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KR20150112802A - Apparatus and method for channel information feedback in wireless communication system - Google Patents

Apparatus and method for channel information feedback in wireless communication system Download PDF

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KR20150112802A
KR20150112802A KR1020150035062A KR20150035062A KR20150112802A KR 20150112802 A KR20150112802 A KR 20150112802A KR 1020150035062 A KR1020150035062 A KR 1020150035062A KR 20150035062 A KR20150035062 A KR 20150035062A KR 20150112802 A KR20150112802 A KR 20150112802A
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communication system
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김태영
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널 정보 피드백에 대한 것으로, 수신단의 동작 방법은, 채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 송신하는 과정과, 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 수신하는 과정을 포함한다. The present invention relates to channel information feedback in a wireless communication system, and a method of operating a receiving end includes the steps of transmitting an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel information quantized in units of blocks, Received beamformed signals.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL INFORMATION FEEDBACK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM} [0001] APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL INFORMATION FEEDBACK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM [0002]

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 피드백하기 위한 것이다.The present invention is for feedback of channel information in a wireless communication system.

거대(massive) 또는 대규모(large-scale) MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템이라 불리는 다수의 전송 안테나들을 부가하는 개념(concept)은 지난 수년간 산업계와 학계로부터 상당한 관심을 끌어왔다. 대규모 무선 통신 시스템의 빔포밍(beamforming) 이득 및 공간 다중화 이득을 위해, 송신단 및 수신단 간 채널 상태 정보(CSI: channel state information)가 상기 송신단으로 제공될 수 있다. 대규모 무선 통신 시스템에서, 시간 분할 복신(TDD: time division duplexing)의 경우, 상기 송신단에서의 채널 상태 정보 획득은, 파일럿(pilot) 전송 및 채널 추정/피드백 단계 없이, 채널 상호성(channel reciprocity)에 의존될 수 있다. 그러나, 주파수 분할 복신(FDD: frequency division duplexing)의 경우, 양 채널의 주파수 대역이 상이하므로, 상기 채널 상태 정보는 상기 채널 상호성에 의존하여 획득되기 어렵다.The concept of adding multiple transmit antennas, called massive or large-scale multiple-input multiple-output (MIMO) systems, has attracted considerable interest from industry and academia for many years. For the beamforming gain and spatial multiplexing gain of a large-scale wireless communication system, channel state information (CSI) between a transmitter and a receiver can be provided to the transmitter. In a large-scale wireless communication system, in the case of time division duplexing (TDD), the acquisition of channel state information at the transmitting end depends on channel reciprocity without a pilot transmission and a channel estimation / feedback step. . However, in the case of frequency division duplexing (FDD), since the frequency bands of both channels are different, the channel state information is difficult to obtain depending on the channel reciprocity.

본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an apparatus and a method for feeding back channel information in a wireless communication system.

본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 피드백되는 채널 정보의 특성을 지시하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for indicating a characteristic of channel information fed back in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 피드백되는 채널 정보의 선호 도메인(preferred domain)을 알리기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for informing a preferred domain of channel information fed back in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 피드백되는 채널 정보에 대한 채널 엔트리(entry)들의 인덱싱(indexing) 규칙을 지시하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for indicating an indexing rule of channel entries for channel information fed back in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 양자화된(quantized) 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Yet another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for feeding back quantized channel information in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 채널 정보의 피드백을 위한 오버헤드(overhead)를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for reducing overhead for feedback of channel information in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 블록 단위로(block-wise) 구성된 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for feeding back block-wise configured channel information in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 서로 다른 규칙에 의해 블록화된 채널 정보를 선택적으로 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for selectively feeding back channel information blocked by different rules in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 트렐리스 부호(trellis code) 양자화된 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for feeding back trellis code quantized channel information in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 채널 정보의 양자화를 위해 사용될 트렐리스 확장 코드북(trellis extended codebook)을 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for generating a trellis extended codebook to be used for quantization of channel information in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 양자화 및 위상 조정된 채널 정보를 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. Yet another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for feeding back quantized and phased channel information in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 피드백되는 트렐리스 부호 양자화된 정보로부터 채널 정보를 재구성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for reconstructing channel information from trellis code quantized information fed back in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 양자화 및 위상 조정된 정보로부터 채널 정보를 재구성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. Yet another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for reconstructing channel information from quantized and phased information in a wireless communication system.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신단의 동작 방법은, 채널 값들의 인덱싱(indexing) 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된(block-wise quantized) 채널 정보를 송신하는 과정과, 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 수신하는 과정을 포함한다.A method of operating a receiving end of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention includes the steps of transmitting an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel-wise quantized channel information, And receiving beamformed signals mapped to the antenna according to an indexing rule.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신단의 동작 방법은, 채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 수신하는 과정과, 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 송신하는 과정을 포함한다.A method of operating a transmitter of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention includes the steps of receiving an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel information quantized on a block basis; And transmitting the shaped signals.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신단 장치는, 채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 송신하는 송신부와, 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 수신하는 수신부를 포함한다.A receiving end apparatus of a wireless communication system according to another embodiment of the present invention includes: a transmitter for transmitting an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel information quantized in a block unit; and a beamforming unit And a receiver for receiving signals.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신단 장치는, 채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 수신하는 수신부와, 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 송신하는 송신부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a transmitting terminal apparatus of a wireless communication system, including: a receiving unit for receiving an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel information quantized in units of blocks; and a beamforming unit And a transmitter for transmitting signals.

무선 통신 시스템에서, 블록 단위로 양자화되는 채널 정보를 피드백 함에 있어서, 채널 벡터를 블록화하기 위한 도메인을 적응적으로 변경함으로써, 빔포밍 이득이 향상될 수 있다.In a wireless communication system, in feedback of channel information quantized in block units, a beamforming gain can be improved by adaptively changing a domain for blocking a channel vector.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단 및 수신단을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 요소들의 인덱싱(indexing) 방식을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 요소들의 매핑 방식들을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단의 동작 절차를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 코드워드 결정 절차를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단의 매핑 관계 결정 절차를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 피드백 절차를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신단의 채널 정보 양자화 절차를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신단의 채널 벡터 재구성 절차를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 양자화기의 구현 예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 트렐리스의 예를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 양자화기의 다른 구현 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 트렐리스의 다른 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보의 예를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 양자화된 채널 정보의 예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 재구성하기 위한 경로 검색의 예를 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 재구성하기 위한 경로 검색의 다른 예를 도시한다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 피드백 절차를 도시한다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 양자화 결과에 대한 위상 조정을 도시한다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 그룹에 적용되는 위상들을 도시한다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 위상 조정기 구현의 일 예를 도시한다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 위상 조정을 위한 트렐리스의 예를 도시한다.
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에 대한 모의 실험 결과를 도시한다.
1 shows a transmitting end and a receiving end in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a transmitting terminal configuration in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
3 shows a receiving end configuration in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates an indexing method of antenna elements in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates mapping schemes of antenna elements in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an operation procedure of a receiver in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates an operation procedure of a transmitting end in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 illustrates a code word determination procedure of a receiver in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a procedure of determining a mapping relationship of a transmitter in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
10 illustrates a channel information feedback procedure in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 illustrates a channel information quantization procedure of a receiver of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
12 illustrates a channel vector reconstruction procedure of a transmitter of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
13 illustrates an embodiment of a quantizer for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows an example of a trellis for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
15 shows another embodiment of a quantizer for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
16 shows another example of a trellis for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
17 shows an example of channel information in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
18 shows an example of channel information quantized in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
19 shows an example of a path search for reconstructing channel information in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
20 shows another example of a path search for reconstructing channel information in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 illustrates a channel information feedback procedure in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 illustrates phase adjustment for channel quantization results in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
23 shows phases applied to an antenna group in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
24 illustrates an example of a phase adjuster implementation in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
25 shows an example of a trellis for phase adjustment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
26 shows a simulation result of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명에 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.
Hereinafter, the operation principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하 본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 피드백하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서 사용되는 신호들을 지칭하는 용어, 채널의 구성 요소들을 지칭하는 용어, 장치들을 지칭하는 용어, 부호(code)들을 지칭하는 용어, 채널 값들의 그룹 및 안테나 요소들의 그룹을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.Hereinafter, a technique for feeding back channel information in a wireless communication system will be described. Terms referring to signals used in the following description, terms referring to components of a channel, terms referring to devices, terms referring to codes, groups of channel values and terms referring to groups of antenna elements, For convenience of explanation. Therefore, the present invention is not limited to the following terms, and other terms referring to objects having equivalent technical meanings can be used.

본 발명의 다양한 실시 예들을 구체적으로 설명하기에 앞서, 관련된 기술들이 설명될 것이다. 상기 기술들을 설명함에 있어서 다음과 같은 문헌들이 참고될 것이다. Before describing various embodiments of the present invention in detail, the related art will be described. In describing the above techniques, the following documents will be referred to.

[1] C. K. Au-Yeung and D. J. Love, "On the performance of random vector quantization limited feedback beamforming in a MISO system," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 6, no. 2, pp. 458-462, Feb. 2007.[1] C. K. Au-Yeung and D. J. Love, "On the performance of random vector quantization limited feedback beamforming in a MISO system," IEEE Trans. Wireless Commun., Vol. 6, no. 2, pp. 458-462, Feb. 2007.

[2] J. Choi, D. J. Love, and T. Kim, "Trellis-Extended Codebooks and Successive Phase Adjustment: A Path from LTE-Advanced to FDD Massive MIMO Systems," submitted to IEEE Trans. Wireless Commun., Jan. 2014. [2] J. Choi, D. J. Love, and T. Kim, "Trellis-Extended Codebooks and Successive Phase Adjustment: A Path from LTE-Advanced to FDD Massive MIMO Systems," submitted to IEEE Trans. Wireless Commun., Jan. 2014.

[3] J. Li, X. Su, J. Zeng, Y. Zhao, S. Yu, L. Xiao, and X. Xu, "Codebook Design for Uniform Rectangular Arrays of Massive Antennas," in IEEE VTC Spring, 2013.[3] J. Li, X. Su, J. Zeng, Y. Zhao, S. Yu, L. Xiao, and X. Xu, "Codebook Design for Uniform Rectangular Arrays of Massive Antennas," IEEE VTC Spring, .

[4] X. Su, J. Zeng, J. Li, L. Rong, L. Liu, X. Xu, and J. Wang, "Limited Feedback Precoding for Massive MIMO," International Journal of Antennas and Propagation, 2013.[4] X. Su, J. Zeng, J. Li, L. Rong, L. Liu, X. Xu, and J. Wang, "Limited Feedback Precoding for Massive MIMO," International Journal of Antennas and Propagation,

[5] D. Ying, F. W. Vook, T. A. Thomas, D. J. Love, A. Ghosh, "Kronecker Product Correlation Model and Limited Feedback Codebook Design in a 3D Channel Model," accepted to IEEE ICC 2014. [5] D. Ying, F. W. Vook, T. A. Thomas, D. J. Love, A. Ghosh, "ICC 2014, accepted as a 3D Channel Model for Feedback Correlation Model and Limited Feedback Codebook Design.

[6] D. J. Ryan, I. V. L. Clarkson, I. B. Collings, D. Guo, and M. L. Honig, "QAM and PSK codebooks for limited feedback MIMO beamforming," IEEE Transactions on Communications, vol. 57, no. 4, pp. 1184-1196, Apr. 2009. [6] D. J. Ryan, I. V. L. Clarkson, I. B. Collings, D. Guo, and M. L. Honig, "QAM and PSK codebooks for limited feedback MIMO beamforming," IEEE Transactions on Communications, vol. 57, no. 4, pp. 1184-1196, Apr. 2009.

[7] J. Choi, Z. Chance, D. J. Love, and U. Madhow, "Noncoherent trellis-coded quantization for massive MIMO limited feedback beamforming," UCSD Information Theory and Applications Workshop, Feb. 2013.[7] J. Choi, Z. Chance, D. J. Love, and U. Madow, "Noncoherent trellis-coded quantization for massive MIMO limited feedback beamforming," UCSD Information Theory and Applications Workshop, Feb. 2013.

[8] J. Choi, D. J. Love, and U. Madhow, "Limited feedback in massive MIMO systems- exploiting channel correlations via noncoherent trellis-coded quantization," Proceedings of Conference on Information Sciences and Systems, Mar. 2013.[8] J. Choi, D. J. Love, and U. Madow, "Limited feedback in massive MIMO systems-exploiting channel correlations via noncoherent trellis-coded quantization," Proceedings of the Conference on Information Sciences and Systems, Mar. 2013.

[9] J. Choi, Z. Chance, D. J. Love, and U. Madhow, " Noncoherent Trellis Coded Quantization: A Practical Limited Feedback Technique for Massive MIMO Systems," submitted to IEEE Transactions on Communications.[9] J. Choi, Z. Chance, D. J. Love, and U. Madhaw, "Noncoherent Trellis Coded Quantization: A Practical Limited Feedback Technique for Massive MIMO Systems," submitted to IEEE Transactions on Communications.

[10] W. Sweldens, "Fast block noncoherent decoding," IEEE Communications Letters, vol. 5, no. 4, pp. 132-134, Apr. 2001.
[10] W. Sweldens, "Fast block noncoherent decoding," IEEE Communications Letters, vol. 5, no. 4, pp. 132-134, Apr. 2001.

설명의 단순화를 위해, 본 발명은, 송신단이 다수(예: M개)의 송신 안테나들을 구비하고, 수신단이 단일의 수신 안테나를 구비한, 이하 도 1에 도시된 바와 같은 경우를 예시한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단 및 수신단을 도시한다.For the sake of simplicity of the description, the present invention exemplifies a case such as that shown in Fig. 1, in which the transmitting end has a plurality of (for example, M) transmitting antennas and the receiving end has a single receiving antenna. 1 shows a transmitting end and a receiving end in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참고하면, 송신단 110은 데이터 s[k]를 처리함으로써 송신 신호 x[k]를 생성하고, 상기 송신 신호 x[k]를 송신한다. 수신단 120은 수신 신호 y[k]로부터 신호

Figure pat00001
를 추정하고, 채널 벡터 h[k]를 상기 송신단 110으로 송신할 수 있다. 상기 채널 벡터 h[k]를 전달하는 채널은 '피드백 채널(feedback channel)'이라 지칭될 수 있다. 상기 채널 벡터 h[k]는 채널 정보로서, 상기 채널 정보는 '채널 상태 정보(CSI: channel state information)'라 지칭될 수 있다. 1, the transmitter 110 generates a transmission signal x [k] by processing the data s [k] and transmits the transmission signal x [k]. The receiving end 120 receives the signal y [k]
Figure pat00001
And transmit the channel vector h [k] to the transmitter 110. [ The channel carrying the channel vector h [k] may be referred to as a 'feedback channel'. The channel vector h [k] is channel information, and the channel information may be referred to as 'channel state information (CSI)'.

여기서, 상기 채널 벡터 h[k]는 양자화(quantization)될 수 있다. 상기 양자화는 코드북에서 추정된 채널 벡터 h[k]에 대응하는 코드워드(codeword)를 결정하는 과정을 의미한다. 이에 따라, 상기 채널 정보는 채널 행렬/벡터, 코드워드 인덱스(codeword index), PMI(precoding matrix index), RI(rank index) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 양자화는 트렐리스 부호(trellis-coded)에 기반하여 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 수신단 120은 상기 채널 정보를 양자화함으로써 Btot 차원의 이진 벡터(binary vector) b[k]를 생성하고, 상기 이진 벡터 b[k]를 상기 피드백 채널을 통해 상기 송신단 110으로 송신할 수 있다. 이에 따라, 상기 송신단 110은 상기 수신단 120으로부터 상기 채널 정보를 수신하고, 상기 이진 벡터 b[k]로부터 빔포밍 채널 벡터 f[k]를 구성할 수 있다. 상기 도 1에 도시된 상기 송신단 110 및 상기 수신단 120은 하기 도 2 및 하기 도 3과 같이 구성될 수 있다.
Here, the channel vector h [k] may be quantized. The quantization means a process of determining a codeword corresponding to the channel vector h [k] estimated in the codebook. Accordingly, the channel information may include at least one of a channel matrix / vector, a codeword index, a precoding matrix index (PMI), and a rank index (RI). According to an embodiment of the present invention, the quantization may be performed based on trellis-coded. In this case, the receiver 120 generates a binary vector b [k] of the B tot dimension by quantizing the channel information, and transmits the binary vector b [k] to the transmitter 110 through the feedback channel . Accordingly, the transmitter 110 may receive the channel information from the receiver 120 and construct a beamforming channel vector f [k] from the binary vector b [k]. The transmitting terminal 110 and the receiving terminal 120 shown in FIG. 1 may be configured as shown in FIG. 2 and FIG.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단 구성을 도시한다. 상기 도 2을 참고하면, 상기 송신단 110은 통신부 210, 저장부 220, 제어부 230를 포함한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.FIG. 2 illustrates a transmitting terminal configuration in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the transmitter 110 includes a communication unit 210, a storage unit 220, and a controller 230. Used below '... Wealth, '... Quot; and the like denote a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

상기 통신부 210는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 상기 통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 상기 통신부 210는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 통신부 210는 송신 필터(filter), 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다.The communication unit 210 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the communication unit 210 performs a function of converting a baseband signal and a bit string according to a physical layer specification of the system. For example, at the time of data transmission, the communication unit 210 generates complex symbols by encoding and modulating transmission bit streams. Also, upon receiving the data, the communication unit 210 demodulates and decodes the baseband signal to recover the received bit stream. In addition, the communication unit 210 up-converts the baseband signal to a radio frequency (RF) band signal, transmits the signal through an antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna to a baseband signal. For example, the communication unit 210 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog converter (DAC), an analog to digital converter .

또한, 상기 통신부 210는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 통신부 210는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 통신부 210는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.In addition, the communication unit 210 may include a plurality of RF chains. Further, the communication unit 210 may perform beamforming. For the beamforming, the communication unit 210 may adjust the phase and size of signals transmitted / received through a plurality of antennas or antenna elements.

상기 통신부 210는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 통신부 210는 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다.The communication unit 210 transmits and receives signals as described above. Accordingly, the communication unit 210 may be referred to as a transmitting unit, a receiving unit, or a transmitting / receiving unit.

상기 저장부 220는 상기 송신단 110의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부 220는 데이터 신호의 빔포밍을 위한 코드북을 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부 220는 상기 제어부 230의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.The storage unit 220 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the transmitter 110. In particular, the storage unit 220 may store a codebook for beamforming of a data signal. The storage unit 220 provides the stored data at the request of the controller 230.

상기 제어부 230는 상기 송신단 110의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 230는 상기 통신부 210를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부 230는 상기 저장부 220에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 230는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 230는 상기 수신단 120으로부터 수신되는 피드백 정보를 해석하는 피드백 해석부 232를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부 230는 상기 송신단 110이 이하 도 7, 이하 도 9, 이하 도 10, 이하 도 12, 이하 도 21 등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
The controller 230 controls overall operations of the transmitter 110. For example, the control unit 230 transmits and receives signals through the communication unit 210. Also, the control unit 230 records and reads data in the storage unit 220. For this, the controller 230 may include at least one processor. According to an embodiment of the present invention, the controller 230 includes a feedback analyzer 232 that analyzes feedback information received from the receiver 120. For example, the controller 230 may control the transmitting terminal 110 to perform the procedure shown in FIG. 7, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 12, and FIG.

상기 도 3을 참고하면, 상기 수신단 120은 통신부 310, 저장부 320, 제어부 330를 포함한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.3, the receiving terminal 120 includes a communication unit 310, a storage unit 320, and a control unit 330. Referring to FIG. Used below '... Wealth, '... Quot; and the like denote a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

상기 통신부 310는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 상기 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 상기 통신부 310는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 통신부 310는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 통신부 310는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 통신부 310는 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다. 상기 도 3에서, 상기 수신단 120은 하나의 안테나를 구비하는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 수신단 120은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.The communication unit 310 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the communication unit 310 performs a function of converting a baseband signal and a bit string according to a physical layer specification of the system. For example, at the time of data transmission, the communication unit 310 generates complex symbols by encoding and modulating transmission bit streams. In addition, upon receiving the data, the communication unit 310 demodulates and decodes the baseband signal to recover the received bit stream. Also, the communication unit 310 up-converts the baseband signal to an RF band signal, transmits the RF band signal through the antenna, and down converts the RF band signal received through the antenna to a baseband signal. For example, the communication unit 310 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, and the like. The communication unit 310 transmits and receives signals as described above. Accordingly, the communication unit 310 may be referred to as a transmitting unit, a receiving unit, or a transmitting / receiving unit. 3, the receiving terminal 120 is illustrated as having one antenna. However, according to another embodiment of the present invention, the receiver 120 may include a plurality of antennas.

상기 저장부 320는 상기 수신단 120의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부 320는 채널 정보의 피드백을 위한 코드북을 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부 320는 상기 제어부 330의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.The storage unit 320 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the receiver 120. In particular, the storage unit 320 may store a codebook for feedback of channel information. The storage unit 320 provides the stored data according to the request of the controller 330. [

상기 제어부 330는 상기 수신단 120의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 330는 상기 통신부 310를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부 330는 상기 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 330는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 330는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 330는 상기 송신단 120으로 채널 정보를 제공하기 위한 피드백 정보를 생성하는 피드백 생성부 332를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부 330는 상기 수신단 120이 이하 도 6, 이하 도 8, 이하 도 10, 이하 도 11, 이하 도 21에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
The controller 330 controls the overall operations of the receiver 120. For example, the control unit 330 transmits / receives a signal through the communication unit 310. In addition, the control unit 330 records and reads data in the storage unit 320. FIG. For this, the controller 330 may include at least one processor. For example, the controller 330 may include a communication processor (CP) for performing communication control and an application processor (AP) for controlling an upper layer such as an application program. According to an embodiment of the present invention, the controller 330 includes a feedback generator 332 for generating feedback information for providing channel information to the transmitter 120. For example, the controller 330 may control the receiving terminal 120 to perform the procedure shown in FIG. 6, FIG. 8, FIG. 10, FIG. 11, and FIG.

주파수 분할 복신(FDD: frequency division duplexing) 시스템의 경우, 상기 수신단 120으로부터 상기 송신단 110으로의 채널 정보 송신을 위한 피드백 채널은 제한된(limited) 용량을 가질 수 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long-Term-Evolution)을 포함하는 대부분의 제한된 피드백 채널을 사용하는 시스템들은 통상적인(common) VQ(vector quantized) 코드북(codebook)

Figure pat00002
에 의존하며, 상기 VQ 코드북은 상기 송신단 110 및 상기 수신단 120 간 공유될 수 있다. 여기서, ci는, 모든 i에 대하여,
Figure pat00003
인 Mx1 크기의 복소 벡터(complex vector)를 의미한다. 상기 VQ 코드북 방식(approach)을 이용하면, 상기 수신단 120은 하기 <수학식 1>과 같이 최적의 코드워드(optimal codeword)를 선택할 수 있다.In the case of a frequency division duplexing (FDD) system, a feedback channel for transmitting channel information from the receiving end 120 to the transmitting end 110 may have a limited capacity. Systems using most limited feedback channels, including the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long-Term-Evolution (LTE), use a common vector quantized (VQ) codebook,
Figure pat00002
And the VQ codebook may be shared between the transmitting end 110 and the receiving end 120. Here, c i , for all i,
Figure pat00003
Quot; means a complex vector of Mx1 size. Using the VQ codebook approach, the receiver 120 can select an optimal codeword as shown in Equation (1) below.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 <수학식 1>에서, Copt는 최적의 코드워드, C는 코드북, c는 코드북 내 코드워드, h는 채널 벡터를 의미한다.In Equation (1), C opt denotes an optimal codeword, C denotes a codebook, c denotes a codeword in a codebook, and h denotes a channel vector.

상기 최적의 코드워드는 전수 검색(exhaustive search)에 의해 결정될 수 있다.. 그러나, 상기 전수 검색은, LTE 시스템에서와 같이, 코드워드의 총 개수가 적을 때(예: Btot=4인 경우) 실현 가능하다. 상기 최적의 코드워드를 위한 전수 검색의 계산적 복잡도는

Figure pat00005
로서, 코드워드들의 개수에 대해 지수적으로 증가한다. 즉, 상기 코드워드들의 개수 증가에 따른 복잡도의 급격한 증가로 인해, 큰 Btot를 갖는 코드북에 대하여 전수 검색을 실시간으로 수행하는 것은 용이하지 아니하다.However, the whole number search can be performed when the total number of codewords is small (e.g., B tot = 4), as in an LTE system, It is feasible. The computational complexity of the integer search for the optimal codeword is
Figure pat00005
, Which exponentially increases with respect to the number of codewords. That is, due to a rapid increase in the complexity due to the increase in the number of codewords, it is not easy to perform full-scale search for a codebook having a large B tot in real time.

채널 정보의 양자화 오류가 특정 레벨(level)을 가지도록 하기 위해서, 상기 코드북을 위한 비트의 개수는 전송 안테나의 수에 비례하여 증가해야 한다.

Figure pat00006
이고,
Figure pat00007
일 때, 고정 비율(fixed ratio)
Figure pat00008
을 갖는 최적의 VQ 코드북인 랜덤 VQ(RVQ: random vector quantization) 코드북을 이용하면, 정규화된(normalized) 빔포밍 이득(beamforming gain)에서의 손실은, [1]에 나타난 바와 같이, 하기 <수학식 2>와 같을 수 있다. In order for the quantization error of the channel information to have a certain level, the number of bits for the codebook must increase in proportion to the number of transmission antennas.
Figure pat00006
ego,
Figure pat00007
The fixed ratio,
Figure pat00008
The loss in the normalized beamforming gain can be expressed by the following equation (1), as shown in [1], by using the random VQ codebook (RQQ) 2>.

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 <수학식 2>에서, M은 안테나 개수, Btot는 코드워드 크기, 즉, 코드워드 인덱스의 비트 개수,

Figure pat00010
는 정규화된 채널 벡터, copt는 최적의 코드워드를 의미한다.In Equation (2), M is the number of antennas, B tot is the codeword size, i.e., the number of bits of the codeword index,
Figure pat00010
Denotes a normalized channel vector, and c opt denotes an optimal codeword.

상기 <수학식 2>를 참고하면, 특정한 레벨로 정규화된 빔포밍 손실을 유지하기 위해서 피드백 오버헤드가 M에 비례하여 증가되어야 한다는 점은 자명하다. 그러므로, 상기 전수 검색과 결합하여 VQ 코드북을 사용하는 방식(way)은 복잡도 이슈(complexity issue)로 인해 대규모 MIMO 시스템에 유용하지 아니하다.
Referring to Equation (2), it is apparent that the feedback overhead must be increased in proportion to M in order to maintain the beamforming loss normalized to a certain level. Therefore, the way of using the VQ codebook in combination with the whole number search is not useful for a large-scale MIMO system due to the complexity issue.

상술한 이슈를 해소하기 위한 하나의 방법(way)은 블록 방식(block manner)으로 상기 채널 벡터를 양자화하는 것이다. 예를 들어, 상기 수신단 120은 M×1 크기의 채널 벡터를 N개 블록들로 분할 할 수 있다. 여기서, M/N은 정수(integer)이다. 이후, 상기 수신단 120은 블록 당(per block) Btot/N개의 양자화 비트들을 이용하여 N×1 크기의 블록들을 각각 양자화할 수 있다. 이는 채널 정보 양자화의 복잡도를 효과적으로 줄일 수 있다. 최근, [2]와 같은, 블록 단위 양자화 기법으로서, TEC(trellis-extended codebook) 및 TE-SPA(trellis-extended successive phase adjustment) 제시된 바 있다. One way to solve the above problem is to quantize the channel vector in a block manner. For example, the receiver 120 may divide an M × 1 size channel vector into N blocks. Here, M / N is an integer. Then, the receiver 120 may quantize N × 1 size blocks using B tot / N quantization bits per block. This can effectively reduce the complexity of channel information quantization. Recently, trellis-extended codebook (TEC) and trellis-extended successive phase adjustment (TE-SPA) have been proposed as block-based quantization techniques such as [2].

이때, 채널 벡터 및 안테나 어레이(antenna array)의 구조가 고려되는 것이 바람직하다. 평면 안테나 어레이(planar antenna array)의 경우, 상기 평면 안테나 어레이의 구조를 이용함으로써, 서로 다른 채널 양자화 기법(strategy)들이 수행될 수 있다. 상기 평면 안테나 어레이의 채널 벡터는 하기 <수학식 3>과 같이 표현될 수 있다.At this time, it is desirable to consider the structure of the channel vector and the antenna array. In the case of a planar antenna array, different channel quantization strategies can be performed by using the structure of the plane antenna array. The channel vector of the plane antenna array can be expressed as Equation (3).

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 <수학식 3>에서, h는 채널 벡터, 상기 hv는 수직 도메인(vertical domain)을 표현하는 채널 벡터, 상기 hh는 수평 도메인(horizontal domain)을 표현하는 채널 벡터를 의미한다. 또한, 상기 hv

Figure pat00012
이고, hh
Figure pat00013
이다. 여기서,
Figure pat00014
는 복소수로 구성되는 Mh×1 크기의 벡터 집합,
Figure pat00015
는 복소수로 구성되는 Mv×1 크기의 벡터 집합을 의미한다.In Equation (3), h denotes a channel vector, h v denotes a channel vector representing a vertical domain, and h h denotes a channel vector representing a horizontal domain. Further, the h v?
Figure pat00012
, H h
Figure pat00013
to be. here,
Figure pat00014
Is a vector set of M h × 1 size composed of complex numbers,
Figure pat00015
Denotes a vector set of M v × 1 size which is composed of complex numbers.

[3] 내지 [5]와 같이, 근사화(approximation)은 상기 평면 안테나 어레이의 공간 상관 행렬(spatial correlation matrix)의 근사화 결과에 기초할 수 있다. 상기 hv의 차원(dimension) 및 상기 hh의 차원의 곱은 채널 벡터의 원소 수 M과 같아야, 즉, M=Mv×Mh가 만족되어야 한다. 이 경우, 채널 정보 양자화의 가장 용이하고 직관적인 방법(way)은, 크로네커 곱(kronecker product) 코드북에 의존하는 것이다. 상기 크로네커 곱 코드북의 경우, 상기 수신단 120은 수평 채널 도메인 및 수직 채널 도메인을 동일한(common) 또는 아마도 서로 다른(possibly different) 코드북들을 이용하여 각각 양자화할 수 있다. 이때, 수평 도메인 및 수직 도메인을 위한 코드워드들은 하기 <수학식 4>와 같이 결정될 수 있다.As in [3] - [5], the approximation may be based on the approximation of the spatial correlation matrix of the plane antenna array. The product of the dimension of h v and the dimension of h h must be equal to the number M of elements of the channel vector, that is, M = M v × M h . In this case, the easiest and most intuitive way of quantizing channel information is to rely on a kronecker product codebook. In the case of the Kronecker codebook, the receiver 120 may quantize the horizontal channel domain and the vertical channel domain using common or possibly different codebooks, respectively. At this time, codewords for the horizontal domain and the vertical domain can be determined as shown in Equation (4) below.

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 <수학식 4>에서, 상기 cv는 수직 도메인을 위한 코드워드, 상기 ch는 수평 도메인을 위한 코드워드, 상기 c는 코드워드 후보, 상기 hv는 수직 도메인을 표현하는 채널 벡터, 상기 hh는 수평 도메인을 표현하는 채널 벡터를 의미한다. 또한, 상기 hv

Figure pat00017
이고, hh
Figure pat00018
이다. 여기서,
Figure pat00019
는 복소수로 구성되는 Mh×1 크기의 벡터 집합,
Figure pat00020
는 복소수로 구성되는 Mv×1 크기의 벡터 집합을 의미한다.In Equation (4), c v is a codeword for a vertical domain, c h is a codeword for a horizontal domain, c is a codeword candidate, h v is a channel vector representing a vertical domain, h h denotes a channel vector representing a horizontal domain. Further, the h v?
Figure pat00017
, H h
Figure pat00018
to be. here,
Figure pat00019
Is a vector set of M h × 1 size composed of complex numbers,
Figure pat00020
Denotes a vector set of M v × 1 size which is composed of complex numbers.

상기 수신단 120이 상기 송신단 110으로 두(2)개의(both) 코드워드들의 인덱스들을 피드백하면, 상기 송신단 110은 M×1 크기의 양자화된 채널을 생성할 수 있다. 상기 양자화된 채널은 하기 <수학식 5>와 같다.When the receiver 120 feeds back indexes of two (2) codewords to the transmitter 110, the transmitter 110 may generate an M × 1 quantized channel. The quantized channel is expressed by Equation (5).

Figure pat00021
Figure pat00021

상기 <수학식 5>에서, 상기 cv는 수직 도메인을 위한 코드워드, 상기 ch는 수평 도메인을 위한 코드워드, 상기 c는 전체 채널에 대한 코드워드를 의미한다.In Equation (5), c v denotes a codeword for a vertical domain, c h denotes a codeword for a horizontal domain, and c denotes a codeword for the entire channel.

상술한 바와 같이, 채널 벡터는 수직 도메인 또는 수평 도메인으로 표현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라, 상기 수신단 120은 선호하는 도메인(preferred domain)을 지시하는 추가 피드백 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 추가 정보는 1 비트로 구성될 수 있다. 상기 추가 피드백 정보는 상기 수신단 120 또는 상기 송신단 110의 상태에 따라 긴-주기(long-term) 또는 짧은-주기(short-term)으로 송신될 수 있다. 예를 들어, 상기 수신단 120이 지면 레벨(ground level)에서 이동하면, 상기 수평 도메인을 선택하는 것이 선호될 수 있다. 반면, 상기 수신단 120이 고층 건물(tall building)에 위치하고, 사용자가 계단(stairs)을 내려오면, 상기 수직 도메인을 선택하는 것이 선호될 수 있다. 선택된 도메인에 기초하여, 상기 수신단 120은, 채널의 보다 우수한 채널 방향성을 가지도록, 양자화될 채널 엔트리들(channel entries)을 재-인덱싱한다(re-indexes). 이에 따라, 선호하는 도메인에 채널을 적응시킴으로써(adapting), 채널 정보에 에 대한 보다 우수한 양자화 결과가 얻어질 수 있다.
As described above, the channel vector may be represented by a vertical domain or a horizontal domain. Thus, according to various embodiments of the present invention, the receiving terminal 120 may transmit additional feedback information indicating a preferred domain. For example, the additional information may be composed of one bit. The additional feedback information may be transmitted in a long-term or short-term depending on the state of the receiving terminal 120 or the transmitting terminal 110. For example, if the receiver 120 moves at the ground level, it may be preferable to select the horizontal domain. On the other hand, if the receiving terminal 120 is located in a tall building and a user descends the stairs, it may be preferable to select the vertical domain. Based on the selected domain, the receiver 120 re-indexes the channel entries to be quantized so as to have a better channel directionality of the channel. Thus, by adapting the channel to the preferred domain, a better quantization result for the channel information can be obtained.

설명의 편의를 위해, 4×8 크기의 32개의 안테나 요소들(antenna elements)을 포함하는 평면 안테나 어레이가 예시된다. 각 유효(effective) 안테나 요소는 4개의 물리적 안테나 요소들로 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시 예들은 다른 개수의 안테나 요소들로 구성된 안테나 어레이들을 위해 실시될 수 있다. 상기 안테나 어레이에서, 안테나 요소들은 이하 도 4와 같이 인덱싱(indexing)될 수 있다. For ease of explanation, a planar antenna array including 32 antenna elements of 4x8 size is illustrated. Each effective antenna element may be composed of four physical antenna elements. However, various embodiments of the present invention may be implemented for antenna arrays comprised of a different number of antenna elements. In the antenna array, the antenna elements may be indexed as shown in FIG.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 요소들의 인덱싱 방식을 도시한다. 상기 도 4에서, 하나의 안테나 요소는 유효 안테나 요소를 의미한다. 상기 도 4를 참고하면, 제1열 401에 8개의 안테나 요소들이, 제2열 402에 8개의 안테나 요소들이, 제3열 403에 8개의 안테나 요소들이, 제4열 404에 8개의 안테나 요소들이 배치된다. 안테나 요소들 간 수직 방향 간 간격은 d1, 수평 방향 간격은 d2이다. 이때, 상기 안테나 요소들은, 상기 도 4에 도시된 화살표의 방향과 같이, 수평 방향 우선으로 인덱싱될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1열 401은 인덱스 1 내지 8의 안테나 요소들을, 상기 제2열 402은 인덱스 9 내지 16의 안테나 요소들을, 상기 제3열 403은 인덱스 17 내지 24의 안테나 요소들을, 상기 제4열 404은 인덱스 25 내지 32의 안테나 요소들을 포함한다. 이때, 안테나 요소들과 동일한 방식으로 인덱싱된 채널 벡터는 [h1, …, h32]T로 표현될 수 있다.
4 illustrates an indexing method of antenna elements in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, one antenna element means an effective antenna element. 4, there are eight antenna elements in the first column 401, eight antenna elements in the second column 402, eight antenna elements in the third column 403, eight antenna elements in the fourth column 404 . Distance between the vertical direction between the antenna element is d1, the horizontal spacing d 2. At this time, the antenna elements may be indexed in the horizontal direction priority, as indicated by the arrows in FIG. Thus, the first column 401 includes the antenna elements of indices 1 through 8, the second column 402 represents the antenna elements of indices 9 through 16, the third column 403 represents the antenna elements of indices 17 through 24, Fourth column 404 includes the antenna elements of indices 25-32. In this case, the channel vector indexed in the same manner as the antenna elements is [h 1 , ... , h 32 ] T.

이하, 설명의 편의를 위해, 4TX 코드북을 이용하여 블록 단위 방식으로 채널 벡터가 양자화되는 경우가 예시된다. 그러나, 다른 어떠한 방식의 블록 단위 채널 정보 양자화에도 본 발명의 다양한 실시 예들이 적용될 수 있다.
Hereinafter, for convenience of explanation, it is exemplified that a channel vector is quantized on a block-by-block basis using a 4TX codebook. However, various embodiments of the present invention can be applied to quantization of block-based channel information in any other manner.

LTE 또는 DFT(discrete fourier transform)과 같은 표준화된 코드북들은 우수한 방향성을 가진다. 따라서, 선호하는 도메인을 고려하여, 상기 코드북을로부터의 코드북들을 이용하는 것이 채널 벡터를 상기 도 4와 같은 평면 안테나 어레이를 고려하면, 선호 도메인의 선택은 다음과 같이 이루어질 수 있다.Standardized codebooks such as LTE or discrete fourier transform (DFT) have good directionality. Therefore, in consideration of the preferred domain, considering the channel vector using the codebooks from the codebook and the plane antenna array as shown in FIG. 4, the selection of the preferred domain may be performed as follows.

코드북으로부터 2개의 후보 코드워드(candidate codeword)들, 즉, 제1후보 및 제2후보가 선택될 수 있다.From the codebook, two candidate codewords may be selected, i.e., a first candidate and a second candidate.

Figure pat00022
Figure pat00022

상기 <수학식 6>에서, C는 코드북, c는 코드북 내 코드워드, h는 채널 벡터,

Figure pat00023
는 임의의(arbitrary) 교란된(perturbed) 채널 벡터로서, hp ,k
Figure pat00024
(k=1, …, 8) 이고, 상기 Copt ,1은 상기 h에 대응하는 코드워드의 제1후보, 상기 Copt,2는 상기 g에 대응하는 코드워드의 제2후보를 의미한다.In Equation (6), C denotes a codebook, c denotes a codeword in a codebook, h denotes a channel vector,
Figure pat00023
Is an arbitrary perturbed channel vector, h p , k
Figure pat00024
(k = 1, ..., 8), where C opt , 1 is a first candidate of a codeword corresponding to h, and C opt, 2 is a second candidate of codeword corresponding to g.

각 블록 hp ,k는 4TX LTE 또는 DFT 코드북을 이용하여 양자화될 수 있다. 채널 정보 양자화를 위해 2TX 또는 8TX 코드북과 같은 서로 다른 코드북들이 채용되면(adopt), 블록 크기는 적절히 변경될 수 있다. 상기 제1후보 및 상기 제2후보를 이용하여, 상기 수신단 120은 2개의 지표들(metrics)을 비교할 수 있다. 상기 지표들은 하기 <수학식 7>과 같이 비교될 수 있다.Each block h p , k can be quantized using 4TX LTE or DFT codebook. If different codebooks such as 2TX or 8TX codebooks are adopted for channel information quantization, the block size can be changed as appropriate. Using the first candidate and the second candidate, the receiving terminal 120 can compare two metrics. The above indices can be compared as shown in Equation (7) below.

Figure pat00025
Figure pat00025

상기 <수학식 7>에서, h는 수평 방향 우선으로 인덱싱된 채널 벡터, g는 수직 방향 우선으로 인덱싱된 채널 벡터, copt ,1은 상기 h에 대응하는 코드워드의 제1후보, copt ,2는 상기 g에 대응하는 코드워드의 제2후보를 의미한다.In Equation (7), h denotes a channel vector indexed in the horizontal direction first, g denotes a channel vector indexed vertically, c opt , 1 denotes a first candidate of codeword corresponding to h, c opt , 2 denotes the second candidate of the codeword corresponding to g.

비교 결과에 따라, 상기 제1후보 및 상기 제2후보 중 피드백되는 코드워드가 무엇인지를 지시하는 추가 정보가 송신될 수 있다. 즉, 상기 수신단 120은 상기 비교 결과에 따라 상기 제1후보 및 상기 제2후보 중 하나를 선택하고, 선택된 채널 정보를 상기 송신단 110으로 송신할 수 있다. 여기서, 상기 채널 정보는 선택된 코드워드 또는 코드워드들을 나타내는 정보로서, 적어도 하나의 코드워드의 인덱스 또는 상기 인덱스로부터 생성된 값들을 포함할 수 있다. 상기 인덱스로부터 생성된 값들은 상기 인덱스보다 적은 비트 개수로 구성될 수 있다.
According to the comparison result, additional information indicating what the feedback codeword is among the first candidate and the second candidate may be transmitted. That is, the receiving terminal 120 may select one of the first candidate and the second candidate according to the comparison result, and transmit the selected channel information to the transmitting terminal 110. Here, the channel information is information indicating selected codewords or codewords, and may include an index of at least one codeword or values generated from the index. The values generated from the index may be composed of a smaller number of bits than the index.

상술한 과정들의 물리적 의미(physical meaning)는 다음과 같다. The physical meaning of the above processes is as follows.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 요소들의 매핑 방식들을 도시한다. 상기 도 5는 선택된 도메인에 따른 안테나 요소 및 코드워드 간 매핑들을 예시한다. 상기 도 5에서, (a)는 수평 도메인이 선택된 경우를, (b)는 수직 도메인이 선택된 경우를 예시한다.5 illustrates mapping schemes of antenna elements in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 illustrates mappings between antenna elements and codewords according to a selected domain. In FIG. 5, (a) illustrates a case where a horizontal domain is selected, and (b) illustrates a case where a vertical domain is selected.

상기 도 5의 (a)를 참고하면, 수평 도메인이 선택된 경우, 코드북으로부터의 각 코드워드가 수평 방향으로 인접한 4개의 안테나 요소들의 그룹에 매핑된다. 다시 말해, 안테나 그룹은 수평 방향으로 인접한 안테나 요소들을 포함한다. 즉, 수평 도메인이 선택되면, 채널 벡터에 포함되는 안테나 요소 별 채널 값들은 수평 방향 우선으로 인덱싱된다. 반면, 상기 도 5의 (b)를 참고하면, 수직 도메인이 선택된 경우, 코드북으로부터의 각 코드워드가 수직 방향으로 인접한 4개의 안테나 요소들의 그룹에 매핑된다. 다시 말해, 안테나 그룹은 수직 방향으로 인접한 안테나 요소들을 포함한다. 즉, 수직 도메인이 선택되면, 채널 벡터에 포함되는 안테나 요소 별 채널 값들은 수직 방향 우선으로 인덱싱된다. 상기 도 5에 예시된 바와 같은 매핑에 의해, 최종적으로 선택된(final selected) 코드워드는 선택된 도메인에서 더 큰 방향성을 가지게 된다.
Referring to FIG. 5A, when the horizontal domain is selected, each codeword from the codebook is mapped to a group of four horizontally adjacent antenna elements. In other words, the antenna group includes adjacent antenna elements in the horizontal direction. That is, when the horizontal domain is selected, the channel values of the antenna elements included in the channel vector are indexed in the horizontal direction. On the other hand, referring to FIG. 5B, when the vertical domain is selected, each codeword from the codebook is mapped to a group of four vertically adjacent antenna elements. In other words, the antenna group includes vertically adjacent antenna elements. That is, when the vertical domain is selected, the channel values of the antenna elements included in the channel vector are indexed in the vertical direction. With the mapping as illustrated in FIG. 5, the finally selected code word has greater directionality in the selected domain.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시한다. 상기 도 6은 상기 수신단 120의 동작 방법을 예시한다.6 illustrates an operation procedure of a receiver in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 6 illustrates an operation method of the receiver 120. FIG.

상기 도 6을 참고하면, 상기 수신단은 601단계에서 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자(indication) 및 블록 단위로 양자화된(block-wise quantized) 채널 정보를 송신한다. 상기 인덱싱 규칙은 채널 벡터를 구성하는 채널 값들의 상기 채널 벡터 내에서의 배열 순서를 나타낸다. 다시 말해, 상기 인덱싱 규칙은 상기 수신단에서 채널 정보에 대응하는 코드워드 결정 시 채널 값들, 즉, 채널 엔트리들의 인덱싱 순서를 나타낸다. 다시 말해, 상기 인덱싱 규칙은 상기 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타낸다. 즉, 상기 채널 정보는 각 안테나 그룹에 대한 코드워드들의 인덱스들을 포함하며, 상기 지시자는 상기 코드워드들의 결정 시 사용된 선호하는 도메인을 지시하는 정보를 의미한다. 여기서, 상기 선호하는 도메인은 수직 도메인 또는 수평 도메인을 포함한다. 다시 말해, 상기 지시자는 코드워드 결정 시 안테나 요소들을 수평 방향 우선으로 그룹화하였는지 또는 수직 방향 우선으로 그룹화하였는지를 지시한다.Referring to FIG. 6, in step 601, the receiver transmits an indication indicating an indexing rule and channel information quantized (block-wise quantized) on a block-by-block basis. The indexing rule indicates the order of arrangement of channel values constituting the channel vector in the channel vector. In other words, the indexing rule indicates the indexing order of the channel values, i.e., channel entries, in the code word determination corresponding to the channel information at the receiving end. In other words, the indexing rule indicates correspondence between channel values and antenna elements included in the channel vector used in the codeword determination. That is, the channel information includes indices of codewords for each antenna group, and the indicator indicates information indicating a preferred domain used in determining the codewords. Here, the preferred domain includes a vertical domain or a horizontal domain. In other words, the indicator indicates whether the antenna elements were grouped horizontally prioritized or vertically prioritized in code word determination.

이후, 상기 수신단은 603단계로 진행하여 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나들에 매핑된 빔포밍된 신호를 수신한다. 상기 빔포밍은 송신단에 의해 수행되며, 다수의 코드워드들로 빔포밍된 신호들이 상기 인덱싱 규칙에 따라 결정된 안테나들을 통해 송신된다. 즉, 빔포밍된 신호들을 매핑함에 있어서, 상기 송신단은 상기 인덱싱 규칙에 따라 수직 방향 우선으로 또는 수평 방향 우선으로 상기 빔포밍된 신호들을 안테나 요소들에 매핑한다.
In step 603, the receiver receives the beamformed signal mapped to the antennas according to the indexing rule. The beamforming is performed by the transmitting end, and the beamformed signals with a plurality of codewords are transmitted through the antennas determined according to the indexing rule. That is, in mapping the beamformed signals, the transmitting terminal maps the beamformed signals to antenna elements in a vertical direction priority or a horizontal direction priority according to the indexing rule.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시한다. 상기 도 7은 상기 송신단 110의 동작 방법을 예시한다.7 illustrates an operation procedure of a receiving end in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 7 illustrates an operation method of the transmitting terminal 110. FIG.

상기 도 7을 참고하면, 상기 송신단은 701단계에서 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 수신한다. 상기 인덱싱 규칙은 수신단에서 채널 정보에 대응하는 코드워드 결정 시 채널 값들, 즉, 채널 엔트리들의 인덱싱 순서를 나타낸다. 다시 말해, 상기 인덱싱 규칙은 상기 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타낸다. 즉, 상기 채널 정보는 각 안테나 그룹에 대한 코드워드들의 인덱스들을 포함하며, 상기 지시자는 상기 코드워드들의 결정 시 사용된 선호하는 도메인을 지시하는 정보를 의미한다. 여기서, 상기 선호하는 도메인은 수직 도메인 또는 수평 도메인을 포함한다. 다시 말해, 상기 지시자는 상기 수신단에서 코드워드 결정 시 안테나 요소들을 수평 방향 우선으로 블록화하였는지 또는 수직 방향 우선으로 블록화하였는지를 지시한다.Referring to FIG. 7, in step 701, the transmitter receives quantized channel information on a block-by-block basis and an indicator indicating an indexing rule. The indexing rule indicates the indexing order of the channel values, that is, the channel entries, in the code word determination corresponding to the channel information at the receiving end. In other words, the indexing rule indicates correspondence between channel values and antenna elements included in the channel vector used in the codeword determination. That is, the channel information includes indices of codewords for each antenna group, and the indicator indicates information indicating a preferred domain used in determining the codewords. Here, the preferred domain includes a vertical domain or a horizontal domain. In other words, the indicator indicates whether the antenna elements are blocked in the horizontal direction or the vertical direction in the codeword determination in the receiving end.

이후, 상기 송신단은 703단계로 진행하여 상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나들에 매핑된 빔포밍된 신호를 송신한다. 상기 빔포밍은 송신단에 의해 수행되며, 다수의 코드워드들로 빔포밍된 신호들이 상기 인덱싱 규칙에 따라 결정된 안테나들을 통해 송신된다. 즉, 빔포밍된 신호들을 매핑함에 있어서, 상기 송신단은 상기 인덱싱 규칙에 따라 수직 방향 우선으로 또는 수평 방향 우선으로 상기 빔포밍된 신호들을 안테나 요소들에 매핑한다.
In step 703, the transmitter transmits a beamformed signal mapped to the antennas according to the indexing rule. The beamforming is performed by the transmitting end, and the beamformed signals with a plurality of codewords are transmitted through the antennas determined according to the indexing rule. That is, in mapping the beamformed signals, the transmitting terminal maps the beamformed signals to antenna elements in a vertical direction priority or a horizontal direction priority according to the indexing rule.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 코드워드 결정 절차를 도시한다. 상기 도 8은 상기 수신단 120의 동작 방법을 예시한다.FIG. 8 illustrates a code word determination procedure of a receiver in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 8 illustrates an operation method of the receiver 120. FIG.

상기 도 8을 참고하면, 상기 수신단은 801단계에서 송신단 및 상기 수신단 간 채널을 추정한다. 이를 위해, 상기 수신단은 상기 송신단에서 송신된 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호는 파일럿(pilot) 신호, 기준(reference) 신호, 훈련(training) 신호, 동기 신호(synchronization signal), 프리앰블(preamble) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 채널은 상기 송신단의 안테나 개수 및 상기 수신단의 안테나 개수에 대응하는 크기의 행렬 또는 벡터로 구성될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 채널은 벡터의 형태를 가진다 가정한다. Referring to FIG. 8, in step 801, the receiver estimates a channel between the transmitter and the receiver. To this end, the receiving end may receive a signal transmitted from the transmitting end. The signal may include at least one of a pilot signal, a reference signal, a training signal, a synchronization signal, and a preamble. At this time, the channel may be a matrix or vector having a size corresponding to the number of antennas of the transmitter and the number of antennas of the receiver. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the channel has a form of a vector.

이어, 상기 수신단은 803단계로 진행하여 채널 값들을 블록 단위로 양자화한다. 구체적으로, 상기 수신단은 상기 송신단의 안테나 어레이에 포함된 안테나 요소들의 개수만큼의 채널 엔트리들, 즉, 채널 값들로 구성된 채널 벡터를 분할함으로써 블록화하고, 각 블록에 대하여 최적의 코드워드를 결정한다. 여기서, 상기 블록의 크기는 사용되는 코드북의 크기에 따라 달라질 수 있다. 이때, 상기 수신단은 다수의 도메인들에 따라, 다시 말해, 수평 방향 우선 및 수직 방향 우선으로 상기 채널 값들을 배열한 다수의 채널 벡터들 각각을 양자화한다. 이에 따라, 상기 채널 값들은 상기 도 5의 (a) 또는 (b)와 같이 그룹화된 안테나 요소들에 대응하도록 블록화될 수 있다. 결과적으로, 선택 가능한 도메인의 개수만큼의 양자화 결과들이 얻어진다. In step 803, the receiver quantizes the channel values on a block-by-block basis. Specifically, the receiving end divides a channel vector composed of channel entries, that is, channel values, by the number of antenna elements included in the antenna array of the transmitting end, and determines an optimal codeword for each block. Here, the size of the block may vary according to the size of the codebook used. At this time, the receiver quantizes each of a plurality of channel vectors in which the channel values are arranged according to a plurality of domains, that is, in a horizontal direction and a vertical direction. Accordingly, the channel values may be blocked to correspond to the grouped antenna elements as shown in FIG. 5 (a) or (b). As a result, quantization results corresponding to the number of selectable domains are obtained.

이후, 상기 수신단은 805단계로 진행하여 선호하는 도메인을 결정한다. 즉, 상기 수신단은 각 도메인에 대응하는 양자화된 채널 정보들 중 빔포밍 이득이 더 큰 채널 정보를 선택하고, 선택된 채널 정보에 대응하는 도메인을 상기 선호하는 도메인으로 결정한다. 예를 들어, 상기 수신단은 유효 채널의 크기를 최대화하는 상기 채널 정보, 즉, 코드워드들을 선택할 수 있다. 구체적으로, 상기 <수학식 7>과 같은 조건이 만족하면, 상기 수신단은 수평 도메인을 선호하는 도메인으로 선택할 수 있다.
In step 805, the receiving end determines a preferred domain. That is, the receiver selects channel information having a larger beamforming gain among the quantized channel information corresponding to each domain, and determines a domain corresponding to the selected channel information as the preferred domain. For example, the receiver may select the channel information, i.e., codewords, that maximize the size of the effective channel. Specifically, if the condition of Equation (7) is satisfied, the receiving end can select a horizontal domain as a preferred domain.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단의 매핑 관계 결정 절차를 도시한다. 상기 도 9는 상기 송신단 110의 동작 방법을 예시한다.FIG. 9 illustrates a procedure of determining a mapping relationship of a transmitter in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 9 illustrates an operation method of the transmitting terminal 110. FIG.

상기 도 9를 참고하면, 상기 송신단은 901단계에서 수신단으로부터 피드백된 채널 정보에 대한 인덱싱 규칙을 확인한다. 상기 인덱싱 규칙은 상기 수신단에서 채널 정보에 대응하는 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터 내에서 채널 값들, 즉, 채널 엔트리들의 인덱싱 순서를 나타낸다. 상기 송신단은 상기 수신단으로부터 피드백된 지시자를 통해 상기 인덱싱 규칙을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 송신단은 상기 수신단의 선호하는 도메인을 판단할 수 있다.Referring to FIG. 9, in step 901, the transmitting terminal checks an indexing rule for channel information fed back from a receiving end. The indexing rule indicates the indexing order of the channel values, i.e., channel entries, in the channel vector used in determining the codeword corresponding to the channel information at the receiving end. The transmitting end can check the indexing rule through an indicator fed back from the receiving end. Accordingly, the transmitting terminal can determine the preferred domain of the receiving terminal.

이후, 상기 송신단은 903단계로 진행하여 상기 인덱싱 규칙에 따라 코드워드들 및 안테나 요소들 간 매핑 관계를 결정한다. 상기 인덱싱 규칙은 상기 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타낸다. 따라서, 상기 송신단은 상기 인덱싱 규칙에 의해 지시되는 채널 벡터의 도메인에 따라, 하나의 코드워드로 빔포밍된 신호들을 수직 방향의 안테나 그룹에 적용할지, 수평 방향의 안테나 그룹에 적용할지 판단할 수 있다. 다시 말해, 상기 송신단은, 상기 인덱싱 규칙에 기초하여, 피드백된 채널 정보에 의해 지시되는 코드워드들 각각이 어느 안테나 요소들의 채널에 대응하는지 판단한다. 예를 들어, 상기 인덱싱 규칙이 수평 도메인을 지시하는 경우, 상기 도 5의 (a)와 같은 안테나 그룹에 하나의 코드워드가 대응한다. 반면, 상기 인덱싱 규칙이 수직 도메인을 지시하는 경우, 상기 도 5의 (b)와 같은 안테나 그룹에 하나의 코드워드가 대응한다.
In step 903, the transmitter determines a mapping relationship between the codewords and the antenna elements according to the indexing rule. The indexing rule indicates correspondence between channel values and antenna elements included in the channel vector used in the codeword determination. Therefore, the transmitting terminal can determine whether to apply the beamformed signals with one codeword to the antenna group in the vertical direction or the antenna group in the horizontal direction according to the domain of the channel vector indicated by the indexing rule . In other words, the transmitting terminal determines, based on the indexing rule, which of the codewords indicated by the fed back channel information corresponds to channels of which antenna elements. For example, when the indexing rule indicates a horizontal domain, one codeword corresponds to the antenna group as shown in FIG. 5 (a). On the other hand, when the indexing rule indicates the vertical domain, one code word corresponds to the antenna group as shown in FIG. 5 (b).

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 채널 정보 피드백 절차를 도시한다. 예를 들어, 상기 도 6에 도시된 절차는 상기 송신단 110 및 상기 수신단 120에 의해 수행될 수 있다.10 illustrates a channel information feedback procedure of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. For example, the procedure shown in FIG. 6 may be performed by the transmitting terminal 110 and the receiving terminal 120.

도 10을 참고하면, 1001단계에서, 상기 송신단 110은 상기 수신단 120으로 파일럿 신호를 송신한다. 상기 파일럿 신호는 채널 추정을 위한 신호로서, 미리 약속된 값을 가지며, 미리 약속된 자원을 통해 송신될 수 있다. 상기 파일럿 신호는 기준 신호, 훈련 신호 등으로 지칭될 수 있으며, 동기 신호, 프리앰블 등으로 대체될 수 있다.Referring to FIG. 10, in step 1001, the transmitting terminal 110 transmits a pilot signal to the receiving terminal 120. The pilot signal has a predetermined value as a signal for channel estimation, and can be transmitted through a predetermined resource in advance. The pilot signal may be referred to as a reference signal, a training signal, or the like, and may be replaced with a synchronization signal, a preamble, or the like.

1003단계에서, 상기 수신단 120은 상기 송신단 110 및 상기 수신단 120 간 채널을 추정한다. 상기 채널은 상기 송신단 110의 안테나 개수 및 상기 수신단 120의 안테나 개수에 대응하는 크기의 행렬 또는 벡터로 구성될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 채널은 벡터로 구성된다 가정한다.In step 1003, the receiving terminal 120 estimates a channel between the transmitting terminal 110 and the receiving terminal 120. The channel may be a matrix or a vector having a size corresponding to the number of antennas of the transmitter 110 and the number of antennas of the receiver 120. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the channel is composed of a vector.

1005단계에서, 상기 수신단 120은 상기 채널에 대응하는 코드워드의 제1후보를 산출한다. 상기 코드워드는 프리코딩 행렬, 빔포밍 행렬 등으로 지칭될 수 있다. 이때, 상기 제1후보는, 채널 벡터 내의 채널 값들을 수평 방향 우선으로 배열한 경우의 채널 벡터에 기초하여 결정된 코드워드를 의미한다. 예를 들어, 상기 도 4와 같은 평면 안테나 어레이의 경우, 상기 채널 벡터는 채널 값들을 안테나 요소 인덱스 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32의 순서로 포함한다. 이때, 상기 수신단 120은 유효 채널의 크기를 최대화하는 코드워드를 상기 제1후보로 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 수신단 120은 상기 수평 도메인 채널 벡터의 허미션(Hermitian)과의 곱의 제곱을 최대화하는 코드워드를 상기 제1후보로 결정할 수 있다.In step 1005, the receiving end 120 calculates a first candidate of a codeword corresponding to the channel. The codeword may be referred to as a precoding matrix, a beamforming matrix, or the like. In this case, the first candidate means a codeword determined based on a channel vector when channel values in the channel vector are arranged in the horizontal direction. For example, in the case of the planar antenna array shown in FIG. 4, the channel vector may include channel values at antenna element indices 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, , 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, At this time, the receiver 120 may determine a codeword that maximizes the size of the effective channel as the first candidate. Specifically, the receiver 120 may determine a codeword that maximizes a square of a product of the Hermitian of the horizontal domain channel vector as the first candidate.

1007단계에서, 상기 수신단 120은 상기 채널에 대응하는 코드워드의 제2후보를 산출한다. 상기 코드워드는 프리코딩 행렬, 빔포밍 행렬 등으로 지칭될 수 있다. 이때, 상기 제2후보는, 채널 벡터 내의 채널 값들을 수직 방향 우선으로 배열한 경우의 채널 벡터에 기초하여 결정된 코드워드를 의미한다. 예를 들어, 상기 도 4와 같은 평면 안테나 어레이의 경우, 상기 채널 벡터는 채널 값들을 안테나 요소 인덱스 1, 9, 17, 25, 2, 10, 18, 26, 3, 11, 19, 27, 4, 12, 20, 28, 5, 13, 21, 29, 6, 14, 22, 30, 7, 15, 23, 31, 8, 16, 24, 32의 순서로 포함한다. 이때, 상기 수신단 120는 유효 채널의 크기를 최대화하는 코드워드를 상기 제2후보로 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 수신단 120은 상기 수직 도메인 채널 벡터의 허미션과의 곱의 제곱을 최대화하는 코드워드를 상기 제2후보로 결정할 수 있다.In step 1007, the receiving terminal 120 calculates a second candidate of a codeword corresponding to the channel. The codeword may be referred to as a precoding matrix, a beamforming matrix, or the like. In this case, the second candidate means a codeword determined based on a channel vector in a case where channel values in the channel vector are arranged in the vertical direction. For example, in the case of the plane antenna array as shown in FIG. 4, the channel vector may include channel values at antenna element indices 1, 9, 17, 25, 2, 10, 18, 26, 3, 11, 19, , 12, 20, 28, 5, 13, 21, 29, 6, 14, 22, 30, 7, 15, 23, 31, 8, 16, 24, At this time, the receiver 120 may determine a codeword for maximizing the size of the effective channel as the second candidate. Specifically, the receiver 120 may determine a codeword that maximizes a square of a product of the hermetian of the vertical domain channel vector as the second candidate.

1009단계에서, 상기 수신단 120은 상기 제1후보 및 상기 제2후보 중 하나를 선택한다. 이를 위해, 상기 수신단 120은 상기 제1후보 및 상기 제2후보에 대응하는 지표들을 비교할 수 있다. 여기서, 상기 지표는 유효 채널의 크기로서, 채널 벡터의 허미션과의 곱의 제곱으로 정의될 수 있다. 상기 제1후보의 지표가 상기 제2후보의 지표 이상이면, 상기 수신단 120은 상기 제1후보를 선택한다. 반면, 상기 제1후보의 지표가 상기 제2후보의 지표 미만이면, 상기 수신단 120은 상기 제2후보를 선택한다.In step 1009, the receiving terminal 120 selects one of the first candidate and the second candidate. For this, the receiving terminal 120 may compare the indicators corresponding to the first candidate and the second candidate. Here, the indicator may be defined as a size of an effective channel, which is a square of a product of a hermetian of a channel vector. If the index of the first candidate is more than or equal to the index of the second candidate, the receiving terminal 120 selects the first candidate. On the other hand, if the index of the first candidate is less than the index of the second candidate, the receiving terminal 120 selects the second candidate.

상기 제1후보가 선택된 경우, 1011단계에서, 상기 수신단 120은 상기 제1후보를 양자화된 채널 정보로 결정한다. 반면, 상기 제2후보가 선택된 경우, 1013단계에서, 상기 수신단 120은 상기 제2후보를 양자화된 채널 정보로 결정한다. 이때, 상기 양자화된 채널 정보는 채널 블록들과 1:1 대응하는 다수의 코드워드들을 나타낸다. 상기 채널 정보는 상기 다수의 코드워드들의 인덱스들을 직접 지시하거나, 또는, 상기 인덱스들로부터 생성된 값들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 정보는 상기 인덱스들을 트렐리스 부호에 기초하여 가공한 정보를 포함할 수 있다.If the first candidate is selected, the receiver 120 determines the first candidate as quantized channel information in step 1011. [ On the other hand, if the second candidate is selected, the receiver 120 determines the second candidate as the quantized channel information in step 1013. At this time, the quantized channel information represents a plurality of codewords corresponding one to one with the channel blocks. The channel information may directly indicate indices of the plurality of codewords, or may include values generated from the indexes. For example, the channel information may include information obtained by processing the indices based on a trellis code.

이후, 1015단계에서, 상기 수신단 120은 상기 송신단으로 양자화된 채널 정보를 송신한다. 다시 말해, 상기 수신단 120은 코드워드 인덱스들을 나타내는 채널 정보를 피드백한다. 즉, 상기 수신단 120은 안테나 그룹들 각각을 위한 다수의 코드워드들의 인덱스들을 송신한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 수신단 120은 송신되는 채널 정보가 수평 도메인 채널 벡터에 기초하여 생성되었는지 또는 수직 도메인 채널 벡터에 기초하여 생성되었는지를 지시하는 추가 피드백 정보를 함께 송신할 수 있다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 수신단 120은 상기 추가 피드백 정보를 상기 채널 정보의 송신에 앞서 송신할 수 있다.Thereafter, in step 1015, the receiver 120 transmits channel information quantized to the transmitter. In other words, the receiver 120 feeds back channel information indicating codeword indices. That is, the receiver 120 transmits indexes of a plurality of codewords for each of the antenna groups. At this time, according to the embodiment of the present invention, the receiver 120 may transmit additional feedback information indicating whether the channel information to be transmitted is generated based on a horizontal domain channel vector or based on a vertical domain channel vector . Alternatively, according to another embodiment of the present invention, the receiving terminal 120 may transmit the additional feedback information prior to transmission of the channel information.

1017단계에서, 상기 송신단 110은 피드백된 채널 정보를 이용하여 데이터 신호를 송신한다. 다시 말해, 상기 송신단 110은 상기 코드워드 인덱스들에 의해 지시되는 코드워드를 이용하여 데이터 신호를 빔포밍하고, 빔포밍된 데이터 신호를 송신할 수 있다. 이때, 상기 송신단 110은 상기 채널 정보와 함께 또는 상기 채널 정보와 별도로 피드백되는 지시자에 기초하여 코드워드들 및 안테나 요소들 간 매핑 관계를 결정한다. 즉, 상기 지시자는 상기 수신단 120에서 코드워드 결정 시 어떤 도메인에 기초하여 채널 값들을 인덱싱하였는지 지시하며, 이에 따라, 상기 송신단 110은 상기 지시자에 기초하여 상기 코드워드들 및 안테나 요소들 간 매핑 관계를 결정하고, 상기 매핑 관계에 따라 안테나 요소들에 매핑된 빔포밍된 신호들을 송신할 수 있다.In step 1017, the transmitter 110 transmits a data signal using the feedback channel information. In other words, the transmitter 110 may beamform the data signal using the codeword indicated by the codeword indices and transmit the beamformed data signal. At this time, the transmitter 110 determines the mapping relationship between the codewords and the antenna elements based on the channel information or an indicator fed back separately from the channel information. That is, the indicator indicates which domain the channel values are indexed based on which domain the codeword is determined by the receiver 120, and accordingly, the transmitter 110 determines a mapping relationship between the codewords and the antenna elements based on the indicator And transmit the beamformed signals mapped to the antenna elements according to the mapping relationship.

상기 도 10을 참고하여 설명한 절차에서, 상기 채널 정보를 양자화하는 상기 1011단계 및 상기 1013단계는, 상기 채널 정보 및 코드북에 포함되는 코드워드들을 다수의 채널 벡터들의 블록들 및 다수의 코드워드들의 그룹들로 분할하고(truncate), 상기 채널 벡터들의 블록들을 상기 코드워드들의 그룹들을 이용하여 트렐리스 부호 양자화하는 과정을 포함할 수 있다. 이때, 일 실시 예에 따르면, 상기 채널 정보를 트렐리스 부호 양자화하는 과정은, 상기 채널 정보와 상기 코드워드들을 M/L개의 상기 채널 벡터들의 블록들 및 상기 코드워드들의 그룹들로 분할하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 M은 상기 송신단 110의 전체 안테나 요소 개수이고, 상기 L은 그룹 당 안테나 요소의 개수이다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 채널 정보를 트렐리스 부호 양자화하는 과정은, 상기 각 코드워드들의 그룹들을 미리 정의된 컨볼루션 부호(convolutional encoder)에 대응하는 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당하는 과정과, 상기 트렐리스 구조에 대하여 경로를 검색하는 과정과, 상기 경로 검색 결과 최적 경로에 대응하는 최적의 코드워드를 나타내는 정보를 상기 각 채널 벡터들의 블록들에 대응하는 양자화 결과로서 출력하는 과정을 포함할 수 있다. In the procedure described with reference to FIG. 10, in steps 1011 and 1013 of quantizing the channel information, the codewords included in the channel information and the codebook are divided into blocks of a plurality of channel vectors and groups of a plurality of codewords And performing trellis code quantization on the blocks of the channel vectors using the groups of codewords. Here, the step of Trellis code quantizing the channel information may include dividing the channel information and the codewords into M / L blocks of the channel vectors and groups of codewords . &Lt; / RTI &gt; Where M is the total number of antenna elements of the transmitter 110 and L is the number of antenna elements per group. According to an embodiment of the present invention, the step of performing trellis code quantization on the channel information may include: dividing groups of the codewords into outputs in a trellis structure corresponding to a predefined convolutional encoder; Searching for a path with respect to the trellis structure; and outputting, as a quantization result corresponding to the blocks of the channel vectors, information indicating an optimal codeword corresponding to the optimal path as a result of the path search, . &Lt; / RTI &gt;

여기서, 일 실시 예에 따르면, 상기 경로를 검색하는 과정은, 전체 검색 범위 중 미리 정의된 검색 범위에서 상기 트렐리스 구조에 대하여 경로를 검색하는 과정을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 각 코드워드들의 그룹들을 미리 정의된 컨볼루션 부호에 대응하는 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당하는 과정은, 상기 트렐리스 구조의 홀수 번째 출력과 짝수 번째 출력에 할당되는 코드워드들 사이의 최소 유클리디언 거리(minimum Euclidean distance)가 최대가 되도록, 상기 각 코드워드들의 그룹들을 상기 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당하는 과정을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 컨볼루션 부호는 3/4 레이트 컨볼루션 부호, 2/3 레이트 컨볼루션 부호 또는 임의의 레이트를 가지는 컨볼루션 부호 중의 하나를 포함한다.
According to an embodiment of the present invention, the step of searching for the path may include searching for a path to the trellis structure in a predefined search range of the entire search range. According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of assigning groups of the code words to outputs in a trellis structure corresponding to a predefined convolutional code may include the steps of: And allocating the groups of the code words to the outputs in the trellis structure such that the minimum Euclidean distance between the assigned codewords is maximized. According to one embodiment, the convolutional code includes one of a 3/4 rate convolutional code, a 2/3 rate convolutional code or a convolutional code having an arbitrary rate.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 수신단은 블록 단위로 구성된 채널 정보, 즉, 안테나 그룹 별 코드워드들의 인덱스들을 피드백할 수 있다. 나아가, 상기 수신단은 상기 코드워드들의 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함되는 채널 값들에 대한 인덱싱 규칙을 더 송신할 수 있다. 이때, 상기 채널 정보는 양자화될 수 있다. 상기 양자화는 트렐리스 부호에 기초하여 수행될 수 있다. 이하, 본 발명은 상기 양자화에 대하여 구체적으로 설명한다.
As described above, the receiving end according to the various embodiments of the present invention can feed back channel information composed of block units, that is, indexes of codewords for each antenna group. Further, the receiving end may further transmit an indexing rule for channel values included in the channel vector used in determining the codewords. At this time, the channel information may be quantized. The quantization may be performed based on a trellis code. Hereinafter, the present invention will specifically describe the quantization.

[6] 내지 [9]와 같이, MISO(multiple input single output) 시스템에서 낮은 복잡도를 갖는 채널 벡터를 양자화하기 위한 방법들이 제안된 바 있다. [6] 내지 [9]에서 제안된 방식들은 AWGN(additive white Gaussian noise) 채널에서의 빔포밍 VQ 문제 및 비간섭성 시퀀스 검출(non-coherent sequence detection) 문제의 이중성(duality)에 의존한다. 이중성은 2개의 문제들이 하기 <수학식 8>과 등가적임을 나타낸다. As described in [6] to [9], methods for quantizing a channel vector having a low complexity in a MISO (multiple input single output) system have been proposed. The schemes proposed in [6] to [9] depend on the duality of the beamforming VQ problem and the non-coherent sequence detection problem in AWGN (additive white Gaussian noise) channel. The duality indicates that the two problems are equivalent to Equation (8).

Figure pat00026
Figure pat00026

상기 <수학식 8>에서, C는 코드북, c는 코드북 내의 코드워드, h는 채널 벡터를 의미한다.In Equation (8), C denotes a codebook, c denotes a codeword in a codebook, and h denotes a channel vector.

상기 <수학식 8>을 참고하면, 좌변은 빔포밍 VQ 문제이고, 우변은 비간섭성 시퀀스 검출 문제이다. 비간섭성 시퀀스 검출 문제의 경우에, h는 수신 신호이고, e는 채널 계수이며(단위 진폭을 갖는 블록 페이딩(block fading)을 가정할 때), c는 전송 후보 코드워드(candidate transmitted codeword)에 대응한다.
Referring to Equation (8), the left side is a beamforming VQ problem and the right side is a non-coherent sequence detection problem. In the case of the incoherent sequence detection problem, h is the received signal, e j [ theta] is the channel coefficient (assuming block fading with unit amplitude), c is the candidate transmitted codeword, .

본 발명의 다양한 실시 예들은 코드북을 이용하여 TEC을 생성하고, 이 생성된 TEC를 트렐리스 부호 양자화에 이용하는 방안과, 트렐리스 부호 양자화된 결과에 대하여 위상을 조정하는 TE-SPA 방안을 포함한다. 이러한 방안들은 3GPP LTE-A 8TX 안테나 코드북에서의

Figure pat00027
구조와 유사하다. 여기서 W1은 광대역/긴-주기(wideband/long-term) 채널 정보이고, W2는 부대역/짧은-주기(subband/ short-term) 채널 정보이다. 상기 TEC 및 상기 TE-SPA는 각각 W1, W2로 간주될 수 있다.Various embodiments of the present invention include a scheme for generating a TEC using a codebook, using the generated TEC for trellis code quantization, and a TE-SPA scheme for adjusting the phase with respect to a Trellis code quantized result do. These schemes are described in 3GPP LTE-A 8TX antenna codebook
Figure pat00027
Structure. Where W1 is the wideband / long-term channel information and W2 is the subband / short-term channel information. The TEC and the TE-SPA can be regarded as W1 and W2, respectively.

상기 TEC를 설명함에 있어서, LTE 4TX 코드북이 예시된다. 그러나, DFT(Discrete Fourier Transform), RVQ(Residual Vector Quantization) 및 GLP (Grassmannian-line-packing) 코드북과 같은 임의의 다른 VQ 코드북이 사용될 수 있다.
In describing the TEC, an LTE 4TX codebook is exemplified. However, any other VQ codebook such as Discrete Fourier Transform (DFT), Residual Vector Quantization (RVQ), and Grassmannian-line-packing (GLP) codebook may be used.

채널 정보의 양자화를 위한 수신단의 특징을 설명하면 다음과 같다.The characteristics of the receiver for quantizing the channel information will be described below.

본 발명의 실시 예에 따른 수신단은 코드북을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 코드북은 하기 <표 1>과 같은 3GPP LTE 4TX 코드북일 수 있다The receiving end according to the embodiment of the present invention can store the codebook. For example, the codebook may be a 3GPP LTE 4TX codebook as shown in Table 1 below

Figure pat00028
Figure pat00028

상기 <표 1>에서, Wn {s} 는 수식

Figure pat00029
으로부터의 세트 {s}에 의해 주어지는 열(column)들에 의해 정의되는 행렬을 나타낸다. 여기서, I는 4×4 단위 행렬(identity matrix)이고, 벡터 un은 상기 <표 1>에 나타난 바와 같이 주어진다. 4TX 랭크(rank) 또는 레이어(layer) 1 코드북으로서의
Figure pat00030
Figure pat00031
와 같다. In Table 1, W n {s}
Figure pat00029
&Lt; RTI ID = 0.0 > {s}. &Lt; / RTI > Here, I is a 4 × 4 identity matrix, and the vector u n is given as shown in Table 1 above. 4TX rank or layer 1 codebook
Figure pat00030
silver
Figure pat00031
.

상기 수신단은 상기 코드북에 저장된 복수의 코드북들 중에서 선택된 코드북을 이용하여 채널 정보를 트렐리스 부호 양자화한다. 상기 수신단은 상기 채널 정보와 상기 선택된 코드북에 포함되는 코드워드들을 각각 다수의 채널 벡터들의 블록들과 다수의 코드워드들의 그룹들로 분할하고(truncate), 상기 각 채널 벡터들의 블록들을 상기 각 코드워드들의 그룹들을 이용하여 트렐리스 부호 양자화한다. 일 실시 예에서, 상기 수신단은 상기 채널 정보와 상기 코드워드들을 미리 정의된 개수의 채널 벡터들의 블록들과 상기 코드워드들의 그룹들로 분할한다. 일 실시 예에서, 상기 수신단은 상기 각 코드워드들의 그룹들을 미리 정의된 컨볼루션 부호에 대응하는 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당하고, 상기 트렐리스 구조에 대하여 경로를 검색하고, 상기 경로 검색 결과 최적 경로에 대응하는 최적의 코드워드를 나타내는 정보를 상기 각 채널 벡터들의 블록들에 대응하는 양자화 결과로서 출력한다. 일 실시 예에서, 상기 수신단은 전체 검색 범위(예:

Figure pat00032
) 중 미리 정의된 검색 범위(예:
Figure pat00033
,
Figure pat00034
)에서 상기 트렐리스 구조에 대하여 경로를 검색한다. 일 실시 예에서, 상기 수신단은 상기 트렐리스 구조의 홀수 번째 출력과 짝수 번째 출력에 할당되는 코드워드들 사이의 최소 유클리디언 거리(minimum Euclidean distance)가 최대가 되도록, 상기 각 코드워드들의 그룹들을 상기 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당한다. 여기서, 상기 컨볼루션 부호는 3/4 레이트(rate) 컨볼루션 부호, 2/3 레이트 컨볼루션 부호 또는 임의의 레이트를 가지는 컨볼루션 부호 중의 하나를 포함할 수 있다.
The receiving end performs trellis code quantization on channel information using a codebook selected from a plurality of codebooks stored in the codebook. The receiving end truncates the channel information and codewords included in the selected codebook into a plurality of blocks of channel vectors and a plurality of groups of codewords, Quantized using Trellis code. In one embodiment, the receiving end divides the channel information and the codewords into blocks of a predefined number of channel vectors and groups of codewords. In one embodiment, the receiving end allocates groups of the codewords to outputs in a trellis structure corresponding to a predefined convolutional code, searches a path for the trellis structure, And outputs information indicating an optimum code word corresponding to the search result optimal path as a quantization result corresponding to the blocks of the channel vectors. In one embodiment, the receiving end has a full search range (e.g.,
Figure pat00032
) Of predefined search ranges (e.g.,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
) Searches the path for the trellis structure. In one embodiment, the receiving end is configured such that the minimum Euclidean distance between the codewords allocated to the odd-numbered output and the even-numbered output of the trellis structure is maximized, To the outputs in the trellis structure. Here, the convolutional code may include one of a 3/4 rate convolutional code, a 2/3 rate convolutional code, or a convolutional code having an arbitrary rate.

양자화된 채널 정보를 처리하기 위한 송신단의 특징을 설명하면 다음과 같다.The characteristics of the transmitter for processing the quantized channel information will be described below.

상기 송신단은 양자화된 채널 정보를 수신한다. 즉, 상기 송신단은 트렐리스 부호 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신한다. 상기 피드백 정보는 상기 수신단에 의해 복수의 코드북들 중에서 선택된 코드북을 이용하여 채널 정보를 상기 트렐리스 부호 양자화함에 의해 생성된다. 일 실시 예에서, 상기 트렐리스 부호 양자화 동작은 상기 각 코드워드들의 그룹들을 상기 컨볼루션 부호에 대응하는 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당하고, 상기 트렐리스 구조에 대하여 경로를 검색하고, 상기 경로 검색 결과 최적 경로에 대응하는 최적의 코드워드를 나타내는 정보를 상기 각 채널 벡터들의 블록들에 대응하는 양자화 결과로서 출력하는 동작을 포함한다. 일 실시 예에서, 상기 경로를 검색하는 동작은 전체 검색 범위 중 미리 정의된 검색 범위에서 상기 트렐리스 구조에 대하여 경로를 검색하는 동작을 포함한다. 일 실시 예에서, 상기 트렐리스 구조의 홀수 번째 출력과 짝수 번째 출력에 할당되는 코드워드들 사이의 최소 유클리디언 거리(minimum Euclidean distance)가 최대가 되도록, 상기 각 코드워드들의 그룹들이 상기 트렐리스 구조에서의 출력들에 할당된다. 상기 송신단은 상기 피드백 정보를 컨볼루션 부호화한다. 상기 컨볼루션 부호는 3/4 레이트 컨볼루션 부호, 2/3 레이트 컨볼루션 부호 또는 임의의 레이트를 가지는 컨볼루션 부호 중의 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송신단은 상기 컨볼루션 부호화 결과를 미리 정의된 매핑 규칙에 따른 코드워드들로 매핑한다. 또한, 상기 송신단은 상기 매핑된 코드워드들에 따라 채널 벡터를 재구성한다.
The transmitting end receives the quantized channel information. That is, the transmitter receives the feedback information including the trellis code quantized channel information. The feedback information is generated by the receiving end by performing trellis code quantization on channel information using a codebook selected from a plurality of codebooks. In one embodiment, the trellis code quantization operation allocates groups of the respective code words to outputs in a trellis structure corresponding to the convolution code, searches for a path for the trellis structure And outputting, as the quantization result corresponding to the blocks of the channel vectors, information indicating an optimal codeword corresponding to the optimal path as a result of the path search. In one embodiment, searching for the path includes searching for a path for the trellis structure in a predefined search range of the entire search range. In one embodiment, the groups of the respective codewords are arranged such that the minimum Euclidean distance between the codewords allocated to the odd-numbered output and the even-numbered output of the trellis structure is maximized. Lt; / RTI &gt; are assigned to outputs in the learl structure. The transmitting end convolutionally encodes the feedback information. The convolutional code may include one of a 3/4 rate convolutional code, a 2/3 rate convolutional code, or a convolutional code having an arbitrary rate. The transmitting end maps the convolutional coding result to codewords according to a predefined mapping rule. Also, the transmitter reconstructs the channel vector according to the mapped codewords.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신단의 채널 정보 양자화 절차를 도시한다. 상기 도 10은 상기 수신단 120의 채널 정보 양자화 방법을 예시한다.FIG. 11 illustrates a channel information quantization procedure of a receiver of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 illustrates a channel information quantization method of the receiver 120. FIG.

상기 도 11을 참고하면, 상기 수신단은 1101단계에서 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)을 이용하여 경로 메트릭(path metric)을 최소화한다. 예를 들어, 상기 수신단은 주어진

Figure pat00035
를 갖는 채널 벡터 h에 대한 하기 <수학식 9>와 같이 경로 메트릭을 최소화할 수 있다. Referring to FIG. 11, in step 1101, the receiving terminal minimizes a path metric using a Viterbi algorithm. For example,
Figure pat00035
The path metric can be minimized as shown in Equation (9) below with respect to the channel vector h having < EMI ID = 13.0 >

Figure pat00036
Figure pat00036

상기 <수학식 9>에서,

Figure pat00037
는 경로 메트릭의 최소 값, L은 블록 크기, M은 안테나 개수, c[m:n]는 코드워드 c의 m번째 엔트리로부터 n번째 엔트리 사이의 분할 벡터(truncated vector),
Figure pat00038
는 코드북, h[m:n]는 채널 벡터 h의 m번째 엔트리로부터 n번째 엔트리 사이의 분할 벡터를 의미한다.In Equation (9) above,
Figure pat00037
Is the minimum value of the path metric, L is the block size, M is the number of antennas, c [m: n] is the truncated vector between the mth entry and the nth entry of the codeword c,
Figure pat00038
Denotes a codebook, and h [m: n] denotes a division vector between the mth entry and the nth entry of the channel vector h.

이어, 상기 수신단은 1103단계로 진행하여 상기 경로 메트릭의 최소값

Figure pat00039
를 제공하는 최적의 경로(best path)를 저장한다. 그리고, 상기 수신단은 1105단계로 진행하여
Figure pat00040
에 대한 최소값들
Figure pat00041
중에서 최소값을 제공하는 θopt을 선택한다. 예를 들어, 상기 수신단은 하기 <수학식 10>과 같이 상기 θopt을 선택할 수 있다. Then, the receiving end proceeds to step 1103, where the minimum value of the path metric
Figure pat00039
(Best path) to provide the best path. Then, the receiver proceeds to step 1105
Figure pat00040
Minimum values for
Figure pat00041
Among selects θ opt which provides the minimum value. For example, the receiving end can select θ opt as shown in Equation (10).

Figure pat00042
Figure pat00042

상기 <수학식 10>에서, θopt는 최적의 경로, θk는 k번째 경로, Θ는 경로들의 집합,

Figure pat00043
는 경로 메트릭의 최소 값을 의미한다.In Equation (10),? Opt is an optimal path,? K is a kth path,? Is a set of paths,
Figure pat00043
Means the minimum value of the path metric.

이어, 상기 수신단은 1107단계로 진행하여

Figure pat00044
의 최적 경로를 2진 값 bopt로 표현한다. 상기 2진 값은 트렐리스에서 최적 경로의 출력이 아닌, 입력을 구성한다.
Then, the receiver proceeds to step 1107
Figure pat00044
Is represented by a binary value b opt . The binary value constitutes the input, not the output of the optimal path in the trellis.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신단의 채널 벡터 재구성 절차를 도시한다. 상기 도 12는 상기 송신단 110의 채널 벡터 재구성 방법을 예시한다.12 illustrates a channel vector reconstruction procedure of a transmitter of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 illustrates a channel vector reconstruction method of the transmitter 110. FIG.

상기 도 12를 참고하면, 상기 송신단은 1201단계에서 수신단으로부터 피드백된 정보에 포함되는 2진 값 bopt를 수신한다. 상기 송신단은 1203단계로 진행하여 수신된 2진 값 bopt를 컨볼루션 부호기에 입력한다. 그리고, 상기 송신단은 1205단계로 진행하여 상기 컨볼루션 부호기의 출력 시퀀스를 획득한다. 다시 말해, 상기 컨볼루션 부호기는 상기 2진 값 bopt에 대응하는 시퀀스를 출력한다. 이어, 상기 송신단은 1207단계로 진행하여 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 상기 컨볼루션 부호기의 출력 시퀀스를 코드워드(예: LTE 코드워드)로 매핑한다. 이후, 상기 송신단은 1209단계에서 매핑 결과에 기초하여 채널 벡터를 재구성한다.
Referring to FIG. 12, in step 1201, the transmitting end receives a binary value b opt included in the feedback information from the receiving end. The transmitter proceeds to step 1203 and inputs the received binary value b opt to the convolutional encoder. The transmitting terminal proceeds to step 1205 and acquires the output sequence of the convolutional encoder. In other words, the convolutional encoder outputs the sequence corresponding to the binary value b opt . In step 1207, the transmitting terminal maps the output sequence of the convolutional encoder to a codeword (e.g., LTE codeword) according to a predefined mapping rule. In step 1209, the transmitter reconstructs the channel vector based on the mapping result.

이하 도 13 내지 이하 도 20을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 트렐리스 확장 코드북을 이용한 트렐리스 부호 양자화 동작의 예들을 설명하기로 한다. 이러한 양자화 동작을 설명함에 있어서, 상기 <표 1>과 같은 LTE 4TX 코드북을 이용한 트렐리스 확장 코드북이 이용될 것이다. Hereinafter, examples of trellis code quantization operations using a trellis extension codebook according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13 through FIG. 20 as follows. In describing the quantization operation, a trellis extension codebook using the LTE 4TX codebook as shown in Table 1 will be used.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 양자화기의 구현 예를 도시한다. 상기 도 13은 3/4 레이트 컨볼루션 부호기를 이용하여 트렐리스 부호 양자화기를 구현하는 예를 도시하며, 이를 통해 채널 엔트리 양자화당 3/4 비트가 출력될 수 있다. 상기 도 13에서, 인덱스가 작을수록 비트의 중요도는 덜하다. 예를 들어, bin ,1은 LSB(Least Significant Bit)의 입력 비트이고, bin ,3은 MSB(Most Significant Bit)의 입력 비트이다. 13 illustrates an embodiment of a quantizer for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 shows an example of implementing a trellis code quantizer using a 3/4 rate convolutional encoder, through which 3/4 bits per channel entry quantization can be output. 13, the smaller the index, the less significant the bits are. For example, b in , 1 is the input bit of LSB (Least Significant Bit), b in , and 3 is the input bit of MSB (Most Significant Bit).

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 트렐리스의 예를 도시한다. 상기 도 14는 상기 도 13에 도시된 3/4 레이트 컨볼루션 부호기에 대응하는 트렐리스 구조의 표현을 나타낸다. 상기 도 14의 우측에 도시한 각 상태(state) 천이는 좌측의 각 박스의 10진수를 이용하여 입/출력 관계로 나타낸 병렬 천이(parallel transition)로 구성된다. 예를 들어, 상태(state) 0으로부터 상태 1로의 점선으로 표시한 천이(1402)에서 1/4(10진수)는 입력=001/출력=0100(2진수)에 대응하고, 5/12(10진수)는 입력=101/출력=1100(2진수)에 대응한다. FIG. 14 shows an example of a trellis for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 14 shows a representation of the trellis structure corresponding to the 3/4 rate convolutional encoder shown in FIG. Each state transition shown on the right side of FIG. 14 is constituted by parallel transitions shown in the input / output relationship using the decimal numbers of the left boxes. For example, 1/4 (decimal) corresponds to input = 001 / output = 0100 (binary number) in transition 1402 indicated by the dotted line from state 0 to state 1, Quot; corresponds to input = 101 / output = 1100 (binary number).

이하 <표 2>는 3GPP LTE 4TX 랭크1 코드워드들을 상기 도 14에 도시된 트렐리스 구조의 출력들에 매핑하는 테이블을 나타낸다. Table 2 below shows a table for mapping the 3GPP LTE 4TX rank 1 codewords to the outputs of the trellis structure shown in FIG.

Figure pat00045
Figure pat00045

AWGN 채널에서 빔포밍 VQ 문제와 비간섭성 시퀀스 검출 문제의 이중성을 나타내는 상기 <수학식 8>을 다시 살펴본다. AWGN 채널에서 비간섭성 시퀀스 검출 문제는 하기 <수학식 11>에 나타낸 바와 같은 소스 부호화 문제와 유사하다. Equation (8), which shows the duality of the beamforming VQ problem and incoherent sequence detection problem in the AWGN channel, will be described again. The incoherent sequence detection problem in the AWGN channel is similar to the source coding problem as shown in Equation (11) below.

Figure pat00046
Figure pat00046

상기 <수학식 11>에서, copt는 최적의 코드워드, C는 코드북, c는 코드북 내의 코드워드, h는 채널 벡터를 의미한다.In Equation (11), c opt denotes an optimal code word, C denotes a codebook, c denotes a codeword in the codebook, and h denotes a channel vector.

상기 <수학식 11>는 주어진 θ에 대해 h를 갖는 평균 제곱 오류(mean squared error)를 최소화하는 최적의 코드워드 copt를 찾는 소스 부호화 문제이다. 그러므로, 본 발명의 실시 예는 대규모 무선 통신 시스템을 위한 LTE 코드북을 확장하기 위해 소스 부호화 기법인 TCQ(trellis-coded quantization)[10]의 개념에 의존한다. Equation (11) is a source coding problem for finding an optimal codeword c opt that minimizes a mean squared error with h for a given [theta]. Therefore, the embodiment of the present invention relies on the concept of trellis-coded quantization (TCQ) [10] to extend the LTE codebook for a large-scale wireless communication system.

상기 TCQ는 소스 부호화에서 소스 부호기 및 소스 복호기로서 채널 부호화에서의 트렐리스 복호기(trellis decoder) 및 컨볼루션 부호기를 각각 사용한다. The TCQ uses a trellis decoder and a convolutional encoder in channel coding as a source encoder and a source decoder in source coding, respectively.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같은 3/4 레이트 컨볼루션 부호기를 포함한 TEC 및 이에 대응하는 도 14에 도시된 바와 같은 트렐리스 표현을 갖는 TEC가 사용될 수 있다. 그러나, 다양한 유형의 컨볼루션 부호기 및 이의 트렐리스 표현이 마찬가지로 본 발명의 실시 예에 따른 TEC를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 2/3 레이트 컨볼루션 부호기 및 이에 대응하는 도 16에 도시된 트렐리스 표현을 갖는 TEC가 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a TEC including a 3/4 rate convolutional encoder as shown in Fig. 13 and a TEC having a trellis representation as shown in Fig. 14 corresponding thereto can be used. However, various types of convolutional encoders and their trellis representations can likewise be used for TEC according to embodiments of the present invention. For example, the 2/3 rate convolutional encoder shown in FIG. 15 and the corresponding TEC with the trellis representation shown in FIG. 16 can be used.

주어진 θ를 갖는 <수학식 11>에서의 객체 함수(object function)는 하기 <수학식 12>와 같이 분해된다(decompose). The object function in Equation (11) with given θ is decomposed as Equation (12) below.

Figure pat00047
Figure pat00047

상기 <수학식 12>에서, h는 채널 벡터, c는 코드워드, M은 안테나 개수, L은 설계 파라미터로서, 블록 크기, h[m:n]는 채널 벡터 h의 m번째 엔트리로부터 n번째 엔트리 사이의 분할 벡터, c[m:n]는 코드워드 c의 m번째 엔트리로부터 n번째 엔트리 사이의 분할 벡터를 의미한다.Where h is the channel vector, c is the codeword, M is the number of antennas, L is the design parameter, block size, h [m: n] is the nth entry from the mth entry of the channel vector h , C [m: n] denotes a partition vector between the mth entry and the nth entry of the code word c.

상기 <수학식 12>에서, L은 설계 파라미터이고,h[m:n]과 c[m:n]은 각각 채널 벡터 h와 코드벡터 c 중에서 m번째 엔트리로부터 n번째 엔트리 사이의 분할 벡터(truncated vector)이다. 예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이 채널 벡터 h가 M(송신단의 송신 안테나 개수)(예: 16)의 크기를 가지는 경우에 채널 벡터 h는 M/L(예: 16/4=4)개로 분할될 수 있으며, 분할된 채널 벡터들 1401 내지 1404 각각은 4개의 코드워드들을 가질 수 있다. Where h [m: n] and c [m: n] are the truncated vectors between the mth entry and the nth entry in the channel vector h and the code vector c, respectively, vector). For example, when the channel vector h has a size of M (the number of transmit antennas of the transmitter) (for example, 16) as shown in FIG. 12A, the channel vector h is M / L (e.g., 16/4 = 4) And each of the divided channel vectors 1401 to 1404 may have four codewords.

이때, 채널 벡터의 도메인들, 즉, 수직 도메인 및 수평 도메인 중 하나가 선택적으로 사용되는 경우, 최적의 코드워드에 대한 2개의 후보들은 하기 <수학식 13>과 같이 산출될 수 있다.In this case, when one of the domains of the channel vector, i.e., one of the vertical domain and the horizontal domain, is selectively used, two candidates for the optimal codeword can be calculated as Equation (13).

Figure pat00048
Figure pat00048

상기 <수학식 13>에서, C는 코드북, c는 코드북 내 코드워드, h는 수평 방향 우선으로 인덱싱된 채널 벡터, g는 수직 방향 우선으로 인덱싱된 채널 벡터, copt ,1은 상기 h에 대응하는 코드워드의 제1후보, copt ,2는 상기 g에 대응하는 코드워드의 제2후보를 의미한다. 여기서,

Figure pat00049
이고,
Figure pat00050
이다.In Equation (13), C denotes a codebook, c denotes a codeword in the codebook, h denotes a channel vector indexed in the horizontal direction, g denotes a channel vector indexed in the vertical direction, c opt , C opt , 2 denotes the second candidate of the codeword corresponding to the g. here,
Figure pat00049
ego,
Figure pat00050
to be.

상술한 동작들은 동일한 코드워드 대 안테나 그룹 매핑을 제공한다. 상기 코드워드 후보들, 즉, 제1후보 Copt ,1 및 제2후보 Copt ,2는 수직 도메인이 선택된 경우 및 수평 도메인이 선택된 경우에 대응한다. 2개의 최적화 문제는 비터비(Viterbi) 알고리즘에 의해 해결될 수 있다. 그리고, 최종적인 코드워드가 선택된 도메인을 나타내는 지시자와 함께 피드백될 수 있다.The operations described above provide the same codeword to antenna group mapping. The codeword candidates, i.e., the first candidate C opt , 1 and the second candidate C opt , 2 , correspond when the vertical domain is selected and the horizontal domain is selected. The two optimization problems can be solved by the Viterbi algorithm. The final codeword may then be fed back with an indicator indicating the selected domain.

상기 <수학식 12> 또는 상기 <수학식 13>은 비터비 알고리즘을 이용하여 효과적으로 계산될 수 있다. 즉, 각각의 상태 천이 t에서, Lx1 크기를 가지는 하나의 분할 채널 벡터 h[L(t-1)+1: Lt ]는 대응하는 코드 벡터 c[L(t-1)+1: Lt ]로 양자화된다. M/L 상태 천이 후에 비터비 알고리즘의 최적성으로 인하여 <수학식 12>을 최소화하는 최적의 코드워드가 찾아질 수 있다. 상기 비터비 알고리즘을 이용한 경로 검색은 트렐리스에서의 상태 0으로부터 시작한다. 만약 이렇게 하지 않는다면 수신단은 최적 경로의 시작 상태에 대한 정보를 명백하게 송신단에 피드백할 필요가 있는데, 이는 전체 피드백 오버헤드를 증가시킬 수 있을 것이다. Equation (12) or Equation (13) can be effectively calculated using a Viterbi algorithm. In other words, in each of the state transition t, one of the split-channel vector h having a Lx1 size:: [Lt L (t- 1) +1] [L (t-1) +1 Lt] is the corresponding code vector c And quantized. After optimizing the Viterbi algorithm after the M / L state transition, an optimal code word that minimizes Equation (12) can be found. The path search using the Viterbi algorithm starts from state 0 in the trellis. If this is not done, the receiver needs to explicitly feed back information about the starting state of the optimal path to the transmitting end, which may increase the overall feedback overhead.

t=1, …, M/L에 대하여 c[L(t-1)+1: Lt ]

Figure pat00051
라고 가정한다. 여기서,
Figure pat00052
은 상기 <표 1>과 같은 3GPP LTE 4TX 랭크 1 코드북이다. 이 경우, L=4이다. 이와 달리, 예를 들어, 3GPP LTE 2TX 랭크 1 코드북과 같이 상이한 L 값을 갖는 임의의 코드북이 사용될 수도 있다. 또한, 다중 수신 안테나를 갖는 공간 다중화 (spatial multiplexing)의 경우, 또한 프로베니우스 놈(Frobenius norm) 연산을 이용하여 c[L(t-1)+1:Lt]에 대한 상위의 랭크 코드북을 선택할 수도 있을 것이다. t = 1, ... , C [L (t-1) + 1: Lt ] <
Figure pat00051
. here,
Figure pat00052
Is a 3GPP LTE 4TX rank 1 codebook as shown in Table 1 above. In this case, L = 4. Alternatively, any codebook having a different L value, such as, for example, a 3GPP LTE 2TX rank 1 codebook, may be used. Further, in the case of spatial multiplexing with multiple receive antennas, it is also possible to select an upper rank codebook for c [L (t-1) +1: Lt] using a Frobenius norm operation It might be.

상기 도 14를 참고하면, 상태 0, 2, 4, 6(10진수)으로부터의 천이는 오로지 짝수 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14(10진수)의 출력만을 갖고, 상태 1, 3, 5, 7(10진수)로부터의 천이는 오로지 홀수 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15(10진수)의 출력만을 갖는다. 그러므로, 총 16개의 코드워드를 이용할 수 있다고 하더라도, 본 발명의 실시 예는 오로지 각각의 상태 천이에서 채널 벡터 h의 L=4 엔트리를 양자화하기 위해 3 비트만을 사용하고, 엔트리 양자화 당 3/4 비트의 결과를 출력한다.14, the transition from states 0, 2, 4, 6 (decimal) has only outputs of even 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 (decimal) Transitions from 1, 3, 5, and 7 (decimal numbers) have only outputs of odd numbers 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, and 15 (decimal). Therefore, although a total of 16 codewords are available, embodiments of the present invention use only 3 bits to quantize the L = 4 entry of the channel vector h in each state transition, and only 3/4 bits per entry quantization &Lt; / RTI &gt;

이제, 상기 <표 1>에 도시된 의 코드워드 Wk {1}(k=0,...,15)를 상기 도 13에 도시된 컨볼루션 부호기의 출력 또는 상기 도 14에 도시된 트렐리스 표현의 출력에 할당한다. 양자화 오류를 최소화하기 위해, 트렐리스에서 홀수 및 짝수 출력의 각각의 집합에 할당되는 코드워드들 사이에서 최소 유클리드 거리(minimum Euclidean distance)가 최대화되도록 한다. Now, as shown in Table 1 The code word W k {1} (k = 0, ..., 15) of the code word W k is assigned to the output of the convolutional encoder shown in FIG. 13 or the output of the trellis representation shown in FIG. To minimize quantization errors, the minimum Euclidean distance between code words assigned to each set of odd and even outputs in the trellis is maximized.

Figure pat00054
Figure pat00055
은 하기 <수학식 14>에 나타낸 바와 같이 동일한 집합 원소 개수(cardinality)를 가지는
Figure pat00056
의 모든 가능한 분할들을 나타낸다고 가정한다.
Figure pat00054
And
Figure pat00055
Has the same cardinality as shown in Equation (14): < EMI ID = 14.0 >
Figure pat00056
&Lt; / RTI &gt; and all possible divisions of &lt; RTI ID =

Figure pat00057
Figure pat00057

상기 <수학식 14>에서,

Figure pat00058
는 코드북,
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
의 부분 집합들, card(·)는 관련 집합의 집합 원소 개수를 나타내고,
Figure pat00062
는 공집합을 의미한다.
Figure pat00063
이고,
Figure pat00064
라고 가정한다. 만약, Codd 및 Ceven을 각각 홀수 및 짝수의 출력에 할당된 코드워드들의 집합으로 정의한다면, Codd 및 Ceven은 이하 <수학식 15>와 나타낼 수 있다. In Equation (14) above,
Figure pat00058
A codebook,
Figure pat00059
And
Figure pat00060
silver
Figure pat00061
, Card (·) denotes the number of set elements of the related set,
Figure pat00062
Means an empty set.
Figure pat00063
ego,
Figure pat00064
. If C odd and C even are defined as a set of codewords allocated to odd and even outputs, respectively, C odd and C even may be expressed by Equation (15) below.

Figure pat00065
Figure pat00065

상기 <수학식 15>에서, Codd는 홀수 출력에 할당된 코드워드, Ceven은 짝수 출력에 할당된 코드워드,

Figure pat00066
는 코드북,
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
의 부분 집합들,
Figure pat00070
Figure pat00071
의 m번째 코드워드를 의미한다. In Equation (15), C odd denotes a codeword allocated to an odd output, C even denotes a codeword allocated to an even output,
Figure pat00066
A codebook,
Figure pat00067
And
Figure pat00068
silver
Figure pat00069
&Lt; / RTI >
Figure pat00070
The
Figure pat00071
&Lt; / RTI &gt;

전수 검색(exhaustive search)을 통해, LTE 코드워드는 상기 <표 2>에 도시된 바와 같이 홀수 및 짝수의 트렐리스 출력에 할당될 수 있다. 짝수의 트렐리스 출력들 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14는 각각 LTE 코드워드들 인덱스 0, 4, 2, 6, 1, 5, 3, 7에 할당된다. 홀수의 트렐리스 출력들 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15는 각각 LTE 코드워드들 인덱스 8, 12, 10, 14, 9, 13, 11, 15에 할당된다. 상기 <표 2>는 LTE 코드워드와 트렐리스 출력 사이 매핑의 예시에 불과하다. 따라서 다른 형태의 코드워드와 트렐리스 출력 사이의 매핑이 가능할 것이다.
Through exhaustive search, the LTE codeword can be assigned to both odd and even trellis outputs as shown in Table 2 above. The even-numbered trellis outputs 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14 are assigned to the LTE codewords index 0, 4, 2, 6, 1, 5, 3 and 7, respectively. The odd trellis outputs 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 and 15 are assigned to the LTE codewords index 8, 12, 10, 14, 9, 13, 11 and 15, respectively. Table 2 is merely an example of the mapping between the LTE codeword and the trellis output. Thus, mapping between different types of codeword and trellis output will be possible.

한편 위의 설명에서, θ가 사전에 주어지는 것으로 가정되였다. 그러나, 상기 θ는 상기 <수학식 12>에서 최적화되어야 하는 파라미터이다. 전체 공간

Figure pat00072
에 대하여 검색하는 대신, θ를
Figure pat00073
(여기서,
Figure pat00074
)와 같이 파라미터화할 수 있고, 지정된 범위 Θ에 대한 검색은 하기 <수학식 16>와 같이 표현될 수 있다. On the other hand, in the above explanation, it is assumed that θ is given in advance. However,? Is a parameter to be optimized in Equation (12). Whole space
Figure pat00072
Instead of searching for
Figure pat00073
(here,
Figure pat00074
), And a search for the specified range [theta] can be expressed as Equation (16).

Figure pat00075
Figure pat00075

상기 <수학식 16>에서, C는 코드북, c는 코드북 내의 코드워드, Θ는 경로 집합, θ는 경로, h는 채널 벡터를 의미한다.In Equation (16), C denotes a codebook, c denotes a codeword in a codebook,? Denotes a set of paths,? Denotes a path, and h denotes a channel vector.

결국, 상기 <수학식 16>의 해결 방법은 각각의 비터비 알고리즘이 주어진 θ로 실행될 때 비터비 알고리즘을 K회 수행함으로써 얻어진다. 이러한 병렬 검색은 복잡도만을 증가시킬 뿐 피드백 오버헤드는 증가시키지 않는다. 왜냐하면, θ는 송신단 측에서의 채널 재구성 과정 시 요구되지 않기 때문이다.
As a result, the solution of Equation (16) is obtained by performing the Viterbi algorithm K times when each Viterbi algorithm is executed at a given θ. This parallel search only increases the complexity and does not increase the feedback overhead. This is because θ is not required in the channel reconstruction process at the transmitting end.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 양자화기의 다른 구현 예를 도시한다. 상기 도 15는 2/3 레이트 컨볼루션 부호기를 이용하여 트렐리스 부호 양자화기를 구현하는 예를 도시하며, 이를 통해 채널 엔트리 양자화당 1/2 비트가 출력될 수 있다. 상기 도 15에서, 인덱스가 작을수록 비트의 중요도는 덜하다. 예를 들어, bin ,1은 LSB(Least Significant Bit)의 입력 비트이고, bin ,2는 MSB(Most Significant Bit)의 입력 비트이다. 15 shows another embodiment of a quantizer for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 15 shows an example of implementing a trellis code quantizer using a 2/3 rate convolutional encoder, through which 1/2 bit per channel entry quantization can be output. In FIG. 15, the smaller the index, the less significant the bits are. For example, b in , 1 is the input bit of LSB (Least Significant Bit), b in , 2 is the input bit of MSB (Most Significant Bit).

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 트렐리스의 다른 예를 도시한다. 상기 도 16은 상기 도 15에 도시된 2/3 레이트 컨볼루션 부호기에 대응하는 트렐리스 구조의 표현을 나타낸다. 상기 도 16의 우측에 도시한 각 상태 천이는 좌측의 각 박스의 10진수를 이용하여 입/출력 관계로 나타낸 병렬 천이(parallel transition)로 구성된다. 예를 들어, 상태(state) 0으로부터 상태 1로의 점선으로 표시한 천이(1602)에서 1/4(10진수)는 입력=01/출력=100(2진수)에 대응한다. 16 shows another example of a trellis for channel information quantization in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 16 shows a representation of the trellis structure corresponding to the 2/3 rate convolutional encoder shown in FIG. The state transitions shown on the right side of FIG. 16 consist of parallel transitions shown in the input / output relationship using the decimal numbers of the left boxes. For example, 1/4 (decimal) in transition 1602, indicated by the dotted line from state 0 to state 1, corresponds to input = 01 / output = 100 (binary).

이하 <표 3>은 3GPP LTE 4TX 랭크1 코드워드들을 상기 도 16에 도시된 트렐리스 구조의 출력들에 매핑하기 위한 테이블을 나타낸다. Table 3 below shows a table for mapping the 3GPP LTE 4TX rank 1 codewords to the outputs of the trellis structure shown in FIG.

Figure pat00076
Figure pat00076

상기 도 13에 도시된 3/4 레이트 컨볼루션 부호기를 상기 도 15에 도시된 바와 같은 2/3 레이트 컨볼루션 부호기로 변경함으로써, 채널 엔트리 양자화당 1/2비트를 갖는 TEC를 용이하게 구현할 수 있다. By changing the 3/4 rate convolutional encoder shown in FIG. 13 to the 2/3 rate convolutional encoder as shown in FIG. 15, a TEC having 1/2 bit per channel entry quantization can be easily implemented .

채널 엔트리 양자화 당 1/2 비트의 경우, 상기 <표 3>에 도시된 바와 같이 홀수 및 짝수의 트렐리스 출력에 LTE 코드워드를 할당한다. 짝수의 트렐리스 출력들 0, 2, 4, 6은 각각 LTE 코드워드들 인덱스 0, 1, 2, 3에 할당된다. 홀수의 트렐리스 출력들 1, 3, 5, 7은 각각 LTE 코드워드들 인덱스 4, 5, 6, 7에 할당된다. 상기 <표 3>는 LTE 코드워드와 트렐리스 출력 사이 매핑의 예시에 불과하다. 따라서 다른 형태의 코드워드와 트렐리스 출력 사이의 매핑이 가능할 것이다.
For 1/2 bit per channel entry quantization, LTE codewords are assigned to the odd and even trellis outputs as shown in Table 3. < tb >< TABLE > The even trellis outputs 0, 2, 4, and 6 are assigned to the LTE codewords index 0, 1, 2, and 3, respectively. The odd trellis outputs 1, 3, 5, and 7 are assigned to LTE codewords indexes 4, 5, 6, and 7, respectively. Table 3 is merely an example of the mapping between the LTE codeword and the trellis output. Thus, mapping between different types of codeword and trellis output will be possible.

이하 도 17 내지 이하 도 20을 참고하여, 본 발명은 채널 정보를 재구성하는 과정을 설명한다. 이하 도 17 내지 이하 도 20은 LTE 4TX 코드북을 이용하는 트렐리스 확장 코드북을 가지고, 채널 엔트리 양자화당 1/2 비트를 출력하는 양자화 동작에 대응하는 채널 정보 재구성을 예시한다.Referring to FIG. 17 to FIG. 20, the present invention describes a process of reconstructing channel information. 17 through 20 illustrate channel information reconstruction corresponding to a quantization operation with a trellis extension codebook using an LTE 4TX codebook and outputting 1/2 bit per channel entry quantization.

송신 안테나의 개수(M)가 16개이고, 채널 벡터 h는 상기 도 17에 도시된 바와 같고,

Figure pat00077
라고 가정한다. 그러므로 채널 벡터 h를 양자화하기 위하여 비터비 알고리즘은 2회 실행된다. M=16의 크기를 가지는 채널 벡터 h는 M/L(=16/4=4)개의 그룹들(또는 채널 엔트리) 1701 내지 1704로 분할된다. 각 그룹의 채널 벡터는 코드북으로부터 선택된 코드북 중에서 대응하는 코드 벡터들의 분할된 그룹들을 이용하여 트렐리스 부호 양자화된다. The number M of transmission antennas is 16, the channel vector h is as shown in FIG. 17,
Figure pat00077
. Therefore, the Viterbi algorithm is executed twice to quantize the channel vector h. A channel vector h having a size of M = 16 is divided into M / L (= 16/4 = 4) groups (or channel entries) 1701 to 1704. The channel vector of each group is Trellis-code quantized using the divided groups of corresponding code vectors from among the codebooks selected from the codebook.

기존의 LTE 코드백을 그대로 사용하여 채널 정보를 양자화하는 경우에는 송신 안테나의 개수에 비례하여 피드백 정보의 비트 수가 결정된다. 예를 들어, 송신 안테나의 개수가 16개인 경우 피드백 정보는 16비트로 결정된다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따르면 2/3 레이트 컨볼루션 부호기를 트렐리스 부호 양자화에 이용하는 경우 각 채널 벡터의 그룹별 양자화 결과는 2비트로 결정될 수 있으며, 이러한 경우 채널 벡터의 4개로 분할되었으므로, 결과적인 피드백 정보는 8비트로 구현이 가능하다. In the case of quantizing the channel information using the existing LTE code back as it is, the number of bits of feedback information is determined in proportion to the number of transmission antennas. For example, if the number of transmit antennas is 16, the feedback information is determined to be 16 bits. However, according to the embodiment of the present invention, when the 2/3 rate convolutional encoder is used for Trellis code quantization, the quantization result of each channel vector group can be determined to be 2 bits. In this case, since the channel vector is divided into four channels, The feedback information can be implemented with 8 bits.

도 19 및 도 20는 각각 θ=0, θ=π일 때 비터비 알고리즘에 의한 경로 검색을 도시한다. 도 19에서 점선으로 표시된 경로는 최소의 경로 메트릭 m(0)=4.8357 을 가지는 최적의 경로를 나타낸다. 최적 경로의 입력 시퀀스는 2진수 [10,10,01,01]이다. 도 20에서 점선으로 표시된 경로는 최소의 경로 메트릭 을 가지는 최적의 경로를 나타낸다. 최적 경로의 입력 시퀀스는 2진수 [01,00,11,11]이다. m(0)<m(π), θopt=0 이므로, 최적의 경로는 도 19에 도시된 경로가 된다. 따라서 피드백 시퀀스는 bopt=[10,10,01,01]이 된다. 19 and 20 show path search by the Viterbi algorithm when? = 0 and? =?, Respectively. The path indicated by the dashed line in Fig. 19 represents the optimal path having the minimum path metric m (0) = 4.8357. The input sequence of the optimal path is binary [10,10,01,01]. In FIG. 20, a path indicated by a dotted line represents an optimal path having a minimum path metric. The input sequence of the optimal path is binary [01, 00, 11, 11]. Since m (0) <m (?) and? opt = 0, the optimal path becomes the path shown in FIG. Therefore, the feedback sequence is b opt = [10,10,01,01].

송신단 측에서, bopt=[10,10,01,01]은 도 11a에 도시된 컨볼루션 부호기의 입력이 되고, 대응하는 컨볼루션 부호기의 출력 시퀀스는 2진수로 [010, 110, 000, 101]로 주어진다. In the transmitting end, b opt = [10,10,01,01] is the input of the convolutional encoder shown in Fig. 11A, and the output sequence of the corresponding convolutional encoder is [010, 110, 000, 101 ].

상기 <표 3>에 도시된 매핑 테이블에 따를 때, 출력 시퀀스는 LTE 코드워드 W1 {1}, W3 {1}, W0 {1} 및 W6 {1}에 대응하고, 정규화 전의 양자화된 채널 벡터

Figure pat00078
는 도 18에 도시된 바와 같다. 결과적으로, 최적의 코드워드는 이하 <수학식 17>과 같다. According to the mapping table shown in Table 3, the output sequence corresponds to the LTE codewords W 1 {1} , W 3 {1} , W 0 {1} and W 6 {1} Channel vector
Figure pat00078
Is as shown in Fig. As a result, the optimal code word is expressed by Equation (17) below.

Figure pat00079
Figure pat00079

상기 <수학식 17>에서, copt는 최적의 코드워드,

Figure pat00080
는 양자화된 채널 벡터를 의미한다.
In Equation (17), c opt is an optimal codeword,
Figure pat00080
Denotes a quantized channel vector.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예들은 3GPP LTE 4TX 랭크1 코드북에 적용되는 경우를 예로 하여 설명되었으나, 본 발명의 실시 예들은 상위 랭크(higher rank)의 경우들에 동일하게 적용될 수 있다. Although the embodiments of the present invention as described above are applied to the 3GPP LTE 4TX rank 1 codebook as an example, the embodiments of the present invention can be similarly applied to higher rank cases.

상기 <표 2> 또는 상기 <표 3>에서와 같은 트렐리스 출력에 상위 랭크 코드워드를 매핑함으로써 상위 랭크 경우에 트렐리스 확장 코드북(TEC)을 확장할 수 있다. TEC는 TEC를 위해 재사용되는 코드북의 직교 속성을 유지할 수 있다. 상위 랭크의 경우를 위해 상기 <표 2> 또는 상기 <표 3>에 도시한 바와 동일한 매핑 규칙이 사용함으로써 LTE 코드북의 네스티드 속성(nested property)을 모방할 수 있다. 이러한 매핑 규칙은 예시에 불과한 바 다른 매핑 규칙의 사용도 가능하다.
It is possible to extend the trellis extended codebook (TEC) in the upper rank case by mapping the upper rank code word to the trellis output as shown in Table 2 or Table 3. [ The TEC can maintain orthogonal properties of the codebook reused for TEC. The nested property of the LTE codebook can be imitated by using the same mapping rule as shown in Table 2 or Table 3 for the case of the upper rank. These mapping rules are merely examples, and other mapping rules can be used.

TE-SPA 방안에 따른 채널 정보 양자화 및 재구성은 다음과 같이 수행될 수 있다. 상기 TE-SPA 방안에 따르면, 수신단은 트렐리스 부호 양자화된 결과에 대하여 위상을 조정하여 피드백한다. 상기 TE-SPA 방안은 TEC 방안에 추가하여 양자화된 채널의 블록에 대하여 후속하여 위상 조정을 위한 트렐리스 구조를 이용함으로써 성능을 더 개선할 수 있다. 상기 TE-SPA는 LTE-A의

Figure pat00081
구조와 유사하다. 상기 TEC 및 상기 TE-SPA는 각각 긴-주기/광대역 채널 정보 및 짧은-주기/부대역 채널 정보로 간주될 수 있다.
Channel information quantization and reconstruction according to the TE-SPA scheme can be performed as follows. According to the TE-SPA scheme, the receiver adjusts the phase of the Trellis code quantized result and feeds back the result. The TE-SPA scheme can further improve performance by using a trellis structure for phase adjustment subsequently to the block of quantized channels in addition to the TEC scheme. The TE-SPA is an LTE-
Figure pat00081
Structure. The TEC and the TE-SPA may be regarded as long-period / wide-band channel information and short-period / sub-band channel information, respectively.

상기 TE-SPA 방안을 위해, 상기 수신단은 상기 <표 1>과 같은 코드북을 저장할 수 있다. 상기 수신단은 상기 코드북에 저장된 복수의 코드북들 중에서 선택된 코드북을 이용하여 채널 정보를 트렐리스 부호 양자화한다. 그리고, 상기 수신단은 양자화 결과를 미리 정의된 위상만큼 조정하고, 위상 조정된 양자화 결과를 생성한다. 상기 수신단은 상기 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성한다. 또한, 상기 수신단은 양자화 및 위상 조정된 채널 정보를 포함하는 2차(secondary) 피드백 정보를 생성한다. 상기 수신단은 상기 생성된 피드백 정보 및/또는 2차 피드백 정보를 송신단으로 송신한다. 상기 수신단은 피드백 정보를 제1주기 간격으로 송신하고, 2차 피드백 정보를 제2주기 간격으로 송신한다. 일 실시 예에서, 상기 제2주기 간격은 상기 제1주기 간격보다 짧도록 설정된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 수신단의 피드백 정보 생성 동작은 이하 도 21에 도시된 바와 같은 방식으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1시점에서 양자화된 결과를 포함하는 피드백 정보가 생성되어 송신되고, 이후 제2시점 및 제3시점에서는 양자화기 230에 의해 양자화된 결과에 대한 위상 조정 결과를 포함하는 2차 피드백 정보가 생성되어 송신될 수 있다.
For the TE-SPA scheme, the receiver can store a codebook as shown in Table 1 below. The receiving end performs trellis code quantization on channel information using a codebook selected from a plurality of codebooks stored in the codebook. Then, the receiver adjusts the quantization result by a predefined phase, and generates a phase-adjusted quantization result. The receiving end generates feedback information including the quantized channel information. In addition, the receiver generates secondary feedback information including quantized and phase adjusted channel information. The receiving end transmits the generated feedback information and / or secondary feedback information to the transmitting end. The receiving end transmits feedback information at intervals of a first period, and transmits secondary feedback information at intervals of a second period. In one embodiment, the second periodic interval is set to be shorter than the first periodic interval. According to an embodiment, the feedback information generating operation of the receiving end may be performed in a manner as shown in FIG. That is, the feedback information including the result quantized at the first time point is generated and transmitted, and at the second and third time points, the secondary feedback information including the phase adjustment result for the quantized result by the quantizer 230 is Can be generated and transmitted.

상기 TE-SPA 방안을 위해, 송신단은 수신단으로부터 피드백 정보를 수신한다. 상기 피드백 정보는 트렐리스 부호 양자화된 결과를 포함한다. 이러한 피드백 정보는 상기 수신단에 의해 복수의 코드북들 중에서 선택된 코드북을 이용하여 채널 정보를 상기 트렐리스 부호 양자화함에 의해 생성된다. 상기 트렐리스 부호 양자화 동작은 상기 채널 정보와 상기 선택된 코드북에 포함되는 코드워드들을 각각 다수의 채널 벡터들의 블록들과 다수의 코드워드들의 그룹들로 분할하고(truncate), 상기 각 채널 벡터들의 블록들을 상기 각 코드워드들의 그룹들을 이용하여 양자화하는 동작을 포함한다. 상기 송신단은 상기 피드백 정보를 컨볼루션 부호화한다. 예를 들어, 상기 컨볼루션 부호는 3/4 레이트 컨볼루션 부호, 2/3 레이트 컨볼루션 부호 또는 임의의 레이트를 가지는 컨볼루션 부호 중의 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송신단은 상기 컨볼루션 부호화 결과, 즉, 트렐리스 출력을 미리 정의된 매핑 규칙(예: 상기 <표 2>, 상기 <표 3>)에 따른 코드워드들로 매핑한다. 또한, 상기 송신단은 상기 컨볼루션 부호화 결과, 즉, 트렐리스 출력을 미리 정의된 매핑 규칙(예: 이하 <표 4>, 이하 <표 5>)에 따른 위상들로 매핑한다. 상기 송신단은 상기 매핑된 코드워드들 또는 위상들에 따라 채널 벡터를 재구성한다.
For the TE-SPA scheme, the transmitting end receives feedback information from the receiving end. The feedback information includes a trellis code quantized result. The feedback information is generated by the receiver using the codebook selected from the plurality of codebooks, and by performing the trellis code quantization on the channel information. Wherein the trellis code quantization operation truncates the channel information and codewords included in the selected codebook into a plurality of blocks of a plurality of channel vectors and a plurality of groups of codewords, For each of the groups of codewords. The transmitting end convolutionally encodes the feedback information. For example, the convolutional code may include one of a 3/4 rate convolutional code, a 2/3 rate convolutional code, or a convolutional code having an arbitrary rate. Then, the transmitting terminal maps the convolutional coding result, i.e., the trellis output, to codewords according to a predefined mapping rule (e.g., Table 2, Table 3). Also, the transmitting terminal maps the convolutional coding result, i.e., the trellis output, to the phases according to a predefined mapping rule (e.g., Table 4 below, Table 5). The transmitting end reconstructs the channel vector according to the mapped codewords or phases.

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 피드백 절차를 도시한다.FIG. 21 illustrates a channel information feedback procedure in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

도 21을 참고하면, 2101단계에서, 송신단 110은 파일럿 신호를 송신하고, 수신단 120은 송신단 110으로부터 송신된 파일럿 신호를 수신한다. 2103단계에서, 상기 수신단 120은 수신된 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정한다. 2105단계에서, 상기 수신단 120은 트렐리스 확장 코드북을 이용하여 수신된 채널을 양자화한다. 2107단계에서, 상기 수신단 120은 양자화 결과 선택된 최적의 코드워드 인덱스

Figure pat00082
를 피드백 정보로서 상기 송신단 110으로 피드백한다. 2109단계에서, 상기 송신단 110은 상기 수신단 120으로부터 피드백된 정보에 기초하여 채널 벡터를 재구성하고, 이 재구성된 채널 벡터를 이용하여 데이터를 전송한다. Referring to FIG. 21, in step 2101, the transmitting terminal 110 transmits a pilot signal, and the receiving terminal 120 receives a pilot signal transmitted from the transmitting terminal 110. In step 2103, the receiver 120 estimates a channel using the received pilot signal. In step 2105, the receiver 120 quantizes the received channel using the trellis extension codebook. In step 2107, the receiving end 120 extracts the optimal codeword index
Figure pat00082
To the transmitting terminal 110 as feedback information. In step 2109, the transmitter 110 reconstructs the channel vector based on the information fed back from the receiver 120, and transmits the reconstructed channel vector using the reconstructed channel vector.

이어, 2111단계에서, 상기 송신단 110은 파일럿 신호를 송신하고, 상기 수신단 120은 상기 송신단 110으로부터 송신된 파일럿 신호를 수신한다. 2113단계에서, 상기 수신단 120은 상기 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정한다. 2115단계에서, 상기 수신단 120은 이전에 송신된 최적의 코드워드 인덱스

Figure pat00083
을 위상조정 행렬 R1을 이용하여 회전(이하 도 22의 가운데 도면 참고)시킴으로써 채널 양자화 결과를 출력한다. 2117단계에서, 상기 수신단 120은 양자화 결과에 따른 코드워드 인덱스
Figure pat00084
을 추가 피드백 정보로서 상기 송신단 110으로 피드백한다. 2119단계에서, 상기 송신단 110은 상기 수신단 120으로부터 피드백된 정보에 기초하여 채널 벡터를 재구성하고, 이 재구성된 채널 벡터를 이용하여 데이터를 전송한다.In step 2111, the transmitting terminal 110 transmits a pilot signal, and the receiving terminal 120 receives a pilot signal transmitted from the transmitting terminal 110. In step 2113, the receiver 120 estimates a channel using the pilot signal. In step 2115, the receiving terminal 120 transmits the previously transmitted optimum codeword index &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure pat00083
(See the middle drawing in FIG. 22) using the phase adjustment matrix R1 to output the channel quantization result. In step 2117, the receiver 120 calculates a codeword index
Figure pat00084
To the transmitting terminal 110 as additional feedback information. In step 2119, the transmitter 110 reconstructs the channel vector based on the information fed back from the receiver 120, and transmits the reconstructed channel vector using the reconstructed channel vector.

이후, 2121단계에서, 상기 송신단 110은 파일럿 신호를 송신하고, 상기 수신단 120은 송신단 110으로부터 송신된 파일럿 신호를 수신한다. 2123단계에서, 상기 수신단 120은 수신된 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정한다. 2125단계에서, 상기 수신단 120은 이전에 송신된 최적의 코드워드 인덱스

Figure pat00085
을 위상조정 행렬 R2를 이용하여 회전(도 22의 오른쪽 도면 참고)시킴으로써 채널 양자화 결과를 출력한다. 2127단계에서, 상기 수신단 120은 양자화 결과에 따른 코드워드 인덱스
Figure pat00086
을 추가 피드백 정보로서 상기 송신단 110으로 피드백한다. 2129단계에서, 상기 송신단 110은 수신단 120으로부터 피드백된 정보에 기초하여 채널 벡터를 재구성하고, 재구성된 채널 벡터를 이용하여 데이터를 전송한다.Thereafter, in step 2121, the transmitting terminal 110 transmits a pilot signal, and the receiving terminal 120 receives a pilot signal transmitted from the transmitting terminal 110. In step 2123, the receiver 120 estimates a channel using the received pilot signal. In step 2125, the receiver 120 transmits the previously transmitted optimal codeword index &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure pat00085
(See the right drawing of FIG. 22) using the phase adjustment matrix R2 to output the channel quantization result. In step 2127, the receiver 120 calculates a codeword index
Figure pat00086
To the transmitting terminal 110 as additional feedback information. In step 2129, the transmitting terminal 110 reconstructs the channel vector based on the information fed back from the receiving end 120, and transmits the data using the reconstructed channel vector.

여기서는 수신단 120이 피드백 정보(광대역/장기간 피드백 정보)를 1회 피드백한 이후에 추가 피드백 정보(서브대역/짧은-주기 피드백 정보)를 2회 피드백하는 예로서 설명되고 있다. 그러나 수신단 120에서 추가 피드백 정보의 송신은 적절한 횟수로 이루어질 수 있다.Here, it is described that the receiving end 120 feeds back additional feedback information (subband / short-period feedback information) twice after feedback information (broadband / long-term feedback information) is fed back once. However, the transmission of the additional feedback information at the receiving end 120 may be performed an appropriate number of times.

상기 도 21에 도시된 절차에서, 상기 수신단 120은 2105단계, 2115단계, 2125단계에서 양자화된 채널 정보를 생성한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 수신단은 서로 다른 인덱싱 규칙으로 구성된 채널 벡터들을 이용하여 다수의 후보들을 생성하고, 상기 후보들 중 하나를 양자화할 수 있다. 여기서, 상기 서로 다른 인덱싱 규칙으로 구성된 채널 벡터들은 수평 도메인 채널 벡터 및 수직 도메인 채널 벡터를 포함한다.In the procedure shown in FIG. 21, the receiver 120 generates channel information quantized in steps 2105, 2115, and 2125. In this case, according to an embodiment of the present invention, the receiver can generate a plurality of candidates using channel vectors having different indexing rules, and quantize one of the candidates. Here, the channel vectors composed of the different indexing rules include a horizontal domain channel vector and a vertical domain channel vector.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 도 17에 도시된 바와 같은 채널 정보를 가지는 경우, 즉, 송신단의 송신 안테나 개수가 M=16인 경우에, 2/3 레이트 컨볼루션 부호를 트렐리스 부호 양자화에 이용한다면, 긴-주기에 전송되는 피드백 정보는 8비트로 구현될 수 있다. 반면에, 상기 TE-SPA의 경우, 상기 TEC의 경우에 비해 위상 조정 정보만을 제공하면 되므로, 짧은-주기에 전송 추가 피드백 정보는 더 적은 비트 수(예: 4비트)로 구현될 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, when the channel information is as shown in FIG. 17, that is, when the number of transmit antennas of the transmitter is M = 16, the 2/3 rate convolutional code is Trellis code quantized , The feedback information transmitted in the long-period can be implemented with 8 bits. On the other hand, in the case of the TE-SPA, since only phase adjustment information is provided as compared with the case of the TEC, the transmission additional feedback information can be implemented with a smaller number of bits (e.g., 4 bits) in a short period.

설명의 단순화를 위해 위상 조정을 위한 블록의 크기는 TEC를 위해 사용된 VQ 코드북과 동일하다고 가정할 것이지만, 상이한 크기도 가능하다. For the sake of simplicity of explanation, it is assumed that the size of the block for phase adjustment is the same as the VQ codebook used for TEC, but different sizes are also possible.

이전에 양자화된 채널 정보

Figure pat00087
은 하기 <수학식 18>과 같은 블록 단위 위상 조정 행렬(block-wise phase adjustment matrix) Rk에 의해 회전된다. Previously quantized channel information
Figure pat00087
Is rotated by a block-wise phase adjustment matrix R k as shown in Equation (18).

Figure pat00088
Figure pat00088

상기 <수학식 18>에서, Rk는 위상 조정 행렬, M는 안테나 개수, L는 블록 크기,

Figure pat00089
는 크로네커 곱, 1L은 길이(L)를 가지는 모두 1인 열 벡터(all 1 column vector)를 의미한다..In Equation (18), R k is a phase adjustment matrix, M is the number of antennas, L is a block size,
Figure pat00089
Is a Kronecker product, and 1 L is an all 1 column vector with a length (L).

다음으로, 현재 양자화된 채널 정보

Figure pat00090
는 하기 <수학식 19>와 같다. Next, the current quantized channel information
Figure pat00090
Is expressed by Equation (19) below.

Figure pat00091
Figure pat00091

상기 <수학식 19>에서,

Figure pat00092
는 Rk에 의해 위상 조정된 양자화된 채널 정보, Rk는 위상 조정 행렬을 의미한다.In Equation (19) above,
Figure pat00092
Denotes quantized channel information phase-adjusted by R k , and R k denotes a phase adjustment matrix.

이러한 트렐리스 구조는 비터비 알고리즘을 이용하여 하기 <수학식 19>을 최소화하는 Rk에서의

Figure pat00093
값들을 계산하도록 사용되어진다. 이 구조는 TEC를 위한 트렐리스와 상이할 수 있다. This trellis structure uses the Viterbi algorithm to minimize the < RTI ID = 0.0 > Rk &lt; / RTI &gt;
Figure pat00093
Are used to calculate values. This structure can be different from Trellis for TEC.

Figure pat00094
Figure pat00094

상기 <수학식 20에서, Rk는 위상 조정 행렬, Θ는 경로 집합, θ는 경로, hk는 채널 벡터,

Figure pat00095
는 Rk에 의해 위상 조정된 양자화된 채널 정보를 의미한다.In Equation (20), R k is a phase adjustment matrix,? Is a set of paths,? Is a path, h k is a channel vector,
Figure pat00095
Denotes quantized channel information that is phase-adjusted by R k .

제1상태 천이는 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 제한된 수의 브랜치들(branches)을 경험한다. 이러한 손실을 경감시키고 더욱이 시간별 양자화 오류를 줄이기 위하여 트렐리스 최적화 전에 '블록 쉬프팅(block shifting)'이 적용된다.

Figure pat00096
Figure pat00097
를 각각 k의 엘리먼트들을 가지는 벡터 a 및 행렬 A의 대각 엔트리들(diagonal entries)의 순환 쉬프팅(circular shifting)으로 가정한다. 예를 들어,
Figure pat00098
이면,
Figure pat00099
이다. The first state transition experiences a limited number of branches as shown in Figures 19 and 20. [ 'Block shifting' is applied before trellis optimization to mitigate these losses and further reduce the time quantization error.
Figure pat00096
And
Figure pat00097
Is assumed to be a circular shifting of a vector a having elements of k and diagonal entries of matrix A, respectively. E.g,
Figure pat00098
If so,
Figure pat00099
to be.

다음에, <수학식 20>에서 최적화 문제는 하기 <수학식 21>와 같이 다시 쓰여질 수 있으며, 양자화된 채널 벡터 는 하기 <수학식 22>와 같다. Next, the optimization problem in Equation (20) can be rewritten as Equation (21), and the quantized channel vector is Equation (22).

Figure pat00100
Figure pat00100

Figure pat00101
Figure pat00101

상기 <수학식 21> 및 상기 <수학식 22>에서, Rk는 위상 조정 행렬, Θ는 경로 집합, θ는 경로, hk는 채널 벡터, L은 블록 크기,

Figure pat00102
는 Rk에 의해 위상 조정된 양자화된 채널 정보를 의미한다.In Equation (21) and Equation (22), R k is a phase adjustment matrix,? Is a path set,? Is a path, h k is a channel vector, L is a block size,
Figure pat00102
Denotes quantized channel information that is phase-adjusted by R k .

쉬프팅을 가지는 TE-SPA의 개념적인 설명이 이하 도 22에 도시된다. 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 양자화 결과에 대한 위상 조정을 도시한다. 상기 도 22를 참고하면, 시간 k에서 제1상태 천이로부터 위상 조정

Figure pat00103
이 k에 따라 서로 다른 블록들에 곱해진다. 예를 들어, 시간 k=0에서 위상 조정
Figure pat00104
은 채널 벡터의 4개 코드워드들의 블록에 곱해지며, 시간 k=1에서 위상 조정
Figure pat00105
은 채널 벡터의 5개 코드워드들의 블록에 곱해지며, 시간 k=2에서 위상 조정
Figure pat00106
은 채널 벡터의 4개 코드워드들의 블록에 곱해진다. A conceptual description of the TE-SPA with shifting is shown in FIG. 22 below. FIG. 22 illustrates phase adjustment for channel quantization results in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 22, from the first state transition at time k,
Figure pat00103
Different blocks are multiplied according to k. For example, at time k = 0,
Figure pat00104
Is multiplied by the block of four codewords of the channel vector and the phase adjustment &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure pat00105
Is multiplied by the block of five codewords of the channel vector and the phase adjustment at time k =
Figure pat00106
Is multiplied by a block of four code words of the channel vector.

본 발명의 실시 예에 따라, 채널 벡터에 대한 2개의 도메인들이 고려되므로, 상술한 과정은 상기

Figure pat00107
의 교란된(perturbed) 버전(version)인
Figure pat00108
에 대하여도 수행된다. 여기서,
Figure pat00109
이다. 이에 따라, 하기 도 23과 같이, 2개의 도메인들에 따라 서로 다르게 블록화된 안테나들에 위상 조정이 적용될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since two domains for a channel vector are considered,
Figure pat00107
Which is a perturbed version of
Figure pat00108
. here,
Figure pat00109
to be. Accordingly, as shown in FIG. 23, phase adjustment can be applied to antennas that are differentially blocked according to two domains.

도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 그룹에 적용되는 위상들을 도시한다. 상기 도 23에서, (a)는 수평 도메인으로 블록화된 경우, (b)는 수직 도메인으로 블록화된 경우를 도시한다. 하나의 안테나 그룹에는 동일한 위상(common phase)이 적용된다. 수직 도메인이 선호하는 도메인으로서 선택된 경우, 수신단은 상기 도 5의 (a)와 같이 수직 방향으로 안테나 그룹들의 안테나 그룹들의 위상들의 관계(relation)을 조정할 수 있다. 유사하게, 수평 도메인이 선호하는 도메인으로서 선택된 경우, 수신단은 상기 도 5의 (b)와 같이 수평 방향으로 안테나 그룹들의 안테나 그룹들의 위상들의 관계(relation)을 조정할 수 있다.
23 shows phases applied to an antenna group in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 23, (a) shows a case of blocking in a horizontal domain, and (b) shows a case of blocking in a vertical domain. A common phase is applied to one antenna group. When the vertical domain is selected as the preferred domain, the receiving end can adjust the relation of the phases of the antenna groups of the antenna groups in the vertical direction as shown in FIG. 5 (a). Similarly, if the horizontal domain is selected as the preferred domain, the receiving end can adjust the relation of the phases of the antenna groups of the antenna groups in the horizontal direction as shown in FIG. 5B.

각 도메인에 대하여, 채널 정보의 양자화는 다음과 같이 수행될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 TE-SPA를 위해 채널 엔트리 양자화 결과가 1/2 비트인 경우 및 1/4비트인 경우의 2가지의 서로 다른 트렐리스 구조가 적용될 수 있다. 상기 TE-SPA를 위해 채널 엔트리 양자화 결과가 1/2 비트인 경우, 트렐리스 출력 및 위상의 대응 관계는 하기 <표 4>와 같이 정의될 수 있다.For each domain, the quantization of the channel information may be performed as follows. For the TE-SPA according to the embodiment of the present invention, two different trellis structures may be applied: a case where the channel entry quantization result is ½ bit and a case where the channel entry quantization result is ¼ bit. If the channel entry quantization result is 1/2 bit for the TE-SPA, the correspondence relationship between the trellis output and the phase can be defined as shown in Table 4 below.

Figure pat00110
Figure pat00110

상기 <표 4>에 예시된 위상 값들에 대응하는 컨볼루션 부호기는 상기 도 13에 도시된 바와 같이 2/3 레이트 컨볼루션 부호기이며, 이에 대응하는 트렐리스 구조는 상기 도 14에 도시된 바와 같다. The convolutional encoder corresponding to the phase values illustrated in Table 4 is a 2/3 rate convolutional encoder as shown in FIG. 13, and the corresponding trellis structure is as shown in FIG. 14 .

채널 엔트리 양자화 당 1/2 비트의 경우, 상기 <표 5>에 도시된 바와 같이 홀수 및 짝수의 트렐리스 출력에 위상이 할당될 수 있다. 짝수의 트렐리스 출력들 0, 2, 4, 6은 각각 위상들 인덱스 0, 2/8π, 4/8π, 6/8π 에 할당된다. 홀수의 트렐리스 출력들 1, 3, 5, 7은 각각 위상들 인덱스 1/8π, 3/8π, 5/8π, 7/8π 에 할당된다. 상기 <표 5>는 위상들과 트렐리스 출력 사이 매핑의 예시에 불과하다. 따라서 다른 형태의 위상들과 트렐리스 출력 사이의 매핑이 가능할 것이다.
For 1/2 bit per channel entry quantization, phases may be assigned to the odd and even trellis outputs as shown in Table 5. [ The even trellis outputs 0, 2, 4, and 6 are assigned to the phase indices 0, 2 / 8π, 4 / 8π, 6 / 8π, respectively. The odd trellis outputs 1, 3, 5 and 7 are assigned to the phase indices 1 / 8π, 3 / 8π, 5 / 8π and 7 / 8π, respectively. Table 5 is merely an example of a mapping between phases and a trellis output. Thus, mapping between different types of phases and trellis output will be possible.

도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 양자화기의 또 다른 구현 예를, 도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 정보 양자화를 위한 트렐리스의 또 다른 예를 도시한다. 상기 도 24는 상기 TE-SPA를 위해 채널 엔트리 양자화 결과가 1/4 비트인 경우를 나타낸다. 상기 도 24는 1/2 레이트 컨볼루션 부호기를 예시하며, 상기 도 24에 예시된 양자화기에 대응하는 트렐리스 구조는 상기 도 25에 도시된 바와 같다. FIG. 24 shows another embodiment of a quantizer for quantizing channel information in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 25 shows a quantizer for quantizing channel information in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. &Lt; / RTI &gt; FIG. 24 shows a case where the channel entry quantization result for the TE-SPA is 1/4 bit. 24 illustrates a 1/2 rate convolutional encoder, and the trellis structure corresponding to the quantizer illustrated in FIG. 24 is as shown in FIG.

채널 엔트리 양자화 당 142 비트의 경우, 이하 <표 5>와 같이 트렐리스 출력 및 위상의 대응 관계가 정의될 수 있다.For 142 bits per channel entry quantization, the correspondence between the trellis output and the phase can be defined as shown in Table 5 below.

Figure pat00111
Figure pat00111

상기 <표 5>와 같이, 홀수 및 짝수의 트렐리스 출력에 위상이 할당될 수 있다. 짝수의 트렐리스 출력들 0, 2는 각각 위상들 인덱스 0, 2/4π에 할당된다. 홀수의 트렐리스 출력들 1, 3은 각각 위상들 인덱스 1/4π, 3/4π에 할당된다. 상기 <표 5>는 위상들 및 트렐리스 출력 사이 매핑의 예시에 불과하다. 따라서 다른 형태의 위상들과 트렐리스 출력 사이의 매핑이 가능할 것이다.
As shown in Table 5, phases may be assigned to the odd and even Trellis outputs. The even trellis outputs 0, 2 are assigned to the phase indices 0, 2/4 [pi], respectively. The odd trellis outputs 1 and 3 are assigned to the phase indices 1 / 4π and 3 / 4π, respectively. Table 5 is merely an example of a mapping between phases and a trellis output. Thus, mapping between different types of phases and trellis output will be possible.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 성능을 평가하기 위한 모의 실험 결과는 다음과 같다. 상기 모의 실험에서, 송신단의 안테나 개수 M은 32로 설정되었고, 수신단의 안테나 개수는 1로 설정되었다. 채널은 하기 <수학식 23>과 같은 특성을 가지는 것으로 정의된다.The simulation results for evaluating the performance of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention are as follows. In the simulation, the number of antennas M of the transmitting end was set to 32, and the number of antennas of the receiving end was set to one. The channel is defined as having the following characteristics (Equation 23).

Figure pat00112
Figure pat00112

상기 <수학식 23>에서, h[n]은 M×1 크기를 가지는 시간 n에서의 채널 벡터, η은 일시적 상관 계수(temporal correlation coefficient), R=E[h[n]Hh[n]]은 공간적 상관 행렬(spatial correlation matrix),

Figure pat00113
은 시간 n에서의 이노베이션 프로세스(innovation process)를 의미한다. 상기 R은 [5]의 모델에 따르며, η=0.9881이다.In the <Equation 23>, h [n] is the channel vector, η at time n has a M × 1 size is temporarily correlation coefficient (temporal correlation coefficient), R = E [h [n] H h [n] ] Is a spatial correlation matrix,
Figure pat00113
Means the innovation process at time n. The R depends on the model of [5], and η = 0.9881.

빔포밍 이득은 하기 <수학식 24>와 같은 성능 지표(performance metric )로 정의될 수 있다.The beamforming gain can be defined as a performance metric such as Equation (24).

Figure pat00114
Figure pat00114

상기 <수학식 24>에서, h[n]은 M×1 크기를 가지는 시간 n에서의 채널 벡터, copt는 시간 n에서의 최적의 코드워드를 의미한다.In Equation 24, h [n] denotes a channel vector at time n having an M × 1 size, and c opt denotes an optimal codeword at time n.

상술한 조건들을 전제로 수행된 모의 실험 결과는 이하 도 26과 같다. 도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에 대한 모의 실험 결과를 도시한다. 상기 도 26은 4개의 서로 다른 기법들을 비교하여 도시한다. 상기 4개의 기법들은 32TX DFT 코드북을 사용한 기법, 4TX/8TX DFT 코드북을 이용한 크로네커 곱 기반 방식(Kronecker product-based approach)의 기법, TEC/TE-SPA 기법, 본 발명에 따르는 기법이다.The results of the simulation performed on the assumption of the above conditions are shown in FIG. 26 below. 26 shows a simulation result of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Figure 26 illustrates four different techniques in comparison. The above four techniques are a technique using a 32 TX DFT codebook, a technique using a Kronecker product-based approach using a 4TX / 8 TX DFT codebook, a technique based on a TEC / TE-SPA technique, and the present invention.

상기 32TX DFT 코드북을 사용한 기법 및 상기 TEC/TE-SPA 기법은 Btot=16, 즉, 16 비트의 피드백 오버헤드를 가진다. 반면, 4TX/8TX DFT 코드북을 이용한 크로네커 곱 기반 방식의 기법 및 본 발명의 기법은 Btot=17, 즉, 17비트의 피드백 오버헤드를 가진다. 상기 17 비트는 4TX DFT 코드북 및 8TX DFT 코드북을 위한 7비트 및 10비트로 나누어질 수 있다. 본 발명의 기법의 경우, 지시자가 추가 피드백으로서 수평 도메인 및 수직 도메인 중 선호되는 도메인을 지시할 수 있다.The technique using the 32 TX DFT codebook and the TEC / TE-SPA technique have B tot = 16, i.e., 16 bits of feedback overhead. On the other hand, the technique of the Kronecker-based scheme using the 4TX / 8TX DFT codebook and the technique of the present invention has a feedback overhead of B tot = 17, that is, 17 bits. The 17 bits can be divided into 7 bits and 10 bits for a 4 TX DFT codebook and an 8 TX DFT codebook. For the technique of the present invention, the indicator may indicate the preferred domain of the horizontal domain and the vertical domain as additional feedback.

상기 도 26의 (a) 및 (b)를 통해, 수평 및 수직의 앵귤러 퍼터베이션들의 서로 다른 표준 편차들(different standard deviations of horizontal and vertical angular perturbations)을 가지는 4개의 기법들이 비교된다. 본 발명에 따르는 기법은 동일한 오버헤드로 상기 크로네커 곱에 기반한 방식보다 우수한 성능을 가진다. 또한, 본 발명에 따르는 기법은 65536개의 벡터-양자화된 코드워드들(vector-quantized codewords)로 구성되는 32TX DFT 코드북에 유사하다(comparable). 상기 32TX DFT 코드북을 이용한 기법의 복잡도는 실제로 실행 가능하지 아니하다(not be feasible in practice).
Through the above FIGS. 26A and 26B, four techniques having different standard deviations of horizontal and vertical angular perturbations are compared. The technique according to the present invention has better performance than the method based on the Kronecker product with the same overhead. In addition, the technique according to the present invention is comparable to a 32 TX DFT codebook consisting of 65536 vector-quantized codewords. The complexity of the technique using the 32 TX DFT codebook is not feasible in practice.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. Methods according to the claims or the embodiments described in the specification may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented in software, a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored on a computer-readable storage medium are configured for execution by one or more processors in an electronic device. The one or more programs include instructions that cause the electronic device to perform the methods in accordance with the embodiments of the invention or the claims of the present invention.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. Such programs (software modules, software) may be stored in a computer readable medium such as a random access memory, a non-volatile memory including a flash memory, a ROM (Read Only Memory), an electrically erasable programmable ROM (EEPROM), a magnetic disc storage device, a compact disc-ROM (CD-ROM), a digital versatile disc (DVDs) An optical storage device, or a magnetic cassette. Or a combination of some or all of these. In addition, a plurality of constituent memories may be included.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
In addition, the program may be transmitted through a communication network composed of a communication network such as the Internet, an Intranet, a LAN (Local Area Network), a WLAN (Wide LAN), or a SAN (Storage Area Network) And can be stored in an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to an apparatus performing an embodiment of the present invention via an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may be connected to an apparatus that performs an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the concrete embodiments of the present invention described above, the elements included in the invention are expressed singular or plural in accordance with the specific embodiment shown. It should be understood, however, that the singular or plural representations are selected appropriately according to the situations presented for the convenience of description, and the present invention is not limited to the singular or plural constituent elements, Even the expressed components may be composed of a plurality.

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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

Claims (20)

무선 통신 시스템의 수신단의 동작 방법에 있어서,
채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 송신하는 과정과,
상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 수신하는 과정을 포함하는 방법.
A method of operating a receiving end of a wireless communication system,
Transmitting an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel information quantized in units of blocks;
And receiving beamformed signals mapped to the antenna according to the indexing rule.
청구항 1에 있어서,
상기 인덱싱 규칙은, 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타내는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the indexing rule represents a correspondence between channel values and antenna elements included in a channel vector used in code word determination.
청구항 1에 있어서,
채널을 추정하기 위한 신호를 수신하는 과정과,
상기 신호에 기초하여 결정된 채널 정보를 블록 단위로 양자화하는 과정을 더 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
Comprising the steps of: receiving a signal for estimating a channel;
And quantizing the channel information determined based on the signal on a block-by-block basis.
청구항 3에 있어서,
상기 양자화하는 과정은,
복수의 코드북들 중에서 선택된 코드북을 이용하여 채널 정보를 트렐리스 부호 양자화하는 과정을 포함하는 방법.
The method of claim 3,
The quantization step may include:
And Trellis code quantization of channel information using a codebook selected from a plurality of codebooks.
청구항 4에 있어서,
상기 양자화하는 과정은,
상기 채널 정보와 상기 선택된 코드북에 포함되는 코드워드들을 각각 다수의 채널 벡터들의 블록들과 다수의 코드워드들의 그룹들로 분할하는(truncate) 과정과,
상기 각 채널 벡터들의 블록들을 상기 각 코드워드들의 그룹들을 이용하여 트렐리스 부호 양자화하는 과정을 포함하는 방법.
The method of claim 4,
The quantization step may include:
Truncating the channel information and codewords included in the selected codebook into blocks of a plurality of channel vectors and groups of a plurality of codewords,
And Trellis code quantizing the blocks of the channel vectors using the groups of the codewords.
청구항 3에 있어서,
상기 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 미리 정의된 위상만큼 조정함에 의해 생성되는 위상 조정된 채널 정보를 송신단으로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
The method of claim 3,
And transmitting the phase adjusted channel information generated by adjusting the channel information quantized in units of blocks by a predefined phase to the transmitting terminal.
무선 통신 시스템의 송신단의 동작 방법에 있어서,
채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 수신하는 과정과,
상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 송신하는 과정을 포함하는 방법.
A method of operating a transmitter of a wireless communication system,
Receiving an indicator indicating an indexing rule of channel values and channel information quantized in a block unit;
And transmitting beamformed signals mapped to the antenna according to the indexing rule.
청구항 7에 있어서,
상기 인덱싱 규칙은, 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타내는 방법.
The method of claim 7,
Wherein the indexing rule represents a correspondence between channel values and antenna elements included in a channel vector used in code word determination.
청구항 7에 있어서,
상기 채널 정보는, 블록 단위로 양자화된 채널 정보인 방법.
The method of claim 7,
Wherein the channel information is channel information quantized in block units.
청구항 9에 있어서,
상기 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 미리 정의된 위상만큼 조정함에 의해 생성되는 위상 조정된 채널 정보를 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
The method of claim 9,
And receiving phase adjusted channel information generated by adjusting the channel information quantized in units of blocks by a predefined phase.
무선 통신 시스템의 수신단 장치에 있어서,
채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 송신하는 송신부와,
상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 수신하는 수신부를 포함하는 장치.
A receiving terminal apparatus of a wireless communication system,
An indicator indicating an indexing rule of channel values, and a transmitter for transmitting quantized channel information on a block-
And a receiver for receiving the beamformed signals mapped to the antenna according to the indexing rule.
청구항 11에 있어서,
상기 인덱싱 규칙은, 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타내는 장치.
The method of claim 11,
Wherein the indexing rule indicates correspondence between channel values and antenna elements contained in a channel vector used in code word determination.
청구항 11에 있어서,
상기 수신부는, 채널을 추정하기 위한 신호를 수신하며,
상기 신호에 기초하여 결정된 채널 정보를 블록 단위로 양자화하는 제어부를 더 포함하는 장치.
The method of claim 11,
The receiver receives a signal for estimating a channel,
And a controller for quantizing the channel information determined based on the signal on a block-by-block basis.
청구항 13에 있어서,
상기 제어부는, 복수의 코드북들 중에서 선택된 코드북을 이용하여 채널 정보를 트렐리스 부호 양자화하는 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the control unit trellis code quantizes channel information using a codebook selected from a plurality of codebooks.
청구항 14에 있어서,
상기 제어부는, 상기 채널 정보와 상기 선택된 코드북에 포함되는 코드워드들을 각각 다수의 채널 벡터들의 블록들과 다수의 코드워드들의 그룹들로 분할하고(truncate), 상기 각 채널 벡터들의 블록들을 상기 각 코드워드들의 그룹들을 이용하여 트렐리스 부호 양자화하는 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the control unit truncates the channel information and codewords included in the selected codebook into a plurality of groups of channel vectors and a plurality of groups of codewords, An apparatus for Trellis code quantization using groups of words.
청구항 13에 있어서,
상기 송신부는, 상기 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 미리 정의된 위상만큼 조정함에 의해 생성되는 위상 조정된 채널 정보를 송신단으로 송신하는 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the transmitter transmits the phase-adjusted channel information generated by adjusting the quantized channel information by a predefined phase to the transmitting terminal.
무선 통신 시스템의 송신단 장치에 있어서,
채널 값들의 인덱싱 규칙을 나타내는 지시자 및 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 수신하는 수신부와,
상기 인덱싱 규칙에 따라 안테나에 매핑된 빔포밍된 신호들을 송신하는 송신부를 포함하는 장치.
A transmitting terminal apparatus of a wireless communication system,
An indicator for indicating an indexing rule of channel values, and a receiver for receiving channel information quantized in block units;
And a transmitter for transmitting the beamformed signals mapped to the antenna according to the indexing rule.
청구항 17에 있어서,
상기 인덱싱 규칙은, 코드워드 결정 시 사용된 채널 벡터에 포함된 채널 값들 및 안테나 요소들 간 대응 관계를 나타내는 장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the indexing rule indicates correspondence between channel values and antenna elements contained in a channel vector used in code word determination.
청구항 17에 있어서,
상기 채널 정보는, 블록 단위로 양자화된 채널 정보인 장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the channel information is channel information quantized in units of blocks.
청구항 19에 있어서,
상기 수신부는, 상기 블록 단위로 양자화된 채널 정보를 미리 정의된 위상만큼 조정함에 의해 생성되는 위상 조정된 채널 정보를 수신하는 장치.
The method of claim 19,
Wherein the receiving unit receives the phase adjusted channel information generated by adjusting the channel information quantized in units of blocks by a predefined phase.
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