KR20140005336A

KR20140005336A - 네트워크 디바이스에서 코드북들 및 관련 데이터를 생성하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140005336A
Application number: KR1020137031143A
Authority: KR
Inventors: 루 우; 홍웨이 양; 질란 시옹
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2014-01-14
Also published as: JP2014513482A; US9184952B2; CN102761354B; BR112013027335A2; EP2707971A1; TW201251361A; WO2012146982A1; CN102761354A; KR101536504B1; EP2707971A4; TWI441470B; US20140056380A1

Abstract

네트워크 디바이스에서의 코드북 및 관련 데이터를 생성하기 위한 방법 및 장치가 본 발명에서 제공된다. 방법은, 생성될 코드북의 각각의 랭크들에 대해 제각기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계; 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여 각각의 랭크에 대해 제각기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계; 및 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에 따라서 제2 코드북을 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법의 몇몇 실시예들은 제1 및 제2 안테나들의 그룹들 사이에서의 위상 오프셋 및 진폭 차의 조절 구현을 포함하기 때문에, 네트워크 디바이스가 송신용으로 생성된 다운링크 데이터를 사용할 때 교차 편파 선형 안테나 어레이 중에서의 위상 오프셋 및 상대적 진폭 차가 보장되어, 송신된 데이터의 수신 품질이 향상될 수 있고 또한 시스템 성능이 효과적으로 향상될 수 있다.

Description

네트워크 디바이스에서 코드북들 및 관련 데이터를 생성하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING CODEBOOKS AND ASSOCIATED DATA IN A NETWORK DEVICE}

본 발명은 무선 통신에 관한 것인데, 특히 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

실제상, 교차 편파 선형 어레이(cross-polarized linear array: CLA)는 안테나 구성의 한 종류이다. 안테나의 편파(polarization of antenna)는 안테나가 방사하고 있을 때 전계 강도의 방향을 의미한다. 그와 같은 전기적 파는 전계 강도의 방향이 지면에 수직인 경우 수직 편파(vertical polarized wave)로서 지칭된다. 그와 같은 전기적 파는 전계 강도의 방향이 지면에 평행한 경우 수평 편파로서 지칭된다. 교차 편파 안테나는 양 편파 안테나(bi-polarized antenna)이다.

FDD 시스템들에서, 모바일 네트워크 디바이스의 송신기는 이용자 각자로부터의 제한된 피드백 및 양자화(quantization)를 통해 채널 정보를 획득한다. 채널 상태 표시자(CSI) 양자화에 기초한 코드북은 LTE 및 LTE-A 시스템들에 널리 사용된다. 최근의 3GPP RAN1 회합들에서, 교차 편파 선형 어레이는 가장 높은 우선 순위를 가지는 것으로 결정되었고, 따라서 4Tx 코드북을 포함하는 다중 안테나의 코드북은 성능 향상을 위해 개선될 필요가 있다.

CLA 구성을 가진 n(n은 짝수) 송신 안테나를 구비한 MIMO 시스템에 대해, 안테나들은 2개의 서브 그룹, 즉, 2개의 다른 편파 안테나들의 그룹으로 나누어질 수 있으며, 여기서 제1 편파 안테나들의 그룹은 동일 편파 방향상에 있고 제2 편파 안테나들의 그룹은 다른 편파 방향상에 있다. 제1 편파 안테나들의 그룹에 대해, 어레이 응답은 DFT 벡터의 형식을 보여준다. 그러나, 교차 편파 차별(cross-polarization discrimination: XPD)의 존재 때문에, CLA 채널은 균일 선형 어레이(uniform linear array: ULA) 채널로서의 상수 모듈러스 특성(constant modulus property)을 보이지는 않는다. 이것은 2개의 안테나 서브 그룹 사이의 진폭 및 위상차들이 있다는 것을 의미한다.

상기 분석 및 연구에 기초하여, 본 발명의 발명자들은 교차 편파 선형 안테나 어레이의 편파 특성이 기존의 코드북 생성 방법들에서 철저하게 고려되지 않았다는 것, 즉 다른 편파 안테나들 사이에 상대적 위상 오프셋뿐만이 아니라 상대적 진폭 차도 존재하여, 시스템 성능에 영향을 미치는 채널 정보 피드백에 대한 큰 오차가 있을 수 있다는 것을 알았다. 교차 편파 선형 안테나 어레이에 있어서, 모바일 장비가 기지국에게 피드백할 때, 기지국에 의해 결정된 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)는, 교차 편파 선형 안테나 어레이의 편파 특성이 송신된 코드워드에서 철저히 고려된다면, 더 정확하게 다운링크 채널 정보를 반영할 수 있어서, 그로 인해 효과적으로 시스템 성능을 개선할 수 있다.

상기 관심사에 기초하여, CLA 구성의 특징에 관하여, 본 발명의 실시예에서의 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 방법이 제안되는데, 통신 네트워크는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 갖도록 구성되고, 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함하고, 방법은: (a) 각각의 랭크(rank)들에 대해 제각기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스(first row sub-matrix)를 생성하는 단계 - 각각의 랭크들은 생성될 코드북들에 대응함 -; (b) 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여 각각의 랭크들에 대해 제각기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계; 및 (c) 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에 따라서 제2 코드북을 생성하는 단계를 포함한다.

상기 방법을 통해 생성된 코드북을 이용함으로써, 본 발명의 실시예의 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위해 상기 기술된 코드북을 이용하기 위한 방법이 제안되는데, 네트워크 디바이스는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 포함하고, 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함하고, 방법은: A. 사용자 장비로부터 제1 코드북 정보를 수신하는 단계; B. 제1 코드북 정보에 따라서 제1 코드북 및 그 안의 제1 코드워드를 결정하는 단계; C. 제1 코드워드에 따라서 제1 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 제1 코드워드는 제1 매트릭스에 대응하고, 제1 매트릭스의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 제1 안테나들의 그룹 및 제2 안테나들의 그룹에 대응하고; 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 제2 행 서브 매트릭스는 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량을 반영하고; 제1 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교한다.

제1 안테나들의 그룹이 제1 편파 방향에 대응하고, 제2 안테나들의 그룹이 제2 편파 방향에 대응하고, 제1 편파 방향 및 제2 편파 방향이 교차하는 구성을 가지는 것을 유의해야 한다. 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 제1 및 제2 안테나들의 그룹들에 대응하고, 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 상기 제1 매트릭스의 행 서브 매트릭스이고, "제1" 및 "제2"는 이들이 제1 매트릭스에 위치하는 위치들을 표시하지는 않는다.

게다가 본 발명의 실시예에 따라서, 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 장치가 또한 제안되는데, 네트워크 디바이스는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 포함하고, 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함하고, 장치는: (a) 사용자 장비로부터 제1 코드북 정보를 수신하기 위한 코드북 정보 수신 유닛; (b) 제1 코드북 정보에 따라서 제1 코드북 및 그 안의 제1 코드워드를 결정하기 위한 코드북 코드워드 결정 유닛; (c) 제1 코드워드에 따라서 제1 데이터를 생성하기 위한 데이터 생성 유닛을 포함하고, 제1 코드워드는 제1 매트릭스에 대응하고, 제1 매트릭스의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 제1 안테나들의 그룹 및 제2 안테나들의 그룹에 대응하고; 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 제2 행 서브 매트릭스는 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량을 반영하고; 제1 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교한다.

본 발명의 실시예에 따라서, 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 장치가 또한 제안되는데, 통신 네트워크는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 갖도록 구성되고, 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함하고, 장치는: (A) 각각의 랭크들에 대해 제각기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스를 생성하기 위한 제1 행 서브 매트릭스 생성 유닛; (B) 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여 각각의 랭크들에 대해 제각기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하기 위한 제2 행 서브 매트릭스 생성 유닛; 및 (C) 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에 따라서 제2 코드북을 생성하기 위한 제2 코드북 생성 유닛을 포함한다.

본 발명의 실시예의 방법 및 장치는 철저하게 교차 편파 선형 안테나 어레이의 편파 특성을 반영하고, 서로 다른 편파 안테나들 사이의 위상 오프셋 및 진폭 차의 조절들은 몇몇 실시예들에서 송신될 데이터가 생성되는 절차에 포함되어서, 채널 정보의 피드백 오차가 크게 감소되고 시스템 성능은 향상된다. 기지국에 의한 다운링크 관련 데이터의 생성은 더 정확하게 다운링크 채널 정보를 반영한다.

본 발명의 양태들은 이하에서의 특정 실시예들을 통하여 더 명백해질 것이다.

본 발명의 상기한 특징들 및 다른 특징들은 도면들과 연계하여 비 제한적 실시예들에 대한 상세한 설명을 읽는 것을 통하여 더 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 양태의 실시예에 따라서 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 장치의 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 양태의 실시예에 따라서 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 장치의 기능 블록도이다.
도면들에서, 같은 또는 비슷한 참조 번호들은 같은 또는 비슷한 요소들을 나타낸다.

통신 네트워크의 네트워크 디바이스는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 갖도록 구성된다고 가정한다. 교차 편파 선형 안테나 어레이는 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함하고, 제1 안테나들의 그룹은 제1 편파 방향에 대응하고, 제2 안테나들의 그룹은 제2 편파 방향에 대응하고, 제1 편파 방향 및 제2 편파 방향은 교차하는 구성을 가진다. 상기 제1 안테나들의 그룹은 안테나들 A1, A2,..., An을 포함하고; 제2 안테나들의 그룹은 안테나들 B1, B2,..., Bn을 포함하고, 여기서 안테나 A1, A2,..., An은 제각기 안테나들 B1, B2, ..., Bn과 교차 편파된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 방법의 흐름도이다. 상기 교차 편파 안테나들의 특징들 및 그것에 대응하는 채널들의 신호들을 연구함으로써, 상기 실시예에서, 상기 통신 네트워크의 안테나 구성에 대해 제안된 코드북 생성 방법은 제1 행 서브 매트릭스의 생성 단계 S21, 제2 행 서브 매트릭스의 생성 단계 S22, 및 제2 코드북의 생성 단계 S23을 포함한다.

S21 단계에서, 생성될 각각의 코드북들에 대응하는 각각의 랭크들에 대해, 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스들이 제각기 생성된다. 예를 들어, 제1 행 서브 매트릭스의 특정 형식은 생성될 코드북의 랭크가 r이면 이하 수학식에 나타낸 바와 같은 매트릭스의 첫 번째부터 r번째까지의 열들일 수 있다:

S22 단계에서, 각각의 랭크들에 대해, 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스들이 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여 제각기 생성된다. 예를 들어, 제2 행 서브 매트릭스는 생성될 코드북의 랭크가 r이면 이하 수학식에 나타낸 바와 같은 매트릭스의 첫 번째부터 r번째까지의 열들이 되도록 생성될 수 있다:

제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에서, θ는 상기 위상 조절량을 표시하고, r은 생성될 코드북의 랭크

를 표시하고,

은 예를 들어 이하의 수학식과 같이 나타내어질 수 있다:

여기서, N은 제1 안테나들의 그룹 또는 제2 안테나들의 그룹의 DFT 빔들의 수를 표시하고,

는 네트워크 디바이스에 의해 구성된 안테나들의 수를 표시한다.

S23 단계에서, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에 따라서, 제2 코드북이 생성되는데, 예를 들어 생성될 코드북의 랭크가 r이면, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스를 결합(combine)함으로써, 제2 코드북의 코드워드들에 대응하는 매트릭스는 이하 수학식의 첫 번째부터 r번째까지의 열들로서 나타내어질 수 있다:

매트릭스의 열들의 수는 예시적일 뿐이고, 상기 수학식의 제2 코드북의 매트릭스의 열들의 실제 수는 생성될 제2 코드북의 랭크의 것과 동일하다는 것을 유의해야 한다.

제2 안테나들의 그룹에 대한 제1 안테나들의 그룹의 또는 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 진폭 조절량이 여기 실시예의 양호한 방식에서

를 사용함으로써 표시되는데, 여기서

이다. 그러나, 당업자는 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스는 또한, 본 발명의 몇몇 실시예들의 S22 단계에서, 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량 또는 제2 안테나들의 그룹에 대한 제1 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여서만 각각의 랭크들에 관하여 생성될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 선택적으로,

이면, 상기 기술된 코드북은 상수 모듈러스 매트릭스(constant modulus matrix)로서 생성되며, 여기서 상기 제2 안테나들의 그룹에 대한 제1 안테나들의 그룹의 진폭 조절량은 더 이상 반영되지 않는다.

게다가, 상기 실시예에서, 응용 시나리오들의 차이에 따라서, 코드북의 생성 절차에서,

및 θ는 서로 다른 값 공간을 갖게 될 수 있고, 따라서 생성된 코드북들은 서로 다른 볼륨(volume)을 갖는다. 일반적으로, 양호한 값은, 예를 들어, 상기 기술한 바와 같은 코드북 생성 절차에 대해 2 또는 4보다 더 큰 값일 수 있는데,

,

, 및

라고 할 때, 생성된 코드북의 볼륨은 8이다.

한편, 양호한 구현으로서, 상기 실시예의 방법에서, 제2 코드북의 코드워드들에 대응하는 몇 개의 제2 매트릭스에 대해, 그 안의

의 설정은 생성된 제2 매트릭스의 각각의 열 벡터들이 직교성과 네스팅(nesting)의 특징들을 갖도록 야기한다. 물론,

의 설정은 상기 열 벡터의 형식에만 제한되지 않고, 양호하게는 상기 본 발명의 실시예에서 생성된 제2 매트릭스의 각각의 열 벡터들을 직교하게 만드는 매트릭스/벡터 형식이 본 발명에 사용될 수 있다.

더욱이, 상기 실시예의 방법에서, 상기 매트릭스의 정규화 단계가 또한 포함될 수 있다. 예를 들어, 생성될 코드북의 랭크가 r 이면, 제2 코드북에 대응하는 매트릭스는 하기 매트릭스 형식

을 획득하기 위해

로 더 나누어지고, 하기 매트릭스

의 첫 번째부터 r번째까지의 열들로 구성된 서브 매트릭스가 제2 코드북의 코드워드가 될 것이다:

상기 수학식에서의

에서, 랭크가 1인 경우, 즉 상기와 같이 r=1이면, 이것의 코드워드는 쉽게 이해될 것이다. 한편, 코드북의 생성 방법에 있어서, 더 높은 랭크(r>1)인 경우에서의 코드워드에 대해, 상기 기술된 코드북은 본 방법에 의해 서로 직교하는 몇 개의 빔에 기초하여 생성된다. 그 안의

이 DFT 형식을 갖기 때문에, 정수

이라면,

일 때,

를 도출하는 것은 쉽다.

이 직교성과 네스팅의 특징을 갖기 때문에, 생성된 코드북은 또한 상기 특징을 갖는다.

더욱이, 상기 실시예의 방법에서, 양호하게는, 제1 행 서브 매트릭스의 생성의 S21 단계는 각각의 랭크들에 관하여 DFT 벡터 형식에 의해 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제2 행 서브 매트릭스 생성의 S22 단계는, 상기와 같은 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량 및 진폭 조절량에 기초하여, 각각의 랭크에 관하여 제각기 DFT 벡터 형식에 기초하여 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 다음에, S23 단계에서, 상기와 같은 생성된 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에 따라서 양호한 제2 코드북이 생성된다.

상기 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 방법을 사용하면, 일련의 코드북들이 획득될 수 있고, 그런 코드북들의 적어도 일부는 본 발명의 실시예의 방법의 적용 덕분에 하기와 같은 적어도 하나의 특징을 갖는다:

(1) 버전 10에서, 복수의 교차 편파 안테나 코드북이 큰 볼륨을 갖는다;

(2) 상기 코드북의 코드워드의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 DFT 벡터의 형식을 갖는다;

(3) 코드북의 각각의 코드워드의 제1 행 서브 매트릭스와 제2 행 서브 매트릭스 사이에서의 특정 진폭 조절 및/또는 위상 조절이 있다. 코드북이 상수 모듈러스 특징을 유지할 필요가 있다면, 생성된 코드북의 각각의 코드워드의 제1 행 서브 매트릭스와 제2 행 서브 매트릭스 사이에 특정 위상 조절만이 제시된다.

(4) 코드북은 직교성과 네스팅의 특징을 가지며, 이는 엔지니어링 적용에서 유리한 특징이다.

상기 방법에 의해 생성된 코드북은 프리코딩 매트릭스, 기타 등등과 같은 관련된 데이터를 생성하는 데, 심지어 추가로 eNB의 송신 안테나에 의해 송신되는 적어도 하나의 데이터 스트림을 생성하는 데 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 방법의 흐름도이다. 코드북을 이용한 관련 데이터의 생성의 응용 시나리오에 관한 설명이 이하에서 도 1과 연계하여 본 발명의 몇몇 실시예들에서 이루어진다. 도 1에 도시된 바와 같은 방법은 제1 코드북 정보를 수신하는 S11 단계, 제1 코드북과 코드워드를 결정하는 S12 단계 및 데이터를 생성하는 S13 단계를 포함한다.

S11 단계에서, eNB는 사용자 장비로부터 제1 코드북 정보를 수신한다.

S12 단계에서, eNB는 제1 코드북 정보에 따라서 제1 코드북 및 그 안의 제1 코드워드를 결정한다.

S13 단계에서, 제1 데이터는 제1 코드워드에 따라서 생성된다. 제1 데이터는, 예를 들어, 프리코딩 매트릭스인데, 이는 나중에 안테나를 통하여 다운링크 채널에 송신될 수 있는 데이터 스트림들을 생성하기 위해 송신될 데이터와 결합하는 데 사용될 수 있다. 제1 데이터의 추가적 사용은 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이고, 여기서 생략될 것이다.

여기서 제1 코드워드는 제1 매트릭스에 대응하고, 제1 매트릭스의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 제1 및 제2 안테나들의 그룹들에 대응하고; 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 제2 행 서브 매트릭스는 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량을 반영하고; 및 제1 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교한다. 예를 들어, 상기 제1 매트릭스는, 생성될 코드북의 랭크가 r이면, 이하 수학식에 나타낸 바와 같은 매트릭스의 첫 번째부터 r번째까지의 열들로 구성되는 서브 매트릭스일 수 있다:

제2 행 서브 매트릭스는 또한 이하 매트릭스의 첫번째부터 r번째까지의 열들로 구성된 서브 매트릭스일 수 있다:

여기서, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에서, θ는 상기 위상 조절량을 표시하고; r 은 생성될 코드북의 랭크를 표시하고,

이며; 및

은 예를 들어, 이하의 수학식으로서 나타낼 수 있다:

는 네트워크 디바이스에 의해 구성되는 안테나들의 수를 표시한다.

그에 따라, 생성될 코드북의 랭크가 r이라면, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스가 결합되는 하기의 매트릭스의 첫 번째부터 r번째까지의 열들의 서브 매트릭스는 eNB에 의한 결합된 데이터의 생성을 위해, 제1 코드워드에 대응하는 제1 매트릭스로서 취해질 수 있다:

선택적으로, 상기 매트릭스는 엔지니어링 응용의 장점을 위해 네스팅되도록 설정될 수 있다.

다시금, 제1 코드워드에 대응하는 제1 매트릭스로서, 상기 매트릭스의 열들의 수는 사용자 장비로부터의 랭크 표시와 동등하다.

상기 실시예에서, 제1 코드북 정보는 랭크 표시 및 코드워드 표시를 포함할 수 있다. 제1 매트릭스는 랭크 표시에 따라서 정규화된 매트릭스일 수 있는데, 예를 들어 제1 매트릭스는 상기 수학식에 나타낸 바와 같은 매트릭스를

로 나눔으로써 생성된 매트릭스일 수 있다.

eNB가 4개의 안테나로 구성되는 예, 즉, 제1 안테나들의 그룹이 안테나 A1과 A2를 포함하고, 제1 편파 방향을 가지며, 한편 제2 안테나들의 그룹이 안테나 B1과 B2를 포함하고 제2 편파 방향을 갖는 예를 들어보자. 여기서 안테나 A1은 안테나 B1과 교차 편파되고, 안테나 A1은 안테나 B2와 교차 편파된다.

을 N개 포인트를 가진 DFT 벡터라고 하면, 이것은 동일 편파 방향상에서의 안테나 요소들 사이의 위상 관계를 나타낸다.

랭크

인 4가지 경우에 대응하여, 상기 코드북의 각각의 코드워드들에 대응하는 제1 매트릭스들은 제각기 이하 수학식에서 나타낸 바와 같은 매트릭스의 첫 번째 열, 첫 번째부터 2번째까지의 열들, 첫 번째부터 3번째까지의 열들 및 첫 번째부터 4번째까지의 열들로 구성된 서브 매트릭스들일 수 있다:

여기서,

및 θ는 2개 서브 그룹 사이의 진폭 및 위상의 조절들을 표시한다.

이 직교성과 네스팅의 특징들을 가지기 때문에, 코드북 및 그것의 매트릭스도 직교성과 네스팅의 특징들을 가지며, 이는 실제 적용에 유익하다.

상기

이 상수 모듈러스를 가진다면,

로 설정되며, 따라서 랭크 4에 대응하는 코드북의 매트릭스는 이하의 수학식으로서 나타내어질 수 있다:

랭크

에 대응하는 코드북의 매트릭스들에 대해서는, 상기 수학식에서의

의 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 열들이 취해질 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예들의 기술이 여기서의 통신 네트워크에서 4개의 송신 안테나를 갖도록 구성된 eNB의 응용 시나리오에 의해 이루어지지만, 당업자는 안테나들의 특정 수는 본 발명에 대한 제한 사항이 아니라는 점을 알 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, S12 단계는 랭크 표시에 따른 제1 코드북의 결정 및 코드워드 표시에 따른 제1 코드북으로부터의 제1 코드워드의 결정 단계들을 추가로 포함할 수 있다.

게다가, 선택적으로, 상기 실시예에서의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 DFT 벡터 형식일 수 있으며, 여기서 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 제2 행 서브 매트릭스는 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 진폭 조절량 및 그들 사이에서의 위상 조절량을 모두 반영한다.

상기 실시예에 따라서 수행된 실험에서, 시스템 실험은 19개 사이트 셀(57개 오각형 섹터) 상에서 수행된다. 실험들의 파라미터들 및 조건은 표 1에 나타내어진다.

본 발명의 몇몇 실시예들에서의 제안된 코드북과 Rel-10 코드북 사이의 시스템 성능의 비교는 표 2에 나타내어진다.

실험 결과는 본 발명의 실시예들에서의 제안된 코드북이 MU-MIMO 및 CoMP (시나리오 2) 모드들을 고려할 때 Rel-10 코드북을 넘어서고, 이는 평균 셀 스펙트럼 효율 및 셀 에지 사용자 스펙트럼 효율의 이득들을 각각 24%-29% 및 14%-24%만큼 향상시킨다는 것을 예시하고 있다.

도 3은 본 발명의 양태의 실시예에 따라서 네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 장치(100)의 기능 블록도이다. 장치(100)는 eNB에 배치될 수 있고, 코드북 정보 수신 유닛(101), 코드북 코드워드 결정 유닛(102) 및 데이터 생성 유닛(103)을 포함한다.

코드북 정보 수신 유닛(101)은 사용자 장비로부터 제1 코드북 정보를 수신하기 위한 것이다.

코드북 코드워드 결정 유닛(102)은 제1 코드북 정보에 따라서 제1 코드북 및 그 안의 제1 코드워드를 결정하기 위한 것이다.

데이터 생성 유닛(103)은 제1 코드워드에 따라서 제1 데이터를 생성하기 위한 것이다.

여기서 제1 코드워드는 제1 매트릭스에 대응하고, 제1 매트릭스의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 제각기 제1 및 제2 안테나들의 그룹들에 대응하고; 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 제2 행 서브 매트릭스는 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량을 반영하고; 제1 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교한다.

선택적으로, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 DFT 벡터 형식들을 갖고, 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 제2 행 서브 매트릭스는, 상이한 채널 조건들에 적응하기 위하여, 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량, 및 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 진폭 조절량의 둘 모두를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 양태의 실시예에 따라서 통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 장치(200)의 기능 블록도이다. 장치(200)는 eNB에 배치되거나 다른 디바이스들에 배치될 수 있다. 코드북이 생성된 후, 코드북은 이를 이용할 필요가 있는 eNB 또는 사용자 장비에게 전달된다. 장치(200)는 제1 행 서브 매트릭스 생성 유닛(201), 제2 코드북 생성 유닛(202), 및 제2 행 서브 매트릭스 생성 유닛(203)을 포함한다.

제1 행 서브 매트릭스 생성 유닛(201)은 각각의 랭크들에 대해 제각기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스를 생성하기 위한 것이다.

제2 행 서브 매트릭스 생성 유닛(202)은 제1 안테나들의 그룹에 대한 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여 각각의 랭크들에 대해 제각기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하기 위한 것이다.

제2 코드북 생성 유닛(203)은 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스에 따라서 제2 코드북을 생성하기 위한 것이다.

선택적으로, 상기 제2 코드북은 매트릭스이고, 이 매트릭스에서 각각의 열 벡터들 사이에 직교성이 있고, 양호하게는 제2 코드북은 네스팅되도록 또한 구성될 수 있다.

본 분야의 당업자에게는, 본 발명이 상기 예시적 실시예의 세부 사항들에 국한되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 사상 또는 기본 특징에서 벗어나지 않고서 다른 특정한 구현들에 의해 구현될 수 있다는 것이 명백하다. 그러므로, 어떤 점에도 불구하고, 실시예들은 예시적으로 해석해야 하고 제한으로 해석해서는 안 되며, 청구범위들에서의 어떠한 참조 번호도 관련 청구범위에 대한 제한으로 간주해서는 안 된다. 더욱이, 분명히, 용어들 "포함하고" 및 "포함한다"는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니며 단수 용어들은 "복수"의 그런 요소를 배제하는 것이 아니다. 장치 청구범위들에 기재된 다수의 구성요소들은 구성요소마다 소프트웨어 또는 하드웨어를 통하여 구현될 수 있다. 용어들 "제1" 및 "제2" 및 기타 등등은 명칭들을 표시하는 데 사용되는 것이고, 어떠한 특정 순서도 표시하는 것은 아니다.

Claims

네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 방법으로서 - 상기 네트워크 디바이스는 교차 편파(cross-polarized) 선형 안테나 어레이를 포함하고, 상기 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함함 -,
A. 사용자 장비로부터 제1 코드북 정보를 수신하는 단계;
B. 상기 제1 코드북 정보에 따라 제1 코드북 및 그 안의 제1 코드워드를 결정하는 단계; 및
C. 상기 제1 코드워드에 따라 제1 데이터를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 코드워드는 제1 매트릭스에 대응하고, 상기 제1 매트릭스의 제1 행 서브 매트릭스(row sub-matrix) 및 제2 행 서브 매트릭스는 상기 제1 안테나들의 그룹 및 상기 제2 안테나들의 그룹에 각각 대응하고, 상기 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 상기 제2 행 서브 매트릭스는 상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량을 반영하며, 상기 제1 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 코드북은 네스팅(nest)되도록 설정되는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 코드북 정보는 랭크 표시 및 코드워드 표시를 포함하고, 상기 제1 매트릭스는 상기 랭크 표시에 따라 정규화된 매트릭스인 방법.
제3항에 있어서, 단계 B는,
상기 랭크 표시에 따라 상기 제1 코드북을 결정하는 단계; 및
상기 코드워드 표시에 따라 상기 제1 코드북으로부터 상기 제1 코드워드를 결정하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 상기 제2 행 서브 매트릭스는 DFT 벡터 형식들을 가지며, 상기 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 상기 제2 행 서브 매트릭스는 상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량 및 진폭 조절량을 반영하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 제1 매트릭스는 이하의 수학식:

에 나타낸 바와 같은 매트릭스의 1~r 열들이고,
여기서,
는 상기 진폭 조절량을 표시하며,
이고, θ는 상기 위상 조절량을 표시하고, r는 상기 랭크 표시를 나타내며,
이고,
은 이하의 수학식:

으로 표현되고,
여기서, N은 상기 제1 안테나들의 그룹 또는 상기 제2 안테나들의 그룹의 DFT 빔들의 수를 표시하며,
는 상기 네트워크 디바이스에 의해 구성된 안테나들의 수를 표시하는 방법.
제6항에 있어서,
이고, 상기 제1 코드북의 크기는 2 비트보다 큰 방법.
통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 방법으로서 - 상기 통신 네트워크는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 갖도록 구성되고, 상기 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함함 -,
각각의 랭크들에 대해 각각 상기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계 - 상기 각각의 랭크들은 생성될 코드북들에 대응함 -;
상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여, 상기 각각의 랭크들에 대해 각각 상기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계; 및
상기 제1 행 서브 매트릭스 및 상기 제2 행 서브 매트릭스에 따라 제2 코드북을 생성하는 단계
를 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 제2 코드북은 제2 매트릭스이고, 상기 제2 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교하고, 상기 제2 코드북은 네스팅되도록 설정되는 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 매트릭스를 정규화하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계는,
상기 각각의 랭크들에 대해 각각 DFT 벡터 형식으로 상기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 상기 제1 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계는,
상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량 및 진폭 조절량에 기초하여, 상기 각각의 랭크들에 대해 각각 상기 DFT 벡터 형식에 기초하여 상기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 상기 제2 행 서브 매트릭스를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
네트워크 디바이스에서 데이터를 생성하기 위한 장치로서 - 상기 네트워크 디바이스는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 포함하고, 상기 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함함 -,
사용자 장비로부터 제1 코드북 정보를 수신하기 위한 코드북 정보 수신 유닛;
상기 제1 코드북 정보에 따라 제1 코드북 및 그 안의 제1 코드워드를 결정하기 위한 코드북 코드워드 결정 유닛; 및
상기 제1 코드워드에 따라 제1 데이터를 생성하기 위한 데이터 생성 유닛
을 포함하고,
상기 제1 코드워드는 제1 매트릭스에 대응하고, 상기 제1 매트릭스의 제1 행 서브 매트릭스 및 제2 행 서브 매트릭스는 상기 제1 안테나들의 그룹 및 상기 제2 안테나들의 그룹에 각각 대응하고, 상기 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 상기 제2 행 서브 매트릭스는 상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량을 반영하며, 상기 제1 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 행 서브 매트릭스 및 상기 제2 행 서브 매트릭스는 DFT 벡터 형식들을 가지며, 상기 제1 행 서브 매트릭스에 대하여, 상기 제2 행 서브 매트릭스는 상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량 및 진폭 조절량을 반영하는 장치.
통신 네트워크용의 코드북을 생성하기 위한 장치로서 - 상기 통신 네트워크는 교차 편파 선형 안테나 어레이를 갖도록 구성되고, 상기 교차 편파 선형 안테나 어레이는 교차 편파 제1 및 제2 안테나들의 그룹들을 포함함 -,
각각의 랭크들에 대해 각각 상기 제1 안테나들의 그룹에 대응하는 제1 행 서브 매트릭스를 생성하기 위한 제1 행 서브 매트릭스 생성 유닛;
상기 제1 안테나들의 그룹에 대한 상기 제2 안테나들의 그룹의 위상 조절량에 기초하여, 상기 각각의 랭크들에 대해 각각 상기 제2 안테나들의 그룹에 대응하는 제2 행 서브 매트릭스를 생성하기 위한 제2 행 서브 매트릭스 생성 유닛; 및
상기 제1 행 서브 매트릭스 및 상기 제2 행 서브 매트릭스에 따라 제2 코드북을 생성하기 위한 제2 코드북 생성 유닛
을 포함하는 장치.
제14항에 있어서, 상기 제2 코드북은 제2 매트릭스이고, 상기 제2 매트릭스의 각각의 열 벡터들은 직교하고, 상기 제2 코드북은 네스팅되도록 설정되는 장치.