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KR102300532B1 - 빔 포밍 시스템에서 채널 정보 피드백을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

빔 포밍 시스템에서 채널 정보 피드백을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR102300532B1
KR102300532B1 KR1020140119136A KR20140119136A KR102300532B1 KR 102300532 B1 KR102300532 B1 KR 102300532B1 KR 1020140119136 A KR1020140119136 A KR 1020140119136A KR 20140119136 A KR20140119136 A KR 20140119136A KR 102300532 B1 KR102300532 B1 KR 102300532B1
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Abstract

본 발명은, 빔 포밍 시스템에서 채널 정보의 피드백을 위한 송신기의 방법에 있어서, 수신기와의 채널 관련 정보를 이용하여, 상기 수신기가 상기 수신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 피드백할 지 여부를 결정하는 과정과, 상기 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 피드백 모드를 상기 수신기에게 통보하는 과정과, 상기 수신기로부터 상기 피드백 모드를 기반으로 구성된 피드백 정보를 수신하면, 상기 피드백 정보를 기반으로 상기 유효 채널을 재구성한 후, 재구성된 유효 채널을 통해서 신호를 송신하는 과정을 포함한다.

Description

빔 포밍 시스템에서 채널 정보 피드백을 위한 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL INFORMATION FEEDBACK IN A BEAM FORMING SYSTEM}
본 발명은 빔 포밍 시스템에서 채널 정보 피드백을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 계속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽의 수요를 충족시키기 위해서 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 방안들이 연구되어 왔다. 이러한 방안 중 하나로 밀리미터파(mmWave) 대역에서 넓은 주파수 대역을 활용하는 빔포밍(BF: beamforming) 기반의 기지국을 사용함으로써 셀룰러 시스템의 획기적인 용량증대를 기대할 수 있다.
한편, 다수 개의 정보를 단일 사용자 혹은 다중 사용자에게 전송하기 위하여, 기존 LTE(Long Term Evolution)-Advanced 등의 표준에서 고려되는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서는 다수 개의 디지털 패스(Digital path) 혹은 RF(Radio Frequency) chain을 보유하고 있다. 이러한 다수 개의 디지털 패스를 사용하여 MIMO 통신을 수행할 경우, 다이버시티 이득(diversity gain) 혹은 멀티플렉싱 이득(multiplexing gain) 등의 성능 이득을 획득할 수 있다. 하지만, 더 큰 이득을 얻기 위하여 디지털 패스의 수를 증가시킬 경우, 디지털 패스 간의 동기화, 비용, 운용 복잡도 등의 문제가 발생할 수 있다.
그러므로, 밀리미터파 대역에서 효율적으로 높은 통신 용량을 얻기 위하여 하이브리드(Hybrid)-BF 시스템을 고려해볼 수 있다. 이러한 하이브리드 BF 시스템에서 다중 사용자 혹은 단일 사용자에게 신호를 송신하기 위해서는 기지국이 단말로부터 채널 관련 정보를 피드백 받고, 이를 기반으로 신호를 송수신한다.
그러므로, 다수 개의 정보를 단일 사용자 혹은 다중 사용자에게 전달하는 환경에서는, 기지국이 단말로부터 보다 정확한 채널 관련 정보를 획득할 필요가 있다.
본 발명은 단일 사용자 혹은 다중 사용자에게 다수의 신호를 송신하는 환경에서 단말이 유효 채널에 대해 보다 정확한 채널 관련 정보를 기지국에게 피드백하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은; 빔 포밍 시스템에서 채널 정보의 피드백을 위한 송신기의 방법에 있어서, 수신기와의 채널 관련 정보를 이용하여, 상기 수신기가 상기 수신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 피드백할 지 여부를 결정하는 과정과, 상기 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 피드백 모드를 상기 수신기에게 통보하는 과정과, 상기 수신기로부터 상기 피드백 모드를 기반으로 구성된 피드백 정보를 수신하면, 상기 피드백 정보를 기반으로 상기 유효 채널을 재구성한 후, 재구성된 유효 채널을 통해서 신호를 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 다른 방법은; 빔 포밍 시스템에서 채널 정보를 피드백하는 수신기의 방법에 있어서, 송신기로부터 기준 신호를 수신하면, 상기 송신기로부터 수신한, 상기 송신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 피드백할지 여부를 지시하는 피드백 모드를 확인하는 과정과, 상기 기준 신호에 대해 상기 피드백 모드에 상응하게 채널 정보를 구성하여 상기 송신기에게 피드백하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는; 빔 포밍 시스템에서 채널 정보의 피드백을 위한 송신기에 있어서, 수신기와의 채널 관련 정보를 이용하여, 상기 수신기가 상기 수신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 피드백할 지 여부를 결정하고, 송수신부를 통해서 상기 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 피드백 모드를 상기 수신기에게 통보하는 제어부와, 상기 수신기로부터 상기 피드백 모드를 기반으로 구성된 피드백 정보를 수신하면, 상기 피드백 정보를 기반으로 상기 유효 채널을 재구성하는 유효채널 재구성부와, 상기 재구성된 유효 채널을 통해서 신호를 송신하는 상기 송수신부를 포함한다.본 발명의 실시 예에 따른 다른 장치는; 빔 포밍 시스템에서 채널 정보를 피드백하는 수신기에 있어서, 송신기로부터 기준 신호를 수신하면, 상기 송신기로부터 수신한, 상기 송신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 피드백할지 여부를 지시하는 피드백 모드를 확인하는 제어부와, 상기 기준 신호에 대해 상기 피드백 모드에 상응하게 채널 정보를 구성하는 피드백 정보 생성부와, 상기 채널 정보를 상기 송신기에게 피드백하는 송수신부를 포함한다.
본 발명은, 채널 상황에 따라 결정된 피드백 모드에 따라 수신기가 PMI 뿐만 아니라, 유효 채널 관련 정보를 송신기에게 피드백함으로써, 이를 기반으로 송신기는 실제 채널에 가까운 채널을 복구할 수 있고, 이에 따라 시스템의 전송 용량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 하이브리드 BF 기반 시스템의 구성도의 일 예,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 전체 동작 흐름도의 일 예,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 동작 흐름도의 일 예,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 구성도의 일 예,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 구성도의 일 예.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에서는 단일 사용자 혹은 다중 사용자에게 다수의 신호를 송신하는 환경에서 단말이 유효 채널에 대해 보다 정확한 채널 관련 정보를 기지국에게 피드백하도록 하기 위한 방법 및 장치를 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 하이브리드 BF 기반 시스템의 구성도의 일 예이다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 BF 기반 시스템(100)은 일 예로, 송신기(110)와 수신기(120)를 포함하여 구성된다. 상기 송신기(110)는 각각 MIMO 채널을 형성하기 위해서 미리 결정된 개수의 어레이 안테나들(116)을 구비한다. 설명의 편의상, 상기 어레이 안테나들(116-1~116-n)이 총 n개 구비된 경우를 가정하자. 상기 어레이 안테나들(116-1~116-n) 각각은 미리 결정된 수의 안테나 원소들로 구성된다. 여기서는, 각 어레이 안테나들을 구성하는 안테나 원소들의 수가 동일한 경우를 예시하고 있으나, 어레이 안테나 별로 상이한 수의 안테나 원소들로 구성될 수도 있다. 상기 수신기(120) 역시 송신기(110)의 어레이 안테나들과 동일하게 구성되는 어레이 안테나들(122-1~122-m)을 구비할 수 있다. 여기서는, 일 예로, 수신기(120)의 어레이 안테나들(122)의 총 수를 m인 경우로 가정하였다. 상기 m과 n은 각각 1이상의 자연 수로서, 실시 예에 따라 서로 동일한 값으로 설정될 수도 상이한 값으로 설정될 수도 있다.
상기 송신기(110)는 전송할 신호에 대해 부호화 및 프리코딩하기 위한 MIMO 엔코더(encoder, 112)와, 기저대역 프리코더(114)를 구비하고, 상기 수신기(120)는 상기 어레이 안테나들(122)을 통해서 수신되는 신호를 컴바이닝하고 복호하기 위한 기저대역 컴바이너(124) 및 MIMO 디코더(126)를 구비한 경우를 도시하고 있다. 상기한 송신기(110) 및 수신기(120) 각각은 설명의 편의상 개략적인 구성들을 포함하고 있는 형태로 도시되어 있는 것으로, 본 발명의 실시 예에 따라 보다 세부적인 구성들로 구체화될 수 있다.
상기한 바와 같은 하이브리드 BF 기반 통신 시스템에서 송신기는 다중 사용자 혹은 단일 사용자에게 다수의 신호를 송신(이하, '멀티플렉싱(multiplexing) 전송'이라 칭함)하는 경우, 해당 수신기를 통해서 피드백(feedback)받은 채널 관련 정보를 다양한 목적으로 활용할 수 있다. 대표적인 예로, 송신기는 멀티플렉싱 전송 시 상기한 채널 관련 정보를 기반으로 하는 프리코딩(Precoding) 방식을 적용함에 따라 다중 안테나를 가진 단일 사용자의 신호간 간섭, 혹은 다중 사용자 간의 간섭을 감소시킴으로써 시스템 전송 용량을 증가시킬 수 있다.
상기한 하이브리드 BF 기반 통신 시스템에서 주파수 분할 듀플렉싱(FDD: Frequency Division Duplexing)을 사용하는 경우를 가정하자. 이 경우, 수신기는 송신기로부터 기준 신호(reference signal)를 수신하면, 수신한 기준 신호를 이용하여 상기 송신기 및 수신기 사이의 채널 정보를 추정할 수 있다. 그리고, 상기 추정된 채널 정보를 상기 송신기에게 피드백한다. 예를 들어, LTE-Advanced 시스템의 경우, 상기 추정된 채널 정보의 피드백을 PMI(Precoding Matrix Indicator) 피드백이라 칭 한다. 그리고, 수신기로부터 피드백 받은 PMI는 송신기가 수신기에 대한 프리코딩 매트릭스 형성 시 사용된다. 구체적으로, 송신기 및 수신기는 프리코딩 매트릭스들을 미리 저장하고, 상기 PMI는 상기 프리코딩 매트릭스들 중 하나를 지시한다.
또한, 수신기가 송신기에게 CQI(Channel Quality Indicator) 등을 더 전송하고, 이를 기반으로, 송신기가 스케쥴링(scheduling), MCS (Modulation and Coding Scheme) 선정 등에 사용되도록 할 수 있다.
상기한 하이브리드 BF 기반 시스템(100)이 밀리미터파 대역에서 동작할 경우, 높은 주파수 대역으로 인해 매우 작은 안테나 폼 팩터(antenna form factor)를 가지게 된다. 그러므로, 다수개의 어레이(array) 안테나들을 이용한 빔포밍 시스템의 구성이 매우 용이하게 된다. 이러한 밀리미터파 대역에서의 빔포밍은, 각 어레이 안테나 원소에 서로 다른 위상천이 값을 적용함으로써 원하는 방향으로 빔 방향을 변경하여 전송할 수 있다. 그리고, 밀리미터파 대역에서의 높은 패스 로스(pathloss)를 보상하기 위하여 각 안테나 원소를 좁은 빔폭을 갖도록 배치할 수 있다.
이에 따라, 도 1에 도시한 바와 같은 하이브리드 BF 기반 통신 시스템(100)은 어레이 안테나를 이용하여 빔을 형성한다는 점에서 기존의 MIMO 시스템 대비 차이점을 갖는다.
구체적으로, 다중 사용자들에 대한 상기한 하이브리드 BF 기반 통신 시스템을 구성할 경우, 구비한 어레이 안테나들의 개수를 증가시킴에 따라 각 어레이 안테나의 빔이 샤프(sharp)할수록, 해당 안테나에 대한 유효 채널 이득(gain) 값의 차이가 크게 나타난다. 예를 들어, 단일 빔이 하나의 사용자만을 위한 신호를 전송하는 BDMA(Beam Division Multiple Access) 형태의 통신을 가정하면, 상기 단일 빔에 대응하는 안테나에 대한 유효 채널의 이득값이 나머지 안테나들에 비해 매우 높은 값을 가지며, 상기 나머지 안테나들 각각에 대한 유효 채널의 이득값은 “0”에 가까운 값을 갖게 될 수 있다.
한편, 기존의 무선 통신 표준들 중 일 예로, LTE-Advanced에서는 PMI 피드백을 위해 유니터리(Unitary) 행렬을 기반으로 하는 코드북(code book)을 사용한다. 유니터리 행렬은 채널 이득의 편차가 크지 않고 유니폼(uniform)한 특성을 갖는다. 그러므로, 하이브리드 BF 기반 통신 시스템에서 멀티플렉싱 전송 시, 상기한 유니터리 행렬 기반 코드북을 사용할 경우, MIMO 채널을 정확하게 나타내기 어려웠다.
그러므로, 이하 본 발명의 실시 예에서는, 보다 정확한 MIMO 통신을 위한 유효 채널 관련 정보를 피드백하는 방안을 제안한다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에서는 수신기가 송신기와의 유효 채널을 추정한 후, 상기 유효 채널 관련 정보로서 PMI 정보 이외에 유효 채널 원소들의 이득 정보를 함께 송신기에게 피드백할 수 있다. 시스템의 특성에 따라 혹은 송신 모드에 따라 유효 채널 원소들의 이득 정보가 피드백될 필요가 없는 상황이 존재한다. 예를 들어, 빔 폭이 넓은 시스템의 경우가 해당한다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에서는, 수신기가 추정한 송신기와의 유효 채널 원소들의 이득과, PMI 각각에 대해 독립적인 코드북을 형성하여 사용함으로써, 피드백 비트 수를 유연하게 운용하여 시스템 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 전체 동작 흐름도의 일 예이다. 여기서, 송신기는 적어도 하나의 사용자에 대한 멀티플렉싱 전송을 수행한다. 실시 예에 따라 송신기는 단일 사용자가 다수의 어레이 안테나들을 구비하여 수신기와 멀티플렉싱 전송을 수행하거나, 다수의 사용자가 수신기와 멀티플렉싱 전송을 수행할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 200단계에서 송신기는 적어도 하나의 수신기에 대해 페루프(closed-loop) MIMO 모드를 설정할 수 있다. 여기서는 설명의 편의상, 상기 송신기가 미리 결정된 수의 안테나 원소들로 구성된 안테나 어레이를 구비한 하나의 수신기와 페루프 MIMO 모드를 설정한 경우를 가정하자. 한편, 다른 실시 예에 따라 송신기가 해당 수신기와의 페루프 MIMO 모드를 설정하는 과정은, 205단계에서 빔 패스(path) 별로 기준 신호를 전송한 후, 수신기로부터 수신한 피드백 정보를 고려하여 설정 여부를 결정할 수도 있다.
그리고, 205단계에서 상기 송신기는 자신이 구비한 송신 안테나 원소들 각각에 대응하는 송신빔을 통해서 해당 안테나 원소와 상기 수신기가 구비한 수신 안테나 원소들 각각에 대응하는 수신빔으로 구성되는 빔 패스(path) 별로 기준 신호를 송신한다. 다시 말해서, 하나의 송신 안테나 원소에 대응하는 송신빔은 모든 수신 안테나 원소들의 수신빔들 각각과의 1대 1 페어(pair) 관계를 갖는다.
210단계에서 상기 송신기는 상기 수신기로부터 최적의 송수신 빔 인덱스, 상기 최적의 송수신 빔에 대한 이득값을 채널 관련 정보로 피드백 받는다. 상기 최적의 송수신 빔 인덱스는, 송수신 빔 조합들 중 상기 수신기가 상기 송신기로부터 수신한 기준 신호들의 신호 세기 값들 중 가장 높은 신호 세기를 갖는 송수신 빔 조합에 대응하는 송신빔 및 수신빔의 인덱스로 결정될 수 있다.
그러면, 215단계에서 상기 송신기는 수신기로부터 수신한 채널 관련 정보를 기반으로 피드백 모드(mode)를 선택하고, 선택된 피드백 모드를 수신기에게 통보한다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 모드는, 수신기 측으로 기준 신호를 송신하는 송신빔의 빔폭 또는 어레이 안테나를 구성하는 안테나 원소들의 개수, 수신기로부터 획득한 채널 관련 정보, 및 상기 수신기가 지원 가능한 송신 모드(TM: transmission mode) 즉, 현재의 MIMO 모드가 SU(single user) 모드인지 MU(multiple user) 모드인지 등에 따라서 결정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 피드백 모드는 단말이 피드백하는 채널 관련 정보가 PMI를 포함하는 모드와, PMI 및 유효 채널 원소의 이득 정보를 모두 포함하는 모드 중 하나로 선택될 수 있다. 그리고, 상기 피드백 모드는 일 예로, PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해서 수신기에게 통보될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 모드는 예를 들어, 1비트(bit)로 유효 채널 원소의 이득 정보의 전송 여부를 지시하는 형태로 설정될 수도 있다.
구체적인 실시 예에 따라 본 발명의 실시 예에 따라 피드백 모드를 결정하는 3가지 기준 예를 들 수 있다. 첫 번째 기준은, 송신기의 안테나 원소들의 수 및 그에 따른 빔폭으로 결정될 수 있다. 먼저, 안테나 원소들의 개수가 미리 결정된 개수 이상인 조건을 만족하는 경우이다. 이 경우, 각 안테나 원소 간 빔폭은 상대적으로 좁아질 것이며, 이에 따라 수신기 측에서 보다 정확한 유효 채널 추정이 야기되므로, 수신기의 피드백 모드는 PMI 및 유효 채널 원소의 이득 정보를 모두 전송하는 모드로 선택될 수 있다. 반대로, 상기 안테나 원소들의 개수가 미리 결정된 개수 미만인 경우, 안테나 원소 간 빔폭은 상대적으로 넓어질 것이며, 이에 따라 수신기 측에서 채널 추정이 쉬워질 것이다. 따라서, 이 경우, 수신기의 피드백 모드는 PMI만 전송하는 모드로 선택될 수 있다. 다음으로, 송신기와 수신기 간에 구성된 유효 채널을 구성하는 유효채널원소간의 값의 차이가 미리 결정된 기준값 이상인 경우, 송신빔들은 상대적으로 좁은 빔을 형성할 것이므로, 수신기의 피드백 모드는 PMI 및 유효 채널 원소의 이득 정보를 모두 전송하는 모드로 선택될 수 있다. 마찬가지로, 반대의 경우, 유효채널원소간의 값의 차이가 미리 결정된 기준값 미만인 경우, 상기 송신빔들은 상대적으로 넓은 빔을 형성할 것이므로, 수신기의 피드백 모드는 PMI만을 전송하는 모드로 선택될 수 있다.
마지막으로, MU 기반 MIMO 모드인 경우, SU 기반 MIMO 모드에 비해 송수신기 간의 채널 환경이 상대적으로 열악할 것이다. 이에 따라 수신기의 피드백 모드는 PMI 및 유효 채널 원소의 이득 정보를 모두 전송하는 모드로 선택될 수 있다. 그리고, SU 기반 MIMO 모드인 경우, 수신기의 피드백 모드는 PMI만을 전송하는 모드로 선택될 수 있다.
그리고, 220단계에서 상기 송신기는 전송하고자 하는 신호의 송신 대상을 결정하는 사용자 스케쥴링 및 상기 신호의 전송 시 사용할 송신 빔을 선택한다. 일 예로, 상기 송신 대상은 상기 수신기이며, 상기 송신빔은 상기 최적의 송수신빔 인덱스에 대응하는 송신빔으로 선택된 경우를 가정하자. 그리고, 상기 송신기는 상기 선택된 송신빔을 통해서 상기 선택된 수신기에게 기준 신호를 전송한다. 다른 예로, 다수의 사용자들이 송신기 각각에 대해 2개의 송신빔을 선택할 경우, 각 사용자가 선택한 송신빔들이 상이할 수 있다. 이 경우, 송신기는, 각 사용자가 선택한 송신빔들 중 최적의 송신빔 2개를 선택할 수도 있다.
이후, 225단계에서 상기 송신기는 상기 선택된 송신빔을 통해서 기준 신호를 전송한 후, 수신기로부터 상기 기준 신호를 기반으로 본 발명의 실시 예에 따른 채널 피드백 정보를 수신한다. 이때, 상기 채널 피드백 정보는 상기 통보한 피드백 모드에 따라 구성된다. 예를 들어, 상기 통보한 피드백 모드가 PMI와 유효 채널 원소의 이득 정보를 모두 전송하는 모드인 경우, 상기 채널 피드백 정보는 PMI 및 유효 채널 원소의 이득 정보를 포함한다. 또는, 상기 통보한 피드백 모드가 PMI만을 전송하는 모드일 경우, 상기 채널 피드백 정보는 PMI만을 포함한다.
그리고, 230단계에서 상기 송신기는 상기 채널 피드백 정보를 이용하여 상기 수신기와의 유효 채널을 재구성한 후, 재구성된 유효 채널을 기반으로 상기 수신기에게 신호를 송신한다.
이하, 본 발명의 실시 예에서는 송신기 및 수신기간의 채널 피드백 정보를 선택하는 방법, 상기 채널 피드백 정보에 포함될 수 있는 유효 채널 원소들의 이득 정보를 선택하는 방법, 상기 이득 정보의 피드백 비트수 설정 방법 및 시스템 특성에 따라 이득 정보의 피드백 여부를 결정하는 방법들을 설명할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 동작 흐름도의 일 예이다.
도 3을 참조하면, 설명의 편의상 도 2의 220단계를 통해서 송신기가 수행한 사용자 스케쥴링을 통해서 상기 수신기가 선택되고, 선택된 송신빔을 통해서 상기 수신기에게 기준 신호가 송신된 상황을 가정하자. 이에 따라, 300단계에서 수신기는 상기 송신빔을 통해서 전송된 기준 신호를 수신한다. 그러면, 305단계에서 상기 수신기는 상기 기준 신호를 기반으로, 상기 송신기와의 유효채널을 추정한다. 여기서, 상기 수신기가 추정한 유효 채널은 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다. 설명의 편의상, 상기 송신기는 단일 디지털 패스를 사용하는 K명의 사용자 각각에게 MIMO 통신을 수행하는 MU-MIMO 모드를 가정할 수 있다. 여기서, 사용자 별 디지털 패스도 해당 어레이 안테나에 연결되어 빔 이득을 획득할 수 있다. 이러한 효과는 하기 <수학식 1>과 같이 추정된 유효채널에 반영되어 있다. 다른 실시 예에 따라 단일 사용자가 다중 디지털 패스를 사용하는 SU-MIMO 모드에서도 적용 가능함은 물론이다.
Figure 112014085475042-pat00001
여기서, NDP는 송신기를 기준으로 K개의 사용자들과의 디지털 패스들의 수(Number of Digital paths), 혹은 RF chain들의 개수이며, K는 사용자 즉, 수신기의 개수이다. 상기한 유효 채널을 구성하는 유효 채널 원소
Figure 112014085475042-pat00002
들 각각은, 일 예로,
Figure 112014085475042-pat00003
와 같이 이득값
Figure 112014085475042-pat00004
과, 각도
Figure 112014085475042-pat00005
로 표현 가능하다. 여기서, i는 사용자 번호이며, j는 송신기에서의 디지털 패스의 번호로 해당 송신빔 및 수신빔으로 구성될 수 있다. 그리고,
Figure 112014085475042-pat00006
는 j번째 디지털 패스와 i번째 사용자간의 채널을 나타내고,
Figure 112014085475042-pat00007
는 송신기가 측정한
Figure 112014085475042-pat00008
을 나타낸다.그러면, 310단계에서 수신기는 추정된 유효 채널에 대응하는 채널 피드백 정보를 결정한다. 본 발명의 실시 예에 따른 채널 피드백 정보는 PMI 뿐만 아니라, 수신기가 추정한 유효 채널 원소들의 이득 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 채널 피드백 정보는, 송신기가 통보한 피드백 모드에 상응하게 구성되므로, 설명의 편의상, 수신기는 상기 송신기로부터 PMI 및 유효 채널 원소의 이득 정보를 모두 피드백하는 모드로 통보받은 경우를 가정하자.
구체적으로, 수신기는 본 발명의 실시 예에 따라 다른 알고리즘을 사용하여 추정된 유효 채널에 대응하는 채널 피드백 정보를 결정할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 총 3가지 방식 즉, 조인트 서치(joint search) 방식, 시퀀셜(sequential) 서치 방식 및 독립적(independent) 서치 방식 중 하나를 사용하여 채널 피드백 정보를 결정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 채널 피드백 정보는 수신기가 추정한 유효 채널 원소들의 이득 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, 이득 정보는 유효 채널 원소들의 후보 이득 벡터들로 구성된 집합에 대응하는 이득 코드북을 기반으로 결정된다. 본 발명의 실시 예에 따른 이득 코드북은 송수신기 간에 미리 저장하고 있는 경우를 가정하자. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 이득 정보는 수신기가 추정한 유효 채널 원소의 이득 벡터들에 대응하는 이득 코드북 인덱스(CGI: channel gain index)와, 코드 북 내에서의 해당 이득 벡터들의 위치를 지시하는 순열 행렬 인덱스(PTI: Permutation matrix index) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
-채널 피드백 정보 선택 방법
1)조인트 서치 방식
본 발명의 실시 예에 따라 수신기는 추정한 송신기와의 유효 채널을 기반으로, 조인트 서치 방식을 이용하여 하기 <수학식 2>를 만족하는 이득 벡터들의 집합 및 프리코딩 벡터들의 집합을 선택하고, 선택된 집합들 각각에 대응하는 정보를 송신기에게 피드백할 채널 피드백 정보로 구성한다.
Figure 112014085475042-pat00009
여기서,
Figure 112014085475042-pat00010
는 사용자 즉, 수신기 k가 조인트 서치 방식에 따라 선택한 이득 벡터들의 집합,
Figure 112014085475042-pat00011
에 포함된 원소 벡터 중 하나(
Figure 112014085475042-pat00012
)를 나타내고,
Figure 112014085475042-pat00013
는 상기 수신기 k가 조인트 서치 방식에 따라 선택한 프리코딩 벡터의 집합,
Figure 112014085475042-pat00014
에 포함된 원소 벡터 중 하나(
Figure 112014085475042-pat00015
)를 나타낸다. 그리고, NCGI는 각 단말에서 피드백하는 CGI의 피드백 비트수이고,
Figure 112014085475042-pat00016
는 이득 코드북을 구성하는 후보 이득 벡터들의 수를 나타낸다. 그리고, NPMI는 각 단말에서 피드백하는 PMI의 피드백 비트수이고,
Figure 112014085475042-pat00017
는 프리코딩 코드북을 구성하는 후보 프리코딩 벡터들의 수를 나타낸다. 그리고, 연산자
Figure 112014085475042-pat00018
는 Element-wise Multiplication을 나타낸다. 여기서, 수신기가 선택한 프리코딩 행렬에 대응하는 PMI 피드백 비트 수는
Figure 112014085475042-pat00019
로 설정될 수 있다.
상기한 바와 같은 조인트 서치 방식을 기반으로, 송신기에게 피드백할 PMI 및 CGI를 결정할 경우, PMI만을 전송하는 경우에 비해 복잡도가 높아지는 반면, CGI를 송신기에게 전달함에 따라 송신기가 보다 정확하게 유효 채널을 복구할 수 있어 높은 성능을 기대할 수 있다.
2)시퀀셜 서치 방식
본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 시퀀셜 서치 방식을 사용하여 송신기에게 피드백할 채널 피드백 정보를결정할 수 있다. 이 경우, 수신기는
Figure 112014085475042-pat00020
와
Figure 112014085475042-pat00021
중 하나에 대한 최적 값을 결정한 후, 나머지 하나의 최적 값을 찾는다.
구체적인 예로, 수신기 k가 추정한 유효 채널을 구성하는 이득 벡터들 중 기준
Figure 112014085475042-pat00022
를 선택하고, 선택한
Figure 112014085475042-pat00023
에게 Element-wise Multiplication을 수행한 Fixed
Figure 112014085475042-pat00024
을 이용하여, 하기 <수학식 3>을 만족하는 프리코딩 코드북,
Figure 112014085475042-pat00025
에 대응하는 PMI를 송신기에게 피드백할 채널 피드백 정보로 결정할 수 있다.
Figure 112014085475042-pat00026
또는, 수신기 k의 프리코딩 벡터들 중 기준 ck를 선택하고, 선택된 기준 ck에 대해 Element-wise Multiplication을 수행한 Fixed
Figure 112014085475042-pat00027
을 이용하여, 하기 <수학식4>를 만족하는
Figure 112014085475042-pat00028
에 대응하는 CGI를 송신기에게 피드백할 채널 피드백 정보로 결정할 수 있다.
Figure 112014085475042-pat00029
3)독립적 서치 방식
본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 독립적 서치 방식을 사용하여 송신기에게 피드백할 채널 피드백 정보를 결정할 수 있다. 이 경우, 수신기는 송신기에게 피드백할 ck와 gk 각각을 독립적으로 사용함에 따라 다른 방식들에 비해 상대적으로 계산 복잡도가 낮은 장점이 있다. 구체적으로, 상기 수신기는 추정한 유효 채널에 대해 하기 <수학식 5>를 만족하는 대응하는 gk 를 지시하는 CGI를 송신기에게 피드백할 채널 피드백 정보로 결정한다. 마찬가지로, 상기 수신기는 하기 <수학식 6>을 만족하는 ck에 대응하는 PMI를 송신기에게 피드백할 PMI로 결정한다.
Figure 112014085475042-pat00030
Figure 112014085475042-pat00031
이후, 315단계에서 상기 수신기는 상기한 바와 같은 3가지 방식 중 하나의 방식을 기반으로 선택된 gk 를 지시하는 정보 및 PMI를 채널 피드백 정보로 구성하여 송신기에게 전달한다.
-이득 코드북의 구성 방법
이하, 본 발명의 실시 예에서는, 송신기 및 수신기 간의 유효 채널에 대한 이득 코드북을 다음과 같이 구성한다.
다양한 유효 채널 원소의 이득값들을 표현하기 위해서는 코드북의 사이즈가 커지게 된다. 그리고, 시스템 특성에 따라 유효 채널 원소의 이득 정보의 피드백이 불필요한 경우가 발생할 수도 있다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 이득 코드북과 프리코딩 코드북을 독립적으로 운용한다. 이하, 알고리즘 2 내지 4에서는 각 사용자 즉, 수신기가 디지털 패스 별로 감지하는 유효 채널 이득에 대한 차이와 크기 순서를 피드백한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유효 채널의 이득 코드북을 구성하는 방법은 4개의 알고리즘을 사용하는 경우로 구분하여 설명할 수 있다.
1) 알고리즘 1
본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘 1은 유효 채널 원소의 실제 이득값들을 이용하여 이득 코드북
Figure 112014085475042-pat00032
를 형성한다. 이에 따라,
Figure 112014085475042-pat00033
는
Figure 112014085475042-pat00034
크기를 갖는 Real 행렬로서 정의된다. 본 발명의 실시 예에 따른 유효 채널의 이득 코드북은 다양한 양자화 방식을 통해서 구성 가능하다. 예를 들어, 유니폼 양자화(Uniform quantization)를 사용하거나, non-유니폼 양자화를 사용하거나, 또는 빔 폭에 따라 상이한 양자화 방식을 적용할 수도 있다.
2) 알고리즘 2
본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘 2를 사용하는 경우, 각 사용자 즉, 수신기는 크게 3개의 과정들을 통해서 유효 채널의 이득 코드북을 구성할 수 있다.
먼저, 첫 번째 과정에서 각 수신기는 추정한 송신기와의 유효 채널 원소들의 이득값들 중 최대 이득값을 '1'로 표현하기 위하여, 상기 최대 이득값을 이용하여 이득 벡터들을 노멀라이제이션(Normalization) 시킨 후, 내림차순으로 정렬시킨다. 구체적인 예로, 싱글 안테나를 갖는 2개의 사용자가 송신기와 2개의 디지털 패스를 갖는 경우를 가정하자. 이 경우, 하기 <수학식 7>에서와 같이, 사용자 1은 디지털 패스 각각의 이득 벡터에 대한 이득값이 4와 1이고, 사용자 2는 0.5와 5인 경우를 가정하자. 그러면, 사용자 1은 최대 이득값이 4이므로, 4를 이용하여 노멀라이제이션을 수행하면, 노멀라이제이션된 이득값이 1과 0.25로 나타내어진다. 마찬가지로, 사용자 2의 최대 이득값은 5이므로, 5를 이용하여 노멀라이제이션을 수행하면, 노멀라이제이션된 이득값이 0.1 및 1로 나타내어진다.
Figure 112014085475042-pat00035
다른 예로, 사용자 k에 대한 송신기와의
Figure 112014085475042-pat00036
개의 디지털 빔 패스가 형성된 경우, 사용자 k의 최대 이득값이
Figure 112014085475042-pat00037
인 경우를 가정하면, 내림차순으로 정렬된 노멀라이즈된 이득 벡터들은 하기 <수학식 8>과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure 112014085475042-pat00038
여기서,
Figure 112014085475042-pat00039
는 사용자 k에 대한 송신기와의 빔 패스들 각각에 대응하는
Figure 112014085475042-pat00040
개의 이득 벡터들 중
Figure 112014085475042-pat00041
번째로 큰 이득 값을 갖는 이득 벡터의 이득값를 나타낸다. 두 번째 과정에서, 내림차순으로 정렬된 노멀라이즈된 이득 벡터들 중 최대값을 갖는 이득 벡터를 제외한 나머지 벡터들 즉, 두 번째로 큰 이득값을 갖는 이득 벡터부터
Figure 112014085475042-pat00042
번째 이득값을 갖는 이득 벡터들,
Figure 112014085475042-pat00043
와 미리 구성된
Figure 112014085475042-pat00044
를 비교하여
Figure 112014085475042-pat00045
를 구성하는 이득 벡터들 중
Figure 112014085475042-pat00046
에 근사한 이득 벡터들을 선택하고, 선택된 이득 벡터들이 몇 번째 송신빔인지를 PTI를 선택할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른
Figure 112014085475042-pat00047
는 다양한 양자화 방식으로 구성 가능하며, 유효 채널 원소의 이득 벡터들을 이득값의 크기가 작은 순으로 즉, 내림차순으로 정렬된 Row 벡터들로 구성된
Figure 112014085475042-pat00048
크기를 갖는 Real 행렬인 경우를 가정하자.
세 번째 단계에서, 수신기는 선택된 이득 벡터들 각각의 이득값의 크기 순서를 나타내기 위한 PTI를 선택할 수 있다. 두 번째 및 세 번째 단계에서, 앞서 설명한 구체적인 예의 경우, 사용자 1은 노멀라이제이션된 이득값들 중 1을 제외한 0.25를 선택할 것이고, 사용자 2는 노멀라이제이션된 이득값들 중 1을 제외한 0.1을 선택할 것이다. 일 예로, Q가
Figure 112014085475042-pat00049
인 경우를 가정하자. 그러면, 사용자 1은 0.25에 근사한 양자화된 이득값 0.3을 선택할 것이고, 사용자 2는 0.1에 대응하는 양자화된 이득값 0.1을 선택할 수 있다. 그러면, 사용자 1 및 2는 Q에서 선택한 양자화된 이득값을 지시하는 순열 행렬, T를
Figure 112014085475042-pat00050
와 같이 구성할 수 있다. 여기서, T는 상기 사용자 1 및 2 각각에 대해, 1번째 디지털 패스와 2번째 디지털 패스 각각과의 채널 크기를 나타냅니다. 예를 들어, 사용자 1의 경우, 1번째 디지털 패스의 채널 크기에 비해 2번째 디지털 패스에서의 채널 크기가 큰 것을 나타낸다. 그러면, 사용자 1 및 2는 T에 대응하는 PTI를 선택하여 채널 피드백 정보로 구성할 수 있다.
3) 알고리즘 3
본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘 3를 사용하는 경우, 알고리즘 2에서의 Q와 마찬가지로, Q는 유효 채널 원소의 이득값들로 구성된 row 벡터들로 구성된다. 그리고, Q는 각 row 벡터의 원소들의 이득값의 크기에 대한 순서를 포함하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 알고리즘 2의 세 번째 과정에 따른 PTI 선택 과정이 불필요하게 된다.
4) 알고리즘 4
본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘 4 에 따라
Figure 112014085475042-pat00051
를
Figure 112014085475042-pat00052
와 같이 나타내어지는 하나의 row 벡터로 구성할 수 있다. 일 예로, Q는 1x N DP 크기를 갖는 복소 벡터(complex vector),
Figure 112014085475042-pat00053
로 나타내어질 수 있다. 이 경우, 수신기는 Q에서 선택한 CGI의 PTI만을 피드백 채널 정보로 구성하여 송신기에게 피드백할 수 있다. 그러면, 송신기는 미리 알고 있는 Q에서 상기 PTI를 기반으로 해당 이득 벡터를 획득하고, 획득한 이득 벡터들을 이용하여 유효채널을 재구성하도록 할 수 있다. 마찬가지로, 여기서의
Figure 112014085475042-pat00054
를 구성하는 원소 벡터들은 다양한 방식의 양자화를 이용하여 나타내어질 수 있다. 알고리즘 4를 사용하는 실시예의 경우, NCGI=0임에 따라 시스템 오버헤드를 현저히 줄일 수 있다.
앞서 설명한 알고리즘 2 내지 4에 따라 PTI를 채널 피드백 정보로 구성하는 경우, PTI의 피드백 비트 수는 NPTI=NDP!개로 계산된다. 이러한 PTI의 피드백 비트 수를 통해서 유효 채널 원소들의 이득 벡터들 각각의 모든 크기 순서 조합을 나타낼 수 있다. 이 경우에도, 유효 채널원소들의 이득값을 양자화할 때 유니폼 또는 유니폼하지 않은 양자화 방식을 사용할 수도 있고, 빔 폭에 따른 양자화 방식을 결정할 수도 있다.
- CGI 의 피드백 비트 수 결정 방법
본 발명의 실시 예에서는, 수신기가 송신기에게 CGI를 피드백할 경우, 다양한 빔 폭에 따라 상기 CGI의 피드백 비트 수를 결정할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 하이브리드 BF 기반 통신 시스템에서 송신기 및 수신기 간의 유효 채널의 크기는 빔 폭과 큰 연관성을 갖는다. 예를 들어, 송수신 빔 간의 빔 폭이 좁게 설정된 경우, 혹은 각 디지털 패스에 매핑되는 어레이 안테나 원소가 많을수록, 수신기가 인지하는 유효채널을 구성하는 원소들의 이득 크기가 크게 상이할 수 있다. 이에, 빔 폭이 좁게 설정된 경우, 상대적으로 빔 폭이 넓게 설정된 시스템에 비해 높은 수의
Figure 112014085475042-pat00055
비트 수를 설정할 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 따라 CGI 의 피드백 비트 수
Figure 112014085475042-pat00056
결정 시, 다중 사용자 혹은 단일 사용자 지원 여부 또한 고려될 수 있다. 단일 사용자에 대한 MIMO 시스템에서는 모든 송신빔이 단일 사용자의 방향으로 신호를 전달할 가능성이 높다. 그러므로, 단일 사용자에 대한 MIMO 시스템에 비해 다중 사용자에 대한 MIMO 시스템의 경우, 높은 수의
Figure 112014085475042-pat00057
비트 수를 설정할 수 있다.
-시스템 특성에 따른 유효 채널의 이득 정보에 대한 피드백 여부 결정 방식
본 발명의 실시 예에서는 빔 폭 및 TM에 따라, CGI의 피드백이 시스템 성능 개선에 도움이 되지 않거나 아주 미미한 경우에는 NCGI=0 및 NPTI=0으로 설정함에 따라, 피드백을 위한 시스템 오버헤드를 줄일 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5는 일 예로서, 본 발명의 실시 예에 따른 송신기 및 수신기 각각의 동작에 따라 세부 구성들을 분할하여 구성하였으나, 실시 예나 구현 방식에 따라 해당 유닛들이 하나의 유닛으로 통합되거나 서브 유닛들로 분할 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 구성도의 일 예이다.
도 4를 참조하면, 송신기(400)는 제어부(402)와, 송수신부(404), 유효 채널 재구성부(406) 및 스케쥴링부(408)를 포함한다. 상기 송신기(400)는 앞서 설명한 도 2의 송신기 동작에 상응하게 동작한다. 이에 따라 도 2의 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 먼저, 상기 송수신부(404)는 본 발명의 실시 예에 따라 수신기에게 기준 신호를 송신하고, 상기 수신기로부터 채널 관련 정보 및 채널 피드백 정보를 수신한다.
상기 제어부(402)는, 상기 송신기의 안테나 개수와, 상기 송신기의 안테나 별 빔 폭과, 수신기가 싱글 사용자인지 다수 사용자인지 여부와, 상기 수신기에게 전송한 기준 신호를 기반으로 수신한 채널 관련 정보를 기반으로, 수신기의 피드백 모드를 결정한다. 그리고, 상기 송수신부(404)를 통해서 상기 결정된 피드백 모드를 통보한다.
상기 유효 채널 재구성부(406)는 상기 송수신부(404)를 통해서 수신한 채널 피드백 정보과, 상기 수신기와의 유효 채널의 이득 정보를 포함한 경우, 상기 이득 정보를 기반으로 상기 유효 채널을 재구성한다. 그러면, 상기 제어부(402)는 상기 재구성된 유효 채널을 통해서 상기 수신기에게 신호를 전송하도록 상기 송수신부(404)를 제어한다.
상기 스케쥴링부(408)는 수신기와의 채널 송수신을 위한 자원을 할당한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 구성도의 일 예이다.
도 5를 참조하면, 수신기(500)는 제어부(502)와, 송수신부(504) 및 피드백 정보 생성부(506)를 포함한다.
상기 수신기(500) 역시 앞서 설명한 도 3의 수신기 동작에 상응하게 동작하므로, 여기서는 중복되는 설명을 생력하기로 한다.
먼저, 상기 송수신부(504)는 송신기로부터 수신되는 기준 신호 및 피드백 모드를 수신하고, 이를 기반으로 상기 피드백 정보 생성부(506)가 구성한 채널 관련 정보 및 채널 피드백 정보를 송신기에게 전달한다.
상기 제어부(502)는 상기 송수신부(504)를 통해서 기준 신호가 수신됨을 인지하면, 상기 피드백 모드를 확인하여, 상기 피드백 정보 생성부(506)가 상기 피드백 모드에 상응하는 채널 피드백 정보를 생성한다. 또한, 상기 제어부(502)는 송신기의 안테나 별 송신빔과 사용자들의 개수 중 적어도 하나를 고려하여 상기 이득 정보의 피드백 비트 수를 결정하고, 상기 피드백 정보 생성부(506)가 상기 피드백 비트 수에 상응하는 이득 정보를 생성하도록 제어한다.
상기 피드백 정보 생성부(506)는 상기 피드백 모드가 유효 채널의 이득 정보를 송신기에게 피드백하도록 지시하는 경우, 앞서 설명한 3가지 방식 중 하나늘 사용하여 이득 정보를 생성한다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 수신기가 송신기에게 유효 채널의 이득 정보를 추가로 피드백함에 따라, 송신기는 보다 정확한 유효 채널을 재구성하여 시스템 전송 용량이 증가될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 빔 포밍 시스템에서 피드백 정보를 수신하기 위한 송신기의 방법에 있어서,
    상기 송신기와 수신기간의 피드백 모드 관련 정보를 이용하여, 상기 수신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 상기 수신기가 피드백 할지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 지시자를 포함하는 피드백 모드를 상기 수신기에게 통보하는 과정과,
    상기 지시자가 상기 이득 정보의 피드백을 지시하는 값으로 결정된 경우, 상기 수신기로부터 상기 이득 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 과정과,
    상기 이득 정보를 기반으로 상기 유효 채널을 재구성하는 과정과,
    상기 재구성된 유효 채널을 통해서 신호를 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 모드 관련 정보는,
    상기 송신기의 안테나 개수에 대한 정보와, 상기 송신기의 안테나 별 빔 폭에 대한 정보와, 상기 유효 채널의 복수의 원소들간의 차이와 차이 임계값과의 비교 결과와, 싱글 사용자 모드 또는 다수 사용자 모드를 지시하는 전송 모드 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이득 정보를 수신기가 피드백 할지 여부를 결정하는 과정은,
    상기 안테나 개수가 안테나 개수 임계값 이상인 경우 또는 상기 유효 채널의 상기 복수의 원소들 간의 차이가 상기 차이 임계값 이상인 경우 또는 상기 전송 모드가 상기 다수 사용자 모드를 지시하는 경우, 상기 지시자를 상기 이득 정보의 피드백을 지시하는 값으로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이득 정보는 상기 수신기와 미리 공유하고 있는 코드북에서 이득값의 크기와 위치를 지시하는 정보 중 하나이고,
    상기 코드북은 상기 유효 채널을 구성하는 원소 벡터의 이득값들의 집합임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이득 정보를 지시하는 비트 수는,
    상기 송신기의 안테나 별 송신빔과 사용자들의 개수 중 적어도 하나를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 빔 포밍 시스템에서 피드백 정보를 전송하기 위한 수신기의 방법에 있어서,
    송신기로부터 기준 신호를 수신한 경우, 상기 송신기와 상기 수신기간의 채널 관련 정보를 전송하는 과정과,
    상기 송신기로부터, 상기 송신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 지시자를 포함하는 피드백 모드 정보를 수신하는 과정과,
    상기 지시자가 상기 이득 정보의 피드백을 지시하는 경우, 상기 이득 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하는 과정과,
    상기 송신기에게 상기 생성된 피드백 정보를 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지시자의 값은,
    상기 송신기의 안테나 개수에 대한 정보와, 상기 송신기의 안테나 별 빔 폭에 대한 정보와, 상기 유효 채널의 복수의 원소들간의 차이와 차이 임계값과의 비교 결과와, 싱글 사용자 모드 또는 다수 사용자 모드를 지시하는 전송 모드 중 적어도 하나를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 안테나 개수가 안테나 개수 임계값 이상인 경우 또는 상기 유효 채널의 상기 복수의 원소들 간의 차이가 상기 차이 임계값 이상인 경우 또는 상기 전송 모드가 상기 다수 사용자 모드를 지시하는 경우, 상기 지시자의 값은 상기 수신기가 상기 이득 정보를 피드백 하는 것을 지시하는 값으로 결정됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 이득 정보는 상기 수신기와 미리 공유하고 있는 코드북에서 이득값의 크기와 위치를 지시하는 정보 중 하나이고,
    상기 코드북은 상기 유효 채널을 구성하는 원소 벡터의 이득값들의 집합임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 이득 정보를 지시하는 비트 수는,
    상기 송신기의 안테나 별 송신빔과 사용자들의 개수 중 적어도 하나를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 방법.
  11. 빔 포밍 시스템에서 피드백 정보를 수신하기 위한 송신기에 있어서,
    상기 송신기와 수신기간의 피드백 모드 관련 정보를 이용하여, 상기 수신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보를 상기 수신기가 피드백 할 지 여부를 결정하고, 송신부를 통해서 상기 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 지시자를 포함하는 피드백 모드를 상기 수신기에게 통보하는 제어부와,
    상기 지시자가 상기 이득 정보의 피드백을 지시하는 값으로 결정된 경우, 상기 수신기로부터 상기 이득 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 수신부와,
    상기 이득 정보를 기반으로 상기 유효 채널을 재구성하는 유효채널 재구성부와,
    상기 재구성된 유효 채널을 통해서 신호를 전송하는 상기 송신부를 포함하는 송신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피드백 모드 관련 정보는,
    상기 송신기의 안테나 개수에 대한 정보와, 상기 송신기의 안테나 별 빔 폭에 대한 정보와, 상기 유효 채널의 복수의 원소들간의 차이와 차이 임계값과의 비교 결과와, 싱글 사용자 모드 또는 다수 사용자 모드를 지시하는 전송 모드 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 송신기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 안테나 개수가 안테나 개수 임계값 이상인 경우 또는 상기 유효 채널의 상기 복수의 원소들 간의 차이가 상기 차이 임계값 이상인 경우 또는 상기 전송 모드가 상기 다수 사용자 모드를 지시하는 경우, 상기 제어부는, 상기 지시자를 상기 이득 정보의 피드백을 지시하는 값으로 결정하도록 구성됨을 특징으로 하는 송신기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 이득 정보는 상기 수신기와 미리 공유하고 있는 코드북에서 이득값의 크기와 위치를 지시하는 정보 중 하나이고,
    상기 코드북은 상기 유효 채널을 구성하는 원소 벡터의 이득값들의 집합임을 특징으로 하는 송신기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이득 정보를 지시하는 비트 수를 상기 송신기의 안테나 별 송신빔과 사용자들의 개수 중 적어도 하나를 기반으로 결정함을 특징으로 하는 송신기.
  16. 빔 포밍 시스템에서 피드백 정보를 전송하기 위한 수신기에 있어서,
    송신기로부터 기준 신호를 수신한 경우, 상기 송신기와 상기 수신기간의 채널 관련 정보를 전송하는 송신부와,
    상기 송신기로부터, 상기 송신기와의 유효 채널에 대한 이득 정보의 피드백 여부를 지시하는 지시자를 포함하는 피드백 모드 정보를 수신하는 수신부와,
    상기 지시자가 상기 이득 정보의 피드백을 지시하는 경우, 상기 이득 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하고 상기 송신기에게 상기 생성된 피드백 정보를 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 제어부를 포함하는 수신기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 지시자의 값은,
    상기 송신기의 안테나 개수에 대한 정보와, 상기 송신기의 안테나 별 빔 폭에 대한 정보와, 상기 유효 채널의 복수의 원소들간의 차이와 차이 임계값과의 비교 결과와, 싱글 사용자 모드 또는 다수 사용자 모드를 지시하는 전송 모드 중 적어도 하나를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 수신기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 안테나 개수가 안테나 개수 임계값 이상인 경우 또는 상기 유효 채널의 상기 복수의 원소들 간의 차이가 상기 차이 임계값 이상인 경우 또는 상기 전송 모드가 상기 다수 사용자 모드를 지시하는 경우, 상기 지시자의 값은 상기 수신기가 상기 이득 정보를 피드백 하는 것을 지시하는 값으로 결정됨을 특징으로 하는 수신기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 이득 정보는 상기 수신기와 미리 공유하고 있는 코드북에서 이득값의 크기와 위치를 지시하는 정보 중 하나이고,
    상기 코드북은 상기 유효 채널을 구성하는 원소 벡터의 이득값들의 집합임을 특징으로 하는 수신기.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 이득 정보를 지시하는 비트 수는,
    상기 송신기의 안테나 별 송신빔과 사용자들의 개수 중 적어도 하나를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 수신기.
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