 추가적으로 포함하여, M-포인트 IDFT 모듈(404)의 IDFT 처리 영향을 일정 부분 상쇄함으로써 전송 신호가 단일 반송파 특성을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.11, both a user equipment for uplink signal transmission and a base station for downlink signal transmission include a serial-to-parallel converter 401, a subcarrier mapper 403, an M-point IDFT Module 404 and a parallel-to-serial converter 405 and the like. However, the user equipment for transmitting a signal in the SC-FDMA scheme additionally includes an N-point DFT module 402 to cancel the influence of the IDFT process of the M-point IDFT module 404 by a certain amount, And has a carrier characteristic.

도 12에서는 3GPP LTE 시스템 규격을 규정하고 있는 TS 36.211에 도시된 상향링크 신호 처리 과정을 위한 블록도와 도 11에 도시된 SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 프로세서 구성과의 관계를 도시하고 있다. TS 36.211에 따르면 상향링크 신호 전송을 위해 사용자 기기마다 특정 스크램블링 시퀀스를 이용하여 전송 신호에 스크램블링을 수행하고, 이 스크램블링된 신호를 변조하여 복소 심볼을 생성하게 된다. 그 후, 복소 심볼들에 DFT 확산 처리를 수행하는 변환 프리코딩(Transform precoding)을 수행하게 된다. 즉, TS 36.211에서 규정하는 변환 프리코더는 N 포인트 DFT 모듈에 대응할 수 있다. 그 후, 이와 같이 DFT 확산이 수행된 신호는 자원 요소 맵퍼(resource element mapper)에 의해 자원 블록(resource block) 단위의 맵핑 규칙에 따라 특정 자원 요소(resource element)에 맵핑되며, 이는 도 11에서 서브캐리어 맵퍼에 대응됨을 알 수 있다. 이와 같이 자원 요소에 맵핑된 신호는 SC-FDMA 신호 생성 모듈에 의해 M 포인트 IDFT 또는 IFFT 처리가 되고, 병렬-직렬 변환이 수행된 후 CP가 추가되는 과정이 수행되게 된다.FIG. 12 shows the relationship between the block for the uplink signal processing shown in TS 36.211 that defines the 3GPP LTE system standard and the processor configuration for transmitting the signal in the SC-FDMA scheme shown in FIG. According to TS 36.211, scrambling is performed on a transmission signal using a specific scrambling sequence for each user equipment for uplink signal transmission, and the scrambled signal is modulated to generate a complex symbol. Thereafter, Transform precoding is performed to perform DFT spreading processing on the complex symbols. That is, the conversion precoder defined in TS 36.211 can correspond to the N-point DFT module. Then, the DFT-spread signal is mapped to a specific resource element according to a mapping rule of a resource block unit by a resource element mapper, It can be understood that it corresponds to the carrier mapper. The signal mapped to the resource element is subjected to the M-point IDFT or IFFT process by the SC-FDMA signal generation module, and the process of adding the CP after the parallel-to-serial conversion is performed is performed.

한편, 도 12에서는 이와 같은 과정을 거쳐 기지국에 전송된 신호를 수신하기 위한 기지국의 프로세서 구성에 대해서도 도시하고 있다.FIG. 12 also shows a processor configuration of a base station for receiving a signal transmitted to the base station through the above process.

이와 같이 3GPP LTE 시스템에서 SC-FDMA 전송을 위한 프로세서 구성은 MIMO 방식을 적용하기 위한 구성을 포함하고 있지 않다. 따라서, 우선 3GPP LTE 시스템 에서 MIMO 전송을 위한 기지국의 프로세서 구성에 대해 먼저 살펴보고, 이를 이용하여 단말이 SC-FDMA 방식과 MIMO 방식을 결합하여 상향링크 신호를 전송하기 위한 프로세서 구성에 대해서는 후술하기로 한다.As described above, the processor configuration for SC-FDMA transmission in the 3GPP LTE system does not include a configuration for applying the MIMO scheme. Therefore, first, the processor configuration of the base station for MIMO transmission in the 3GPP LTE system will be discussed first, and the processor configuration for transmitting the uplink signal by combining the SC-FDMA scheme with the MIMO scheme using the terminal will be described later do.

도 13은 3GPP LTE 시스템에서 MIMO 방식으로 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 프로세서 구성을 도시하고 있다.13 shows a processor configuration for a base station to transmit downlink signals in a MIMO scheme in a 3GPP LTE system.

3GPP LTE 시스템에서 기지국은 하향링크로 하나 이상의 코드워드(Code Word)를 전송할 수 있다. 따라서 하나 이상의 코드워드는 각각 도 12의 상향링크에서와 마찬가지로 스크램블링 모듈(301) 및 변조 맵퍼(302)를 통해 복소 심볼로서 처리될 수 있다, 그 후, 복소 심볼은 레이어 맵퍼(303)에 의해 복수의 레이어(Layer)에 맵핑되며, 각 레이어는 프리코딩 모듈(304)에 의해 채널 상태에 따라 선택된 소정 프리코딩 행렬과 곱해져 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나별 전송 신호는 각각 자원 요소 맵퍼(305)에 의해 전송에 이용될 시간-주파수 자원 요소에 맵핑되며, 이후 OFDM 신호 생성기(306)를 거쳐 각 안테나를 통해 전송될 수 있다.In a 3GPP LTE system, a base station can transmit one or more code words in a downlink. Thus, the one or more codewords may be processed as complex symbols through the scrambling module 301 and the modulation mapper 302, respectively, as in the uplink of FIG. 12, And each layer is multiplied by a precoding matrix selected according to a channel state by the precoding module 304 and allocated to each transmission antenna. The transmission signals for each antenna thus processed are mapped to the time-frequency resource elements to be used for transmission by the resource element mapper 305, respectively, and then transmitted through the respective antennas via the OFDM signal generator 306.

다만, 도 13과 같은 3GPP LTE 시스템에서의 하향링크 신호 방식에 따를 경우 PAPR 또는 CM 특성이 열화되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 단말이 도 11 및 도 12와 관련하여 상술한 바와 같이 양호한 PAPR, CM 특성을 유지하기 위한 SC-FDMA 방식과 도 13의 MIMO 방식을 효율적으로 결합하고, 상술한 실시형태에서 설명한 바와 같이 양호한 PAPR, CM 특성을 유지할 수 있는 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩을 수행하기 위한 단말 구성이 필요하다.However, according to the downlink signaling scheme in the 3GPP LTE system as shown in FIG. 13, there may occur a problem that the PAPR or the CM characteristic deteriorates. Therefore, the UE efficiently combines the SC-FDMA scheme for maintaining good PAPR and CM characteristics with the MIMO scheme of FIG. 13 as described above with reference to FIGS. 11 and 12, It is necessary to construct a terminal for performing precoding using a precoding matrix capable of maintaining PAPR and CM characteristics.

먼저 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 다중 안테나를 통해 상향링크로 신호를 전송하기 위한 단말은 신호 송수신용 다중 안테나(미도시)를 포함하는 것을 가정한다. 또한, 도 10을 참조하면 단말(20)은 다중 안테나 각각당 하나의 레이어 신호가 전송되도록 설정된 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북을 저장하는 메모리(22), 및 다중 안테나(미도시) 및 메모리(22)와 연결되어 상향링크 신호 전송을 처리하는 프로세서(21)를 포함한다. 이와 같은 구성을 가지는 단말의 프로세서(21) 구성에 대해 좀더 구체적으로 살펴본다.First, it is assumed that a terminal for transmitting a signal through an uplink through multiple antennas includes multiple antennas (not shown) for signal transmission / reception according to a preferred embodiment of the present invention. 10, the terminal 20 includes a memory 22 for storing a codebook including a precoding matrix for transmitting one layer signal for each of multiple antennas, and a memory 22 for storing a codebook including multiple antennas (not shown) and memories 22 And a processor 21 for processing the uplink signal transmission. The configuration of the processor 21 of the terminal having such a configuration will be described in more detail.

도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 단말의 프로세서 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.14 is a diagram specifically showing a processor configuration of a terminal according to a preferred embodiment of the present invention.

도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 단말(20)의 프로세서는 상향링크 신호를 특정 랭크에 대응하는 개수의 레이어에 맵핑하는 레이어 맵퍼(1401), 소정 개수의 레이어 신호 각각에 DFT(Discrete Fourier Transform) 확산을 수행하는 소정 개수의 DFT 모듈(1402), 및 메모리(22)에 저장된 코드북으로부터 다중 안테나(1405) 각각당 하나의 레이어 신호가 전송되도록 설정된 특정 프리코딩 행렬을 선택하여 상기 DFT 모듈(1402)로부터 각각 DFT 확산이 수행되어 입력 받은 레이어 신호를 프리코딩하는 프리코더(1403)를 포함하는 것을 제안한다. 특히 본 실시형태에서는 DFT 모듈(1402)이 각 레이어 신호를 각각 확산하고, 레이어 신호 각각을 확산하는 DFT 모듈(1402)을 프리코더(1403) 바로 전 단계에 위치시키면서, 프리코더(1403)가 프리코딩시 각 레이어 신호가 하나의 안테나에 맵핑되어 전송되도록 구성함으로써 각 레이어 신호의 단일 반송파 특성을 유지하 고, 양호한 PAPR/CM 특성을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다. 한편, 단말(20)은 이와 같이 프리코딩된 신호에 SC-FDMA 심볼 구성을 위한 처리(예를 들어, IFFF 모듈(1404)에 의한 시간 영역 신호 생성 및 CP 부착 등)를 수행하여 다중 안테나(1405)를 통해 기지국에 전송하는 전송 모듈을 더 포함한다.As shown in FIG. 14, the processor of the terminal 20 according to the preferred embodiment of the present invention includes a layer mapper 1401 for mapping an uplink signal to a number of layers corresponding to a specific rank, A predetermined number of DFT modules 1402 for performing DFT (Discrete Fourier Transform) spreading on a codebook, and a specific precoding matrix for transmitting one layer signal per each of the multiple antennas 1405 from the codebook stored in the memory 22 And a precoder 1403 for performing DFT spreading from the DFT module 1402 and precoding the inputted layer signals. Particularly, in this embodiment, the DFT module 1402 differs each layer signal and positions the DFT module 1402 for spreading each layer signal in a stage immediately before the precoder 1403, And each layer signal is mapped and transmitted to one antenna at the time of coding, thereby maintaining a single carrier characteristic of each layer signal and maintaining a good PAPR / CM characteristic. Meanwhile, the terminal 20 performs processing for constructing an SC-FDMA symbol (for example, generating a time domain signal by the IFFF module 1404 and attaching a CP) to the precoded signal, To the base station via a transmission module.

한편, 프리코더(1403)는 메모리(22)에 저장된 코드북으로부터 신호 전송에 이용할 프리코딩 행렬을 선택하여 프리코딩을 수행하게 되며, 이 프리코딩 행렬들은 다중 안테나 각각의 전송 전력 및/또는 레이어 각각의 전송 전력이 균등하도록 설정된 프리코딩 행렬인 것이 바람직하다.On the other hand, the precoder 1403 performs precoding by selecting a precoding matrix to be used for signal transmission from the codebook stored in the memory 22, and these precoding matrices are used for transmitting power of each of the multiple antennas and / It is preferable that the precoding matrix is set so that the transmission power is uniform.

다중 안테나(1405) 개수는 2개 또는 4개일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 단말의 프로세서는 특정 코드워드가 맵핑되는 레이어를 주기적 또는 비주기적으로 변경하는 레이어 이동(Layer shift) 기능 및 또는 특정 레이어 신호가 전송되는 안테나를 주기적 또는 비주기적으로 변경하는 안테나 이동(antenna shift) 기능을 추가적으로 수행할 수 있다. 레이어 이동 기능은 레이어 맵퍼(1401)에 의해 프리코더(1403)의 프리코딩과 별도로 수행될 수도, 프리코더(1403)가 프리코딩 시 프리코딩 행렬의 열 치환을 통해 수행할 수 있다. 또한, 안테나 이동 기능 역시 프리코딩과 별도로 또는 프리코딩 행렬의 행 치환을 통해 수행할 수 있다.The number of the multiple antennas 1405 may be two or four. In addition, the processor of the terminal according to an embodiment of the present invention may include a layer shift function for periodically or non-periodically changing a layer to which a specific codeword is mapped, or a layer shift function for periodically or non- And an antenna shift function for changing the antenna shift function. The layer shifting function may be performed separately from precoding of the precoder 1403 by the layer mapper 1401 or may be performed by precoder 1403 by performing column replacement of the precoding matrix at precoding. The antenna movement function can also be performed separately from precoding or through row substitution of a precoding matrix.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결 합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are those in which the elements and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature shall be considered optional unless otherwise expressly stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to construct some embodiments of the present invention by combining some of the elements and / or features. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments. It is clear that the claims that are not expressly cited in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by an amendment after the application.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of hardware implementation, an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like which performs the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory unit and driven by the processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

본 발명은 광대역 무선 이동 통신 시스템에서 사용될 수 있다.The present invention can be used in a broadband wireless mobile communication system.

도 1은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a general multi-antenna (MIMO) communication system.

도 2 및 3은 MIMO를 사용하는 송신단의 일반적인 구조를 도시한 것이다.Figures 2 and 3 illustrate the general structure of a transmitter using MIMO.

도 4는 각 레이어의 정보가 프리코딩되어 안테나를 통해 전송되는 과정을 나타내 것이다.FIG. 4 shows a process in which information of each layer is precoded and transmitted through an antenna.

도 5는 일반적인 SC-FDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a general SC-FDMA scheme.

도 6은 코드워드가 여러 개의 레이어에 매핑되는 방법을 예시한 것이다.FIG. 6 illustrates how codewords are mapped to multiple layers.

도 7은 본 발명의 일 실시예로서, 안테나 별로 CM 값을 증가 시키지 않기 위하여, 코드워드-레이어 매핑이 이루어진 후 레이어 별로 DFT를 수행하는 방법을 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates a method of performing DFT on a layer-by-layer basis after codeword-layer mapping is performed in order to not increase the CM value for each antenna, according to an embodiment of the present invention.

도 8은 프리코딩 행렬의 열 또는 행의 위치를 퍼뮤테이션 하는 방법을 나타낸 것이다.8 shows a method of permuting a column or row position of a precoding matrix.

도 9는 코달 거리의 개념을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining the concept of the coded distance.

도 10은 일반적인 기지국과 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of a general base station and a terminal.

도 11 및 도 12는 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 신호 전송을 위한 SC-FDMA 방식과 하향링크 신호 전송을 위한 OFDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are views for explaining an SC-FDMA scheme for uplink signal transmission and an OFDMA scheme for downlink signal transmission in a 3GPP LTE system.

도 13은 3GPP LTE 시스템에서 MIMO 방식으로 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 프로세서 구성을 도시하고 있다.13 shows a processor configuration for a base station to transmit downlink signals in a MIMO scheme in a 3GPP LTE system.

도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 단말의 프로세서 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.14 is a diagram specifically showing a processor configuration of a terminal according to a preferred embodiment of the present invention.

Claims (18)

단말이 상향링크 신호를 다중 안테나를 이용하여 전송하는 방법에 있어서,A method for transmitting an uplink signal using a plurality of antennas, 상기 상향링크 신호를 소정 개수의 레이어(layer)에 맵핑하는 단계;Mapping the uplink signal to a predetermined number of layers; 상기 소정 개수의 레이어 신호 각각에 DFT(Discrete Fourier Transform) 확산을 수행하는 단계;Performing DFT (Discrete Fourier Transform) diffusion on each of the predetermined number of layer signals; 미리 저장된 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택하여 각각 DFT 확산이 수행된 상기 레이어 신호를 프리코딩하되, 상기 코드북의 모든 프리코딩 행렬은 상기 다중 안테나 각각당 하나 이하의 레이어 신호가 전송되도록 설정되는 프리코딩 단계; 및A precoding matrix is selected from a pre-stored codebook, and precoding is performed on the layer signal on which DFT spreading has been performed, wherein all the precoding matrices of the codebook are precoded so that one or less layer signals are transmitted for each of the multiple antennas step; And 상기 프리코딩된 신호에 SC-FDMA 심볼 구성을 위한 처리를 수행하여 상기 다중 안테나를 통해 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.Performing a process for forming an SC-FDMA symbol on the precoded signal, and transmitting the precoded signal to a base station through the multiple antennas. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 특정 프리코딩 행렬은 상기 다중 안테나 각각의 전송 전력이 균등하도록 설정된 프리코딩 행렬인, 상향링크 신호 전송 방법.Wherein the specific precoding matrix is a precoding matrix set such that transmission powers of the multiple antennas are equal to each other. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 특정 프리코딩 행렬은 상기 소정 개수의 레이어 각각의 전송 전력이 균등하도록 설정된 프리코딩 행렬인, 상향링크 신호 전송 방법.Wherein the specific precoding matrix is a precoding matrix set such that transmission powers of the predetermined number of layers are equal to each other. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 코드북은, 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 랭크가 2인 경우에 이용되는 랭크 2 프리코딩 행렬로서,Wherein the codebook is a Rank 2 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is 4 and the rank is 2,
Figure 112015117990300-pat00149
와 같은 형태를 가지며,
Figure 112015117990300-pat00149
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112015117990300-pat00150
조건을 만족하는 제 1 타입 프리코딩 행렬을 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.
Figure 112015117990300-pat00150
And a first type precoding matrix satisfying a condition. (프리코딩 행렬의 각 행은 상기 4개의 다중 안테나 각각에, 각 열은 각 레이어에 대응함)(Each row of the precoding matrix corresponds to each of the four multi-antennas, and each column corresponds to each layer) 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 랭크 2 프리코딩 행렬은The Rank 2 precoding matrix is
Figure 112009503074305-pat00151
와 같은 형태를 가지는 제 2 타입 프리코딩 행렬, 및
Figure 112009503074305-pat00151
A second type precoding matrix of the form &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00152
와 같은 형태를 가지는 제 3 타입 프리코딩 행렬을 더 포함하며,
Figure 112009503074305-pat00152
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; third type precoding matrix, 상기 제 2 타입 프리코딩 행렬 및 제 3 타입 프리코딩 행렬은 각각
Figure 112009503074305-pat00153
조건을 만족하는, 상향링크 신호 전송 방법.The second type precoding matrix and the third type precoding matrix are
Figure 112009503074305-pat00153
Wherein the uplink signal transmission method satisfies the condition. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 랭크 2 프리코딩 행렬은 상기 제 1 내지 3 타입 프리코딩 행렬의 각 행의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬, 각 열의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬, 및 각 행의 위치와 각 열의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬 중 하나 이상을 더 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.The Rank 2 precoding matrix includes a precoding matrix of a type in which the positions of the respective rows of the first to third type precoding matrices are changed, a precoding matrix of a type in which the positions of the respective columns are changed, Further comprising at least one of a modified type precoding matrix. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 코드북은, 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 랭크가 3인 경우에 이용되는 랭크 3 프리코딩 행렬로서,Wherein the codebook is a Rank 3 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is 4 and the rank is 3,
Figure 112015117990300-pat00154
와 같은 형태를 가지며,
Figure 112015117990300-pat00154
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112015117990300-pat00155
조건을 만족하는 제 1 타입 프리코딩 행렬을 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.
Figure 112015117990300-pat00155
And a first type precoding matrix satisfying a condition. (프리코딩 행렬의 각 행은 상기 4개의 다중 안테나 각각에, 각 열은 각 레이어에 대응함)(Each row of the precoding matrix corresponds to each of the four multi-antennas, and each column corresponds to each layer) 제 7 항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 랭크 3 프리코딩 행렬은The Rank 3 precoding matrix
Figure 112009503074305-pat00156
와 같은 형태를 가지는 제 2 타입 프리코딩 행렬, 및
Figure 112009503074305-pat00156
A second type precoding matrix of the form &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00157
와 같은 형태를 가지는 제 3 타입 프리코딩 행렬을 더 포함하며,
Figure 112009503074305-pat00157
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; third type precoding matrix, 상기 제 2 타입 프리코딩 행렬 및 제 3 타입 프리코딩 행렬은 각각,
Figure 112009503074305-pat00158
조건을 만족하는, 상향링크 신호 전송 방법.Wherein the second type precoding matrix and the third type precoding matrix are respectively &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00158
Wherein the uplink signal transmission method satisfies the condition. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 랭크 3 프리코딩 행렬은 상기 제 1 내지 3 타입 프리코딩 행렬의 각 행의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬, 각 열의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬 및 각 행의 위치와 각 열의 위치가 변경된 타입의 프리코딩 행렬을 더 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.The Rank 3 precoding matrix includes a precoding matrix of a type in which the positions of the respective rows of the first to third type precoding matrices are changed, a precoding matrix of a type in which the positions of the respective columns are changed, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; type precoding matrix. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 코드북은, 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 랭크가 3인 경우에 이용되는 랭크 3 프리코딩 행렬로서,Wherein the codebook is a Rank 3 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is 4 and the rank is 3, 제 1 레이어가 제 1 안테나 및 제 2 안테나에 분산되어 맵핑되고, 제 2 레이어 및 제 3 레이어가 각각 제 3 안테나 및 제 4 안테나에 맵핑되어 전송되도록 설계된 프리코딩 행렬을 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.And a precoding matrix designed such that a first layer is distributed and mapped to a first antenna and a second antenna, and a second layer and a third layer are mapped to a third antenna and a fourth antenna, respectively, Way. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 코드북은 각 랭크별 서로 다른 개수의 프리코딩 행렬을 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.Wherein the codebook comprises a different number of precoding matrices for each rank. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 상향링크 신호는 코드워드 단위로 입력되며,The uplink signal is input on a codeword basis, 상기 레이어 맵핑 단계는, 특정 코드워드가 맵핑되는 레이어를 주기적으로 변경하는 단계를 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.Wherein the layer mapping step includes periodically changing a layer to which a specific codeword is mapped. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 레이어 맵핑 단계는, 상기 특정 코드워드가 맵핑되는 레이어를 매 SC-FDMA 심볼마다 변경하는 단계를 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.And the layer mapping step includes changing the layer to which the specific codeword is mapped, every SC-FDMA symbol. 다중 안테나를 통해 상향링크로 신호를 전송하는 단말에 있어서,A terminal for transmitting a signal in an uplink through multiple antennas, 신호 송수신용 다중 안테나;Multiple antennas for transmitting and receiving signals; 상기 다중 안테나 각각당 하나 이하의 레이어 신호가 전송되도록 설정된 프리코딩 행렬들로 구성되는 코드북을 저장하는 메모리; 및A memory for storing a codebook constituted by precoding matrices set such that one or less layer signals are transmitted per each of the multiple antennas; And 상기 다중 안테나 및 상기 메모리와 연결되어 상기 상향링크 신호 전송을 처리하는 프로세서를 포함하며,And a processor coupled to the multiple antennas and the memory to process the uplink signal transmission, 상기 프로세서는,The processor comprising: 상기 상향링크 신호를 특정 랭크에 대응하는 개수의 레이어에 맵핑하는 레이어 맵퍼;A layer mapper for mapping the uplink signals to a number of layers corresponding to a specific rank; 상기 레이어 맵퍼에 의해 맵핑된 소정 개수의 레이어 신호 각각에 DFT(Discrete Fourier Transform) 확산을 수행하는 DFT 모듈;A DFT module for performing DFT (Discrete Fourier Transform) on each of a predetermined number of layer signals mapped by the layer mapper; 상기 메모리에 저장된 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택하여 상기 DFT 모듈로부터 각각 DFT 확산이 수행되어 입력 받은 상기 레이어 신호를 프리코딩하는 프리코더; 및A precoder for selecting a specific precoding matrix from the codebook stored in the memory and pre-coding the layer signal DFT spread and received from the DFT module; And 상기 프리코딩된 신호에 SC-FDMA 심볼 구성을 위한 처리를 수행하여 상기 다중 안테나를 통해 기지국에 전송하는 전송 모듈을 포함하는, 단말.And a transmission module for performing processing for forming an SC-FDMA symbol on the precoded signal and transmitting the precoded signal to a base station through the multiple antennas. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 메모리가 저장하는 코드북은 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 상기 랭크가 2인 경우에 이용되는 랭크 2 프리코딩 행렬로서,Wherein the codebook stored in the memory is a rank 2 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is four and the rank is two,
Figure 112009503074305-pat00159
와 같은 형태를 가지며,
Figure 112009503074305-pat00159
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00160
조건을 만족하는 제 1 타입 프리코딩 행렬을 포함하는, 단말.
Figure 112009503074305-pat00160
And a first type precoding matrix satisfying a condition. (프리코딩 행렬의 각 행은 상기 4개의 다중 안테나 각각에, 각 열은 각 레이어에 대응함)(Each row of the precoding matrix corresponds to each of the four multi-antennas, and each column corresponds to each layer) 제 15 항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 랭크 2 프리코딩 행렬은The Rank 2 precoding matrix is
Figure 112009503074305-pat00161
와 같은 형태를 가지는 제 2 타입 프리코딩 행렬, 및
Figure 112009503074305-pat00161
A second type precoding matrix of the form &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00162
와 같은 형태를 가지는 제 3 타입 프리코딩 행렬을 더 포함하며,
Figure 112009503074305-pat00162
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; third type precoding matrix, 상기 제 2 타입 프리코딩 행렬 및 제 3 타입 프리코딩 행렬은 각각
Figure 112009503074305-pat00163
조건을 만족하는, 단말.The second type precoding matrix and the third type precoding matrix are
Figure 112009503074305-pat00163
Satisfies the condition. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 메모리가 저장하는 코드북은, 상기 다중 안테나 개수가 4개이며, 상기 랭크가 3인 경우에 이용되는 랭크 3 프리코딩 행렬로서,Wherein the codebook stored in the memory is a Rank 3 precoding matrix used when the number of the multiple antennas is four and the rank is three,
Figure 112009503074305-pat00164
와 같은 형태를 가지며,
Figure 112009503074305-pat00164
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00165
조건을 만족하는 제 1 타입 프리코딩 행렬을 포함하는, 단말.
Figure 112009503074305-pat00165
And a first type precoding matrix satisfying a condition. (프리코딩 행렬의 각 행은 상기 4개의 다중 안테나 각각에, 각 열은 각 레이어에 대응함)(Each row of the precoding matrix corresponds to each of the four multi-antennas, and each column corresponds to each layer) 제 17 항에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 랭크 3 프리코딩 행렬은The Rank 3 precoding matrix
Figure 112009503074305-pat00166
와 같은 형태를 가지는 제 2 타입 프리코딩 행렬, 및
Figure 112009503074305-pat00166
A second type precoding matrix of the form &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00167
와 같은 형태를 가지는 제 3 타입 프리코딩 행렬을 더 포함하며,
Figure 112009503074305-pat00167
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; third type precoding matrix, 상기 제 2 타입 프리코딩 행렬 및 제 3 타입 프리코딩 행렬은 각각,
Figure 112009503074305-pat00168
조건을 만족하는, 단말.Wherein the second type precoding matrix and the third type precoding matrix are respectively &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112009503074305-pat00168
Satisfies the condition.
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