特許第6238304号(P6238304)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6238304ビームフォーミングベースの無線通信システムにおける多重アンテナ送信をサポートするための装置及び方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6238304
(24)【登録日】2017年11月10日
(45)【発行日】2017年11月29日
(54)【発明の名称】ビームフォーミングベースの無線通信システムにおける多重アンテナ送信をサポートするための装置及び方法
(51)【国際特許分類】
   H04B 7/06 20060101AFI20171120BHJP
   H04W 16/28 20090101ALI20171120BHJP
【FI】
   H04B7/06 956
   H04B7/06 150
   H04W16/28
【請求項の数】14
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2014-525938(P2014-525938)
(86)(22)【出願日】2012年8月16日
(65)【公表番号】特表2014-524705(P2014-524705A)
(43)【公表日】2014年9月22日
(86)【国際出願番号】KR2012006535
(87)【国際公開番号】WO2013025070
(87)【国際公開日】20130221
【審査請求日】2015年8月14日
(31)【優先権主張番号】10-2011-0081150
(32)【優先日】2011年8月16日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2012-0089389
(32)【優先日】2012年8月16日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ジ−ユン・ソル
(72)【発明者】
【氏名】ジョン−ホ・パク
(72)【発明者】
【氏名】ヒュン−キュ・ユ
【審査官】 大野 友輝
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2010/098203(WO,A1)
【文献】 国際公開第2007/111266(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04B 7/06
H04W 16/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信システムの送信側で動作する方法であって、
前記送信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を受信側から受信する段階と、
前記受信側がサポート可能な少なくとも1つの受信ビームパターンに関する情報を含む受信ビームフォーミング能力情報及び受信された前記チャネル情報に基づいて、前記送信側の送信ビームパターンの中から少なくとも1つの送信ビームパターンを決定する段階と、
決定された前記少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて前記受信側に信号を送信する段階と、を含む方法。
【請求項2】
前記受信ビームフォーミング能力情報は、
前記受信側のネットワークエントリ又はネットワークリエントリの際、前記受信側から前記送信側に送信される請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記受信側にチャネル情報要求を送信する段階をさらに含み、
前記チャネル情報要求は、
前記チャネル情報をフィードバックするための情報を含む請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記送信側の前記送信ビームパターンに対するチャネル情報は、
前記少なくとも1つの受信ビームパターンごとに推定され、
前記少なくとも1つの送信ビームパターンを決定する段階は、
前記受信されたチャネル情報及び前記受信された受信ビームフォーミング能力情報に基づいて、前記送信側の送信ビームパターンの中から、前記少なくとも1つの受信ビームパターンに対応する前記少なくとも1つの送信ビームパターンを決定する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項5】
記少なくとも1つの送信ビームパターンを決定する段階は、
前記受信側が前記少なくともつの受信ビームパターンを同時に用いて前記信号を受信できる場合、前記受信された受信ビームフォーミング能力情報及び前記受信されたチャネル情報に基づいて、前記送信側の送信ビームパターンの中からダイバーシティ送信のための前記少なくとも1つの送信ビームを決定する段階を含む請求項1に記載の方法。
【請求項6】
無線通信システムの受信側で動作する方法であって、
送信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を前記送信側に送信する段階と、
少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて送信される信号を前記送信側から受信する段階と、を含み、
前記少なくとも1つのビームパターンは、
前記受信側がサポート可能な少なくとも1つの受信ビームパターンに関する情報を含む受信ビームフォーミング能力情報及び前記チャネル情報に基づいて、前記送信側の前記送信ビームパターンの中から決定される方法。
【請求項7】
前記受信ビームフォーミング能力情報を送信する段階は、
前記受信側のネットワークエントリ又はネットワークリエントリの際、前記受信ビームフォーミング能力情報を前記送信側に送信する段階を含む請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記チャネル情報を送信するための情報を含むチャネル情報要求を前記送信側から受信する段階をさらに含み、
前記チャネル情報を送信する段階は、
前記チャネル情報を送信するための情報に基づいて前記チャネル情報を前記送信側に送信する段階を含む請求項6に記載の方法。
【請求項9】
前記チャネル情報を送信する段階は、
前記少なくとも1つの受信ビームごとに前記送信側の送信ビームパターンに対する前記チャネル情報を推定する段階と、
前記推定されたチャネル情報を前記送信側に送信する段階と、を含む請求項6に記載の方法。
【請求項10】
前記少なくとも1つの送信ビームパターンは、
前記受信側が少なくとも2つの受信ビームパターンを同時に用いて前記信号を受信できる場合、ダイバーシティ送信のために用いられる請求項9に記載の方法。
【請求項11】
無線通信システムにおける送信側の装置であって、
制御部と、
前記制御部と機能的に連結された送受信部と、を含み、
前記制御部は、
前記送信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を受信側から受信するように設定され、
前記受信側がサポート可能な少なくとも1つの受信ビームパターンに関する情報を含む受信ビームフォーミング能力情報及び前記受信されたチャネル情報に基づいて、前記送信側の送信ビームパターンの中から少なくとも1つの送信ビームパターンを決定するように設定され、
前記決定された少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて前記受信側に信号を送信するように設定される装置。
【請求項12】
前記制御部は、
前記受信側が少なくともつの受信ビームパターンを同時に用いて前記信号を受信できる場合、前記受信された受信ビームフォーミング能力情報及び前記受信されたチャネル情報に基づいて、前記送信側の送信ビームパターンの中からダイバーシティ送信のための前記少なくとも1つの送信ビームを決定するように設定される請求項11に記載の装置。
【請求項13】
無線通信システムにおける受信側の装置であって、
制御部と、
前記制御部と機能的に連結された送受信部と、を含み、
前記制御部は、
送信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を前記送信側に送信するように設定され、
少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて送信される信号を前記送信側から受信するように設定され、
前記少なくとも1つのビームパターンは、
前記受信側がサポート可能な少なくとも1つの受信ビームパターンに関する情報を含む受信ビームフォーミング能力情報及び前記チャネル情報に基づいて、前記送信側の前記送信ビームパターンの中から決定される装置。
【請求項14】
前記少なくとも1つの送信ビームパターンは、
前記受信側が少なくともつの受信ビームパターンを同時に用いて前記信号を受信できる場合、ダイバーシティ送信のために用いられる請求項13に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信システムにおける多重アンテナ送信をサポートするための装置及び方法に関し、特に、ビームフォーミングベースの無線通信システムにおける多重アンテナ送信をサポートするための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信システムは持続的に増加する無線データトラフィック需要を満たすために、より高いデータ伝送率をサポートするための方向に発展している。例えば、無線通信システムは、データ伝送率を増加させるために、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、MIMO(Multiple Input Multiple Output)などの通信技術に基づいてスペクトル効率(Spectral Efficiency)を改善する方向に技術開発が進められている。
【0003】
しかし、スマートフォン及びタブレットPCに対する需要の増加及びそれに伴う多量のトラフィックを要求するアプリケーションプログラムの爆発的増加によって、データトラフィックに対する要求がさらに加速化し、スペクトル効率を改善する技術だけでは急増する無線データトラフィック需要を満たすことが困難な問題が発生する。
【0004】
上記問題点を克服するための方法として、超高周波帯域を使用する無線通信システムへの関心が急増している。
【0005】
超高周波帯域を介して無線通信をサポートする場合、超高周波帯域の周波数の特性上、経路の損失、反射損失などの電波損失が増加する問題点がある。そのため、超高周波帯域を使用する無線通信システムは、電波損失によって電波の到達距離が短くなり、サービス領域(coverage)が減少する問題が発生する。
【0006】
そのため、超高周波帯域を使用する無線通信システムは、ビームフォーミング技術を用いて電波の経路損失を緩和し電波の伝達距離を増加させることによって、サービス領域を増大させることができる。
【0007】
上記のように、ビームフォーミング技術を使用する場合、無線通信システムは、ビームフォーミング利得を最大化して受信信号対雑音比(SNR:Signal to Noise Ratio)のような性能指数(performance index)を最適化できる。しかし、ビームフォーミング技術を使用する場合、無線通信システムは、マルチパス伝搬特性(multipath propagation)が減少しダイバーシティ利得が得られない限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記問題点を解決するために、以下に説明された長所のうち少なくとも1つを提供することを目的とする。したがって、本発明の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムにおける送受信ビームパターンをスケジューリングするための装置及び方法を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムにおける送受信ダイバーシティをサポートするための装置及び方法を提供することにある。
【0010】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術をサポートする無線通信システムにおける空間多重化伝送をサポートするための装置及び方法を提供することにある。
【0011】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムの受信側で送信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定及びフィードバックするための装置及び方法を提供することにある。
【0012】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムの送信側で受信側から提供された各ビームパターンのチャネル情報を考慮して送受信ダイバーシティをサポートするための装置及び方法を提供することにある。
【0013】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムの送信側で受信側から提供された各ビームパターンのチャネル情報を考慮して空間多重化方式をサポートするための装置及び方法を提供することにある。
【0014】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムの送信側で受信側の送信ビームパターン情報を考慮して受信ビームフォーミングのためのスケジューリングを行うための装置及び方法を提供することにある。
【0015】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムの送信側で受信側の送信ビームパターン情報を考慮してアップリンクダイバーシティをサポートするための装置及び方法を提供することにある。
【0016】
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムの送信側で受信側の送信ビームパターン情報を考慮してアップリンク空間多重化方式をサポートするための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記目的は、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムにおけるダイバーシティをサポートする装置及び方法を提供することによって達成できる。
【0018】
本発明の目的を達成するための本発明の第1見地によれば、複数のビームパターンを構成できる無線通信システムの送信側で信号を送信するための方法は、受信側の受信ビームフォーミング能力情報を確認する段階と、受信側から少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報を受信する段階と、前記受信側の受信ビームフォーミングサポート情報及び前記少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して前記受信側に信号を送信するための少なくとも1つの送信ビームパターンを決定する段階と、前記受信側に信号を送信するための少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて前記受信側に信号を送信する段階と、を含む。
【0019】
本発明の第2見地によれば、複数のビームパターンを構成できる無線通信システムの受信側でビームパターンのチャネル情報を確認するための方法は、送信側に前記受信側の受信ビームフォーミング能力情報を送信する段階と、送信側がそれぞれの送信ビームパターンを介して送信した少なくとも1つの基準信号を受信する段階と、前記少なくとも1つの基準信号を用いて前記少なくとも1つの送信ビームパターンのチャネルを推定する段階と、少なくとも1つの送信ビームパターンのチャネル情報を前記送信側にフィードバックする段階と、を含む。
【0020】
本発明の第3見地によれば、複数のビームパターンを構成できる無線通信システムの送信側は、複数のアンテナ要素で構成される少なくとも1つのアンテナ部と、受信側から少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報を受信する受信部と、受信側の受信ビームフォーミング能力情報及び前記少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して前記受信側に信号を送信するための少なくとも1つの送信ビームパターンを決定するビーム設定部と、それぞれのアンテナ要素に接続され、前記ビーム設定部で決定した少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて前記受信側に信号を送信するようにビームを形成する複数のRF経路と、を含む。
【0021】
本発明の第4見地によれば、複数のビームパターンを構成できる無線通信システムの受信側は、送信側が少なくとも1つの送信ビームパターンを介して送信した少なくとも1つの基準信号を受信する受信部と、前記少なくとも1つの基準信号を用いて前記少なくとも1つの送信ビームパターンのチャネルを推定するチャネル推定部と、送信側に前記受信側の受信ビームフォーミング能力情報を送信し、少なくとも1つの送信ビームパターンのチャネル情報を前記送信側にフィードバックするフィードバック制御部と、を含む。
【0022】
本発明の第5見地によれば、複数のビームパターンを構成できる無線通信システムの送信側で信号を受信するための方法は、受信側の送信ビームフォーミング能力情報を確認する段階と、それぞれの受信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する段階と、前記受信側の送信ビームフォーミングサポート情報及び前記少なくとも1つの受信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して前記受信側が信号を受信するための少なくとも1つの受信ビームパターンを決定する段階と、前記少なくとも1つの送信ビームパターンを用いて前記受信側から信号を受信する段階と、を含む。
【0023】
本発明の第6見地によれば、複数のビームパターンを構成できる無線通信システムの送信側は、複数のアンテナ要素で構成される少なくとも1つのアンテナ部と、少なくとも1つの受信ビームパターンに対するチャネル情報を推定するチャネル推定部と、受信側の送信ビームフォーミング能力情報及び前記少なくとも1つの受信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して前記受信側から信号を受信するための少なくとも1つの受信ビームパターンを決定するビーム設定部と、それぞれのアンテナ要素に接続され、前記ビーム設定部で決定した少なくとも1つの受信ビームパターンを用いて前記受信側から信号を受信するようにビームを形成する複数のRF経路と、を含む。
【発明の効果】
【0024】
上記のように、ビームフォーミング技術を使用する無線通信システムにおける多重アンテナ送信方式をサポートすることによって、ビームフォーミングによる伝送率を増加させることができ、ビームフォーミングを介して障害物又はチャネルフェージングによるチャネル環境変化に対するロバスト性(robustness)を有するとともに、ダイバーシティ利得が得られる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1】本発明による無線通信システムにおける送信側の送信ビーム及び受信側の受信ビームを示す図である。
図2】本発明による送信ビームを形成するための送信側のブロック構成を示す図である。
図3】本発明による受信ビームを形成するための受信側のブロック構成を示す図である。
図4】本発明の実施形態による受信側でビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックするための手順を示す図である。
図5】本発明の実施形態による受信側でビームパターンに対するチャネルを推定するための手順を示す図である。
図6】本発明の他の実施形態による受信側でビームパターンに対するチャネルを推定するための手順を示す図である。
図7】本発明の実施形態による送信側でビームを形成するための手順を示す図である。
図8A】本発明の実施形態による送信側でビームフォーミングのためのスケジューリング手順を示す図である。
図8B】本発明の実施形態による送信側でビームフォーミングのためのスケジューリング手順を示す図である。
図9】本発明の実施形態による受信側で送信ビームフォーミング情報を送信するための手順を示す図である。
図10】本発明の実施形態による送信側で受信ビームを形成するための手順を示す図である。
図11】本発明の実施形態による送信側でアップリンクビームフォーミングのためのスケジューリング手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付された図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明を説明するに当たって、関連する公知の機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にする可能性があると判断された場合、その詳細な説明は省略する。また、以下で記載される用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運用者の意図または慣例などによって異なることがある。したがって、その定義は本明細書全般にわたる内容に基づいて行われるべきである。
【0027】
以下、本発明は、ビームフォーミングベースの無線通信システムにおける送受信ダイバーシティをサポートするための技術について説明する。
【0028】
以下の説明で、送信側は、ダウンリンク信号を送信するための主体によって基地局、中継局及び端末のうちいずれか1つを含む。また、受信側は、送信側からダウンリンク信号を受信する基地局、中継局及び端末のうちいずれか1つを含む。
【0029】
無線通信システムにおけるビームフォーミング技術を使用する場合、送信側は、図1に示すように、互いに異なる方向にビームを形成するために複数のビームパターンをサポートする。また、受信側は、図1に示すように、少なくとも1つのビームパターンを介して全方向又は複数の互いに異なる方向に受信ビームを形成する。
【0030】
図1は、本発明による無線通信システムにおける送信側の送信ビーム及び受信側の受信ビームを示している。
【0031】
図1に示すように、送信側100は、互いに異なる方向にビームを形成するために複数のビームパターンをサポートする。この時、送信側100は、サポート可能な複数のビームパターンのうち少なくとも1つのビームパターンを用いて受信側110に多重アンテナ送信をサポートする。具体的には、送信側100は、サポート可能な複数のビームパターンそれぞれを介して基準信号を受信側110に送信する。ここで、基準信号は、受信側110で送信側100と信号を送受信するために使用するためのビームを選択できるように、送信側100の各送信ビームパターンを介して送信する信号をいう。
【0032】
受信側110は、送信側100から提供された基準信号を用いて各送信ビームパターンのチャネルを推定する。例えば、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、受信側110は送信側から提供された基準信号を用いて各送信ビームパターンのチャネルを推定する。別の例として、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートする場合、受信側110はそれぞれの受信ビームパターンに対する各送信ビームパターンのチャネルを推定する。
【0033】
以降、受信側110は、各送信ビームパターンのチャネル情報を送信側100にフィードバックする。例えば、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートする場合、受信側110は各受信ビームパターンを介して受信した送信ビームパターンのチャネル情報を送信側100にフィードバックする。
【0034】
送信側100は、受信側110から提供された各送信ビームパターンのチャネル情報を用いてサポート可能な複数のビームパターンのうち多重アンテナ送信方式に使用する少なくとも1つのビームパターンを選択する。以降、送信側100は、多重アンテナ送信方式に使用する少なくとも1つのビームパターンを用いて受信側110に信号を送信する。例えば、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートし、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できる場合、送信側100は、ダイバーシティ送信のために複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択する。以降、送信側100は、ダイバーシティ送信のために選択した複数の送信ビームパターンを介して受信側110に同じ情報を送信する。この時、送信側100は、ダイバーシティ送信のために選択した複数の受信ビームパターンに対する情報を制御情報を用いて受信側110に送信する。
【0035】
別の例として、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートするが、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できない場合、送信側100は複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択することもできる。以降、送信側100は、互いに異なる時点で複数の受信ビームパターンに対する互いに異なる送信ビームパターンを用いて受信側110に同じ情報を送信する。この時、送信側100は、ダイバーシティ送信のために選択した複数の受信ビームパターンに対する情報を制御情報を用いて受信側110に送信する。
【0036】
さらに別の例として、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートするが、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できない場合、送信側100は1つの受信ビームパターンに対する1つの送信ビームパターンを選択することもできる。以降、送信側100は、互いに異なる時点で同じ送信ビームパターン及び受信ビームパターンを用いて受信側110に同じ情報を送信する。この時、送信側100は、ダイバーシティ送信のために選択した受信ビームパターンに対する情報を制御情報を用いて受信側110に送信する。
【0037】
さらに別の例として、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、送信側100は複数の送信ビームパターンを選択することもできる。以降、送信側100は、ダイバーシティ送信のために選択した複数の送信ビームパターンを介して受信側110に同じ情報を送信する。この時、送信側100は、互いに異なる時点で互いに異なる送信ビームパターンを用いて受信側110に同じ情報を送信することもできる。
【0038】
さらに別の例として、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、送信側100は1つの送信ビームパターンを選択することもできる。
【0039】
さらに別の例として、受信側110が受信ビームフォーミングをサポートし、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できる場合、送信側100は、空間多重化伝送のために複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択する。以降、送信側100は、空間多重化伝送のために選択した複数の送信ビームパターンを介して受信側110に互いに異なる情報を送信する。この時、送信側100は、空間多重化伝送のために選択した複数の受信ビームパターンに対する情報を制御情報を用いて受信側110に送信する。
【0040】
以下の説明は、送信ビームを形成するための送信側の構成について説明する。
図2は、本発明による送信ビームを形成するための送信側のブロック構成を示している。ここで、送信側は、デジタル/アナログハイブリッドビームフォーミング方式を使用するものであると仮定する。
【0041】
図示のように、送信側はK個のチャネル符号部200−1乃至200−K、MIMO符号部210、プリコーディング部220、N個のRF経路230−1乃至230−N、N個のアンテナ部250−1乃至250−N、ビーム設定部260、送信制御部270及びフィードバック情報受信部280を含んで構成される。
【0042】
K個のチャネル符号部200−1乃至200−Kは、それぞれチャネル符号器(channel encoder)及び変調器(modulator)を含んで構成され、受信側に送信する信号を符号化及び変調して出力する。
【0043】
MIMO符号部210は、N個のアンテナ部250−1乃至250−Nを介して信号を送信するために、K個のチャネル符号部200−1乃至200−Kから提供された変調信号をN個のストリームを介して送信する信号に多重化して出力する。
【0044】
プリコーディング部220は、MIMO符号部210から提供されたN個の信号をデジタルビームフォーミングのためのプリコードにプリコーディングしてそれぞれのRF経路230−1乃至230−Nに提供する。
【0045】
個のRF経路230−1乃至230−Nは、それぞれプリコーディング部220から提供された信号を当該アンテナ部250−1乃至250−Nを介して出力するために処理する。この時、N個のRF経路230−1乃至230−Nは同一に構成される。よって、以下の説明では、第1RF経路230−1の構成を代表として説明する。この時、残りのRF経路230−2乃至230−Nは、第1RF経路230−1の構成と同一に構成される。
【0046】
第1RF経路230−1は、N個の変調部232−11乃至232−1N、アナログビーム形成部290及びN個の電力増幅器240−11乃至240−1Nを含んで構成される。ここで、Nは、第1アンテナ部250−1を構成するアンテナ要素(antenna element の個数を表す。
【0047】
個の変調部232−11乃至232−1Nは、それぞれプリコーディング部220から提供された信号を通信方式に応じて変調して出力する。例えば、N個の変調部232−11乃至232−1Nは、それぞれIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)演算器及びデジタルアナログ変換器(Digital to Analog Convertor)を含んで構成される。IFFT演算器は、IFFT演算を介してプリコーディング部220から提供された信号を時間領域の信号に変換する。デジタルアナログ変換器は、IFFT演算器から提供された時間領域の信号をアナログ信号に変換して出力する。
【0048】
アナログビーム形成部290は、ビーム設定部260から提供された送信ビーム重み値に応じてN個の変調部232−11乃至232−1Nから提供されたN個の送信信号の位相を変更して出力する。例えば、アナログビーム形成部290は、複数の位相変更部234−11乃至234−1N、236−11乃至236−1N及び結合部238−11乃至238−1Nを含んで構成される。N個の変調部232−11乃至232−1Nは、それぞれ出力信号をN個の信号に分離してそれぞれの位相変更部234−11乃至234−1N、236−11乃至236−1NAに出力する。それぞれの位相変更部234−11乃至234−1N、236−11乃至236−1Nは、ビーム設定部260から提供された送信ビーム重み値に応じてN個の変調部232−11乃至232−1Nから提供された信号の位相を変更する。結合部238−11乃至238−1Nは、アンテナ要素に該当する位相変更部234−11乃至234−1N、236−11乃至236−1Nの出力信号を結合して出力する。
【0049】
電力増幅器240−11乃至240−1Nは、それぞれ結合部238−11乃至238−1Nから提供された信号の電力を増幅して第1アンテナ部250−1を介して外部に出力する。
【0050】
ビーム設定部260は、送信制御部270の制御に応じて信号を送信するために使用する送信ビームパターンを選択し、選択した送信ビームパターンによる送信ビーム重み値をアナログビーム形成部290に提供する。例えば、ビーム設定部260は、送信制御部270の制御に応じてフィードバック情報受信部280から提供された各送信ビームパターンによるチャネル情報を考慮してダイバーシティ送信に用いる少なくとも1つの送信ビームパターンを選択する。別の例として、ビーム設定部260は、送信制御部270の制御に応じてフィードバック情報受信部280から提供された各送信ビームパターンによるチャネル情報を考慮してダイバーシティ送信に用いる少なくとも1つの送信ビームパターン及び少なくとも1つの受信ビームパターンを選択する。さらに別の例として、ビーム設定部260は、送信制御部270の制御に応じてフィードバック情報受信部280から提供された各送信ビームパターンによるチャネル情報を考慮して、空間多重化伝送に用いる複数の送信ビームパターン及び複数の受信ビームパターンを選択する。この時、ビーム設定部260は、図8A及び図8Bに示すように、多重アンテナ送信のための送信ビームパターン又は送受信ビームパターンを選択する。
【0051】
送信制御部270は、送信ビームを形成するための送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。例えば、送信制御部270は、送信側がサポートできるそれぞれの送信ビームパターンを介して基準信号を送信できるようにビーム設定部260を制御する。すなわち、送信制御部270は、基準信号を送信する送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。別の例として、送信制御部270は、受信側のビームフォーミング情報を考慮してダイバーシティ送信に用いる送信ビームパターン又は送受信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。さらに別の例として、送信制御部270は、受信側のビームフォーミング情報を考慮して空間多重化伝送に用いる送受信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。ここで、受信側のビームフォーミング情報は、受信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な受信ビームパターンの個数、複数の受信ビームの同時使用可否、同時使用可能な受信ビームの個数情報及び使用可能なMIMOストリームの個数情報などを含む。
【0052】
また、送信制御部270は、受信側にチャネル情報を要求するように制御する。例えば、送信制御部270は、送信ビームパターンのチャネル情報要求のための放送信号又はチャネル情報要求のための制御メッセージ(例えば、REP−REQ)を受信側に送信するように制御する。別の例として、送信制御部270は、受信側にチャネル情報を送信するためのリソースを割り当てることによって受信側にチャネル情報を要求する。この時、送信制御部270は、チャネル情報要求とともにチャネル情報をフィードバックするための報告形式情報を受信側に送信するように制御することもできる。ここで、報告形式は、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターン及び受信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする受信ビーム別送信ビームパターンの個数及びビーム選択及びチャネル情報フィードバックのための基準値のうち少なくとも1つを含む。この時、ビーム選択及びチャネル情報フィードバックのための基準値は、チャネル品質の絶対値、基準ビーム組み合わせに対するチャネル品質の相対値、ビーム組み合わせチャネル品質の時間分散及びビーム組み合わせチャネル品質の標準偏差、ビーム組み合わせ間の相関値のうち少なくとも1つを含む。
【0053】
フィードバック情報受信部280は、受信側からフィードバックされる情報を受信してプリコーディング部220、ビーム設定部260及び送信制御部270に出力する。
【0054】
上記のように、送信制御部270は、受信側のビームフォーミング情報を考慮してダイバーシティ送信に用いる送信ビームパターン又は送受信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。例えば、受信側が受信ビームフォーミングをサポートし、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できる場合、送信制御部270は、複数の受信ビームパターン及び複数の送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートするが、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できない場合、送信制御部270は、複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートするが、同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できない場合、送信制御部270は、1つの受信ビームパターンに対する1つの送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、送信制御部270は、複数の送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、送信制御部270は、1つの送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。すなわち、送信制御部270は、ビーム設定部260が、図8A及び図8Bに示すように、ダイバーシティ送信のための送信ビームパターン又は送受信ビームパターンを選択するようにビーム設定部260を制御する。
【0055】
図示していないが、送信側は、受信ビームパターンに対するチャネルを推定するチャネル推定部をさらに含むこともできる。
【0056】
以下の説明は、受信ビームフォーミングをサポートする受信側の構成について説明する。
図3は、本発明による受信ビームを形成するための受信側のブロック構成を示している。ここで、受信側は、デジタル/アナログハイブリッドビームフォーミング方式を使用するものであると仮定する。
【0057】
図示のように、受信側は、N個のアンテナ部300−1乃至300−N、N個のRF経路310−1乃至310−N、後処理部320、MIMO復号部330、T個のチャネル復号部340−1乃至340−T、チャネル推定部350、フィードバック制御部360及びビーム設定部370を含んで構成される。
【0058】
個のRF経路310−1乃至310−Nは、それぞれ当該アンテナ部300−1乃至300−Nを介して受信された信号を処理する。この時、N個のRF経路310−1乃至310−Nは同一に構成される。これにより、以下の説明で第1RF経路310−1の構成を代表として説明する。この時、残りのRF経路310−2乃至310−Nは、第1RF経路310−1の構成と同一に構成される。
【0059】
第1RF経路310−1は、アナログビーム形成部380及びN個の変調部318−11乃至318−1Nを含んで構成される。ここで、Nは、第1アンテナ部300−1を構成するアンテナ要素(antenna element)の個数を表す。
【0060】
アナログビーム形成部380は、ビーム設定部370から提供された送信ビーム重み値に応じて第1アンテナ部300−1を構成するアンテナ要素から提供されたN個の受信信号の位相を変更して出力する。例えば、アナログビーム形成部380は、複数の位相変更部312−11乃至312−1N、314−11乃至314−1N及び結合部316−11乃至316−1Nを含んで構成される。第1アンテナ部300−1を構成するアンテナ要素は、受信信号をN個の信号に分離してそれぞれの位相変更部312−11乃至312−1N、314−11乃至314−1Nに出力する。それぞれの位相変更部312−11乃至312−1N、314−11乃至314−1Nは、ビーム設定部370から提供された受信ビーム重み値に応じて第1アンテナ部300−1を構成するアンテナ要素から提供された信号の位相を変更する。結合部316−11乃至316−1Nは、アンテナ要素に該当する位相変更部314−11乃至312−1N、314−11乃至314−1Nの出力信号を結合して出力する。
【0061】
個の復調部318−11乃至318−1Nは、それぞれ結合部316−11乃至316−1Nから提供された受信信号を通信方式に応じて復調して出力する。例えば、N個の復調部318−11乃至318−1Nは、それぞれアナログデジタル変換器(Analog to Digital Convertor)及びFFT(Fast Fourier Transform)演算器を含んで構成される。アナログデジタル変換器は、結合部316−11乃至316−1Nから提供された受信信号をデジタル信号に変換する。FFT演算器は、FFT演算を介してアナログデジタル変換器から提供された信号を周波数領域の信号に変換する。
【0062】
後処理部320は、N個のRF経路310−1乃至310−Nから提供された信号を送信側のプリコーディング方式に応じてポストデコーディング(post decoding)してMIMO復号部330に提供する。
【0063】
MIMO復号部330は、後処理部320から提供されたN個の受信信号をT個のチャネル復号部340−1乃至340−Tで復号できるようにT個の信号に多重化して出力する。
T個のチャネル復号部340−1乃至340−Tは、それぞれ復調器(demodulator)及びチャネル復号器(channel decoder)を含んで構成され、送信側から提供された信号を復調及び復号化する。
【0064】
チャネル推定部350は、送信側でそれぞれの送信ビームパターンを介して送信する基準信号を介してそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。例えば、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、チャネル推定部350は、図6に示すように、サポート可能なそれぞれの受信ビームパターン別に送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、チャネル推定部350は、図5に示すように、送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。この時、チャネル推定部350は、送信側がチャネル情報を要求する場合、それぞれの送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。ここで、チャネル情報は、信号対雑音比(SNR、CINR(Carrier power Interference and Noise power Ratio)及びRSSI(Receive Signal Strength Indicator)のうち少なくとも1つを含む。
【0065】
フィードバック制御部360は、チャネル推定部350で推定したそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネル情報を送信側にフィードバックする。この時、フィードバック制御部360は、送信側から提供された報告形式情報に応じてそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネル情報を送信側にフィードバックする。ここで、報告形式情報は、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターン及び受信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする受信ビーム別送信ビームパターンの個数及びビーム選択及びチャネル情報フィードバックのための基準値のうち少なくとも1つを含む。この時、ビーム選択及びチャネル情報フィードバックのための基準値は、チャネル品質の絶対値、基準ビーム組み合わせに対するチャネル品質の相対値、ビーム組み合わせチャネル品質の時間分散及びビーム組み合わせチャネル品質の標準偏差、ビーム組み合わせ間の相関値のうち少なくとも1つを含む。例えば、フィードバック制御部360は、報告形式情報に応じてチャネル状態の良いM個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックする。別の例として、フィードバック制御部360は、報告形式情報に応じてチャネル状態が基準値以上のP個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックできる。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、フィードバック制御部360は、報告形式情報に応じて受信ビームパターン別にチャネル状態の良いN個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックすることもできる。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、フィードバック制御部360は、報告形式情報に応じて受信ビームパターン別にチャネル状態が基準値以上のT個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックすることもできる。さらに別の例として、フィードバック制御部360は、報告形式情報に応じてチャネル状態の最も良い送信ビームパターン及びチャネル状態が所定範囲内に含まれる少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックすることもできる。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、フィードバック制御部360は、報告形式情報に応じて受信ビームパターン別にチャネル状態の最も良い送信ビームパターン及びチャネル状態が所定範囲内に含まれる少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックすることもできる。ここで、M、P、N、Tは、フィードバックするための送信ビームパターンの個数を表す整数である。
【0066】
また、フィードバック制御部360は、受信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。例えば、フィードバック制御部360は、送信側との能力ネゴシエーション(capability negotiation)過程で自らの受信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。ここで、送信側との能力ネゴシエーションは、初期ネットワークエントリ及びネットワークリエントリの際に発生し得る。
【0067】
ビーム設定部370は、サポート可能な複数の受信ビームパターンのうち送信側で選択した送信ビームパターンに対応する受信ビームパターンに応じて信号を受信するように受信ビーム重み値をアナログビーム形成部380に提供する。この時、ビーム設定部370は、送信側から提供された制御信号で信号を受信するために使用する受信ビームパターンを確認する。
【0068】
上記実施形態で、受信側は、フィードバック制御部を用いて受信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。
【0069】
別の実施形態で、受信側は、受信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する送信部をさらに含んで構成されることもできる。
【0070】
以下の説明は、受信側で送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックするための方法について説明する。
【0071】
図4は、本発明の実施形態による受信側でビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックするための手順を示している。
【0072】
図4を参照すると、受信側は、ステップ401にて、送信側の送信ビームフォーミング情報を確認する。例えば、受信側は、送信側の送信ビームフォーミング情報を送信側から提供される。ここで、送信ビームフォーミング情報は、送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数、送信ビーム送信時期などを含む。
【0073】
以降、受信側は、ステップ403に進み、自らの受信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。例えば、受信側は、ネットワークエントリ(network entry)又はハンドオーバの際、送信側との能力ネゴシエーション(capability negotiation)過程で自らの受信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。ここで、受信ビームフォーミング能力情報は、受信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な受信ビームパターンの個数、複数の受信ビームの同時使用可否、同時使用可能な受信ビームの個数情報及び使用可能なMIMOストリームの個数などを含む。この時、受信側は、受信ビームフォーミング能力情報を表1のように構成できる。
【0074】
【表1】
ここで、受信側で同時使用可能な受信ビームの個数は、受信側の受信RFチェーンの個数で表すこともできる。
【0075】
以降、受信側は、ステップ405に進み、送信側が各送信ビームパターンに対するチャネル情報を要求するかを確認する。例えば、受信側は、送信側からチャネル情報要求のための放送信号又はチャネル情報要求のための制御メッセージ(例えば、REP−REQ)が受信されるかを確認する。別の例として、受信側は、送信側がチャネル情報を送信するためのリソースを割り当てるかを確認する。この時、送信側がチャネル情報を送信するためのリソースを割り当てる場合、受信側は、送信側がチャネル情報を要求すると認識する。
【0076】
送信側が送信ビームパターンに対するチャネル情報を要求した場合、受信側は、ステップ407に進み、チャネル情報を送信するための報告形式を確認する。例えば、受信側は、送信側から報告形式情報を提供される。ここで、報告形式は、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターン及び受信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする受信ビーム別送信ビームパターンの個数及びビーム選択及びチャネル情報フィードバックのための基準値のうち少なくとも1つを含む。この時、ビーム選択及びチャネル情報フィードバックのための基準値は、チャネル品質の絶対値、基準ビーム組み合わせに対するチャネル品質の相対値、ビーム組み合わせチャネル品質の時間分散及びビーム組み合わせチャネル品質の標準偏差、ビーム組み合わせ間の相関値のうち少なくとも1つを含む。
【0077】
報告形式を確認した後、受信側は、ステップ409に進み、送信側のサポート可能なそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネルを推定する。例えば、受信側は、送信側がそれぞれのビームパターンを介して送信する基準信号を用いてそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネルを推定する。もし、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、受信側は、図6に示すように、受信側でサポート可能なそれぞれの受信ビームパターン別に送信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。一方、受信側が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、受信側は、図5に示すように、送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。
【0078】
送信ビームパターンに対するチャネルを推定した後、受信側は、ステップ411に進み、ステップ407にて確認した報告形式に応じて送信ビームパターンに対するチャネル情報を送信側にフィードバックする。例えば、受信側は、報告形式情報に応じてチャネル状態の良いM個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックする。別の例として、受信側は、報告形式情報に応じてチャネル状態が基準値以上のP個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックする。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、受信側は、報告形式情報に応じて受信ビームパターン別にチャネル状態の良いM個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックする。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、受信側は、報告形式情報に応じて受信ビームパターン別にチャネル状態が基準値以上のP個の送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックする。さらに別の例として、受信側は、報告形式情報に応じてチャネル状態の最も良い送信ビームパターン及びチャネル状態が所定範囲内に含まれる少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックすることもできる。さらに別の例として、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、受信側は、報告形式情報に応じて受信ビームパターン別にチャネル状態の最も良い送信ビームパターン及びチャネル状態が所定範囲内に含まれる少なくとも1つの送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックすることもできる。ここで、M、P、N、Tは、フィードバックするための送信ビームパターンの個数を表す整数である。ここで、チャネル状態は、CINR、RSSI(Received signal strength indication)、ビームパターン間のチャネル相関のうち少なくとも1つを含む。
【0079】
以降、受信側は、本アルゴリズムを終了する。
上記実施形態で、受信側は、送信側から提供された報告形式に応じて送信ビームパターンに対するチャネル情報をフィードバックする。
【0080】
別の実施形態で、受信側は、自らが測定した送信ビームパターンに対するチャネル情報を送信側の報告形式を考慮せず送信側にフィードバックすることもできる。
【0081】
以下の説明は、受信ビームフォーミングをサポートしない受信側で送信ビームパターンに対するチャネルを推定するための方法について説明する。
【0082】
図5は、本発明の実施形態による受信側でビームパターンに対するチャネルを推定するための手順を示している。
【0083】
図5を参照すると、受信側が図4のステップ409にて送信ビームパターンのチャネルを推定する場合、受信側は、ステップ501にて、i番目送信ビームパターンに対する基準信号を確認する。例えば、受信側は、送信側がi番目送信ビームパターンを介して送信する基準信号を受信する。ここで、iは、送信側が基準信号を送信する送信ビームパターンのインデックスであって、0を初期値とする。
【0084】
i番目送信ビームパターンの基準信号を確認した後、受信側は、ステップ503に進み、i番目送信ビームパターンの基準信号を用いてi番目送信ビームパターンに対するチャネルを推定する。
【0085】
以降、受信側は、ステップ505に進み、送信ビームパターンのインデックスiを更新する。例えば、受信側は、送信ビームパターンのインデックスiを1段階(i++)増加させる。
【0086】
送信ビームパターンのインデックスiを更新した後、受信側は、ステップ507に進み、更新した送信ビームパターンのインデックスiと送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数NBF_TXとを比較し、送信側がサポート可能な全ての送信ビームパターンに対するチャネルを推定したかを確認する。
【0087】
更新した送信ビームパターンのインデックスiが送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数NBF_TXより小さい場合(i<NBF_TX)、受信側は送信側がサポート可能な全ての送信ビームパターンに対するチャネルを推定できなかったと認識する。これにより、受信側は、ステップ501に進み、i番目送信ビームパターンに対する基準信号を確認する。ここで、送信ビームパターンのインデックスiはステップ505にて更新した値を有する。
【0088】
一方、更新した送信ビームパターンのインデックスiが送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数NBF_TXより大きいまたは等しい場合(i≧NBF_TX)、受信側は、送信側がサポート可能な全ての送信ビームパターンに対するチャネルを推定したと認識する。これにより、受信側は、図4のステップ411に進み、送信ビームパターンに対するチャネル情報を送信側にフィードバックする。
【0089】
以下の説明は、受信ビームフォーミングをサポートする受信側で送信ビームパターンに対するチャネルを推定するための方法について説明する。
【0090】
図6は、本発明の他の実施形態による受信側でビームパターンに対するチャネルを推定するための手順を示している。
【0091】
図6を参照すると、受信側が図4のステップ409にて送信ビームパターンのチャネルを推定する場合、受信側は、ステップ601にて信号を受信するための受信ビームをj番目受信ビームパターンに設定する。ここで、jは、受信側がサポートできる受信ビームパターンのインデックスであって、0を初期値とする。
【0092】
以降、受信側は、ステップ603に進み、i番目送信ビームパターンに対する基準信号を確認する。例えば、受信側は、送信側がi番目送信ビームパターンを介して送信する基準信号を受信する。ここで、iは、送信側が基準信号を送信する送信ビームパターンのインデックスであって、0を初期値とする。
【0093】
i番目送信ビームパターンの基準信号を確認した後、受信側は、ステップ605に進み、i番目送信ビームパターンの基準信号を用いてj番目受信ビームパターンを介して受信したi番目送信ビームパターンに対するチャネルを推定する。
【0094】
以降、受信側は、ステップ607に進み、送信ビームパターンのインデックスiを更新する。例えば、受信側は、送信ビームパターンのインデックスiを1段階(i++)増加させる。
【0095】
送信ビームパターンのインデックスiを更新した後、受信側は、ステップ609に進み、更新した送信ビームパターンのインデックスiと送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数NBF_TXとを比較して送信側がサポート可能な全ての送信ビームパターンに対するチャネルを推定したかを確認する。
【0096】
更新した送信ビームパターンのインデックスiが送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数NBF_TXより小さい場合(i<NBF_TX)、受信側は送信側がサポート可能な全ての送信ビームパターンに対するチャネルを推定できなかったと認識する。これにより、受信側は、ステップ603に進み、i番目送信ビームパターンに対する基準信号を確認する。ここで、送信ビームパターンのインデックスiはステップ607にて更新した値を有する。
【0097】
一方、更新した送信ビームパターンのインデックスiが送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数NBF_TXより大きいまたは等しい場合(i≧NBF_TX)、受信側は、送信側がサポート可能な全ての送信ビームパターンに対するチャネルを推定したと認識する。これにより、受信側は、ステップ611に進み、受信ビームパターンのインデックスjを更新する。例えば、受信側は、受信ビームパターンのインデックスjを1段階(j++)増加させる。
【0098】
受信ビームパターンのインデックスjを更新した後、受信側は、ステップ613に進み、更新した受信ビームパターンのインデックスjと受信側がサポート可能な受信ビームパターンの個数(NBF_RX)とを比較して受信側がサポート可能な全ての受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネルを推定したかを確認する。
【0099】
更新した受信ビームパターンのインデックスjが受信側がサポート可能な受信ビームパターンの個数(NBF_RX)より小さい場合(i<NBF_RX)、受信側は受信側がサポート可能な全ての受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネルを推定できなかったと認識する。これにより、受信側は、ステップ601に進み、信号を受信するための受信ビームをj番目受信ビームパターンに設定する。ここで、受信ビームパターンのインデックスjはステップ611にて更新した値を有する。
【0100】
一方、更新した受信ビームパターンのインデックスjが受信側がサポート可能な受信ビームパターンの個数(NBF_RX)より大きいまたは等しい場合(i≧NBF_RX)、受信側は、受信側がサポート可能な全ての受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネルを推定したと認識する。これにより、受信側は、図4のステップ411に進み、受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報を送信側にフィードバックする。
【0101】
以下の説明は、送信側でダイバーシティ送信をサポートするための方法について説明する。
図7は、本発明の実施形態による送信側でビームを形成するための手順を示している。
【0102】
図7を参照すると、送信側は、ステップ701にて、自らの送信ビームフォーミング情報を受信側に送信する。ここで、送信ビームフォーミング情報は、送信側がサポート可能な送信ビームパターンの個数、送信ビーム送信時期などを含む。
【0103】
以降、送信側は、ステップ703に進み、受信側の受信ビームフォーミング能力情報を確認する。例えば、送信側は、受信側のネットワークエントリ(network entry)又はハンドオーバの際、受信側との能力ネゴシエーション(capability negotiation)過程で受信側の受信ビームフォーミング能力情報を受信側から受信する。ここで、受信ビームフォーミング能力情報は、受信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な受信ビームパターンの個数、複数の受信ビームの同時使用可否及び同時使用可能な受信ビームの個数情報などを含む。この時、送信側は表1のように構成される受信ビームフォーミング能力情報を確認することができる。
【0104】
受信側の受信ビームフォーミング能力情報を確認した後、送信側は、ステップ705に進み、自らがサポートできる送信ビームパターンに対するチャネル情報を要求する。例えば、送信側は、送信ビームパターンのチャネル情報要求のための放送信号又はチャネル情報要求のための制御メッセージ(例えば、REP−REQ)を受信側に送信する。別の例として、送信側は、受信側にチャネル情報を送信するためのリソースを割り当てる。この時、送信側は、チャネル情報要求とともにチャネル情報をフィードバックするための報告形式情報を受信側に送信することもできる。ここで、報告形式は、チャネル情報をフィードバックする送信ビームパターンの個数、チャネル情報をフィードバックする基準値などを含む。
【0105】
以降、送信側は、ステップ707に進み、受信側から送信ビームパターンに対するチャネル情報が受信されるかを確認する。
【0106】
ステップ707にて、受信側から送信ビームパターンに対するチャネル情報が受信される場合、送信側は、ステップ709に進み、受信側から提供された送信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して送信スケジューリングを行う。例えば、送信側は、図8A及び図8Bに示すように、受信側から提供された送信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して受信側に信号を送信するために使用する少なくとも1つの受信ビームパターンに対する少なくとも1つの送信ビームパターンを選択する。
【0107】
ステップ709にて、送信スケジューリングを行った後、送信側は、ステップ711に進み、送信スケジューリング情報に応じて信号を受信側に送信する。すなわち、送信側は、送信スケジューリングを介して選択した送信ビームパターンを介して受信側に信号を送信する。
【0108】
以降、送信側は本アルゴリズムを終了する。
図8A及び図8Bは、本発明の実施形態による送信側でダイバーシティ送信のためのスケジューリング手順を示している。
【0109】
図8A及び図8Bを参照すると、送信側が図7のステップ709にて送信スケジューリングを行う場合、送信側は、ステップ801に進み、受信側の受信ビームフォーミング能力情報を確認する。例えば、送信側は、ステップ703にて受信側から提供された受信ビームフォーミング能力情報を確認する。ここで、受信ビームフォーミング能力情報は、受信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な受信ビームパターンの個数、複数の受信ビームの同時使用可否、同時使用可能な受信ビームの個数情報及び使用可能なMIMOストリームの個数などを含む。
【0110】
以降、送信側は、ステップ803に進み、受信側の受信ビームフォーミング能力情報に応じて送信側が送信した信号を受信する受信側が受信ビームフォーミングをサポートするかを確認する。
【0111】
ステップ803にて、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、送信側は、ステップ805に進み、送信側が送信した信号を受信する受信側が同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できるかを確認する。
【0112】
ステップ805にて、受信側が同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できる場合、送信側は、ステップ807に進み、送信側が複数の送信ビームパターンを用いて信号を同時に送信できるかを確認する。
【0113】
ステップ807にて、送信側が複数の送信ビームパターンを用いて信号を同時に送信できる場合、送信側は、ステップ809に進み、受信側が多重MIMOストリームをサポートするかを確認する。例えば、送信側は、受信側の受信ビームフォーミング能力情報に含まれた使用可能なMIMOストリームの個数情報を考慮して受信側が多重MIMOストリームをサポートするかを確認する。
【0114】
ステップ809にて、受信側が多重MIMOストリームをサポートする場合、送信側は、空間多重化伝送方式を用いて受信側に信号を送信すると決定する。これにより、送信側は、ステップ811に進み、空間多重化伝送のための複数の受信ビームパターン及び複数の送信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は、受信側から提供された受信側がサポートできる少なくとも1つの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、それぞれの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報のうちチャネル状態の良い複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択する。
【0115】
一方、ステップ809にて、受信側が多重MIMOストリームをサポートしない場合、送信側は、ダイバーシティ送信方式を用いて受信側に信号を送信すると決定する。これにより、送信側は、ステップ813に進み、ダイバーシティ送信のための複数の受信ビームパターン及び複数の送信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は受信側から提供された受信側がサポートできる少なくとも1つの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、それぞれの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報のうちチャネル状態の良い複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択する。
【0116】
一方、ステップ807にて、送信側が複数の送信ビームパターンを用いて信号を同時に送信できない場合、送信側は、ステップ815に進み、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供するかを確認する。
【0117】
一方、ステップ805にて、受信側が同時に複数の受信ビームパターンを用いて信号を受信できない場合、送信側は、ステップ815に進み、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供するかを確認する。
【0118】
ステップ815にて、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供する場合、送信側は、ステップ817に進み、ダイバーシティ送信のための少なくとも1つの送信ビームパターン及び少なくとも1つの受信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は、受信側から提供された受信側がサポートできる少なくとも1つの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、互いに異なる時点で同じ信号を送信する複数の送信ビームパターン及び送信側が送信した同じ信号を互いに異なる時点で受信するための複数の受信ビームパターンを選択する。別の例として、送信側は、互いに異なる時点で同じ情報を送信するための1つの受信ビームパターンに対する1つの送信ビームパターンを選択することもできる。
【0119】
一方、ステップ815にて、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供しない場合、送信側は、ダイバーシティ送信を行わないと認識する。これにより、送信側は、ステップ819に進み、それぞれの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報を考慮して、送信側が送信する信号を受信するためのいずれか1つの受信側の受信ビームパターンに対応して信号を送信するために使用するいずれか1つの送信ビームパターンを選択する。
【0120】
一方、ステップ803にて、受信側が受信ビームフォーミングをサポートしない場合、送信側は、ステップ821に進み、送信側が複数の送信ビームパターンを用いて信号を同時に送信できるかを確認する。
【0121】
ステップ821にて、送信側が複数の送信ビームパターンを用いて信号を同時に送信できる場合、送信側は、ステップ823に進み、受信側が多重MIMOストリームをサポートするかを確認する。例えば、送信側は、受信側の受信ビームフォーミング能力情報に含まれた使用可能なMIMOストリームの個数情報を考慮して受信側が多重MIMOストリームをサポートするかを確認する。
【0122】
ステップ823にて、受信側が多重MIMOストリームをサポートする場合、送信側は、空間多重化伝送方式を用いて受信側に信号を送信すると決定する。これにより、送信側は、ステップ825に進み、空間多重化伝送のための複数の送信ビームパターンを選択する。
【0123】
一方、ステップ823にて、受信側が多重MIMOストリームをサポートしない場合、送信側は、ダイバーシティ送信方式を用いて受信側に信号を送信すると決定する。これにより、送信側は、ステップ827に進み、ダイバーシティ送信のための複数の受信ビームパターンに対する複数の送信ビームパターンを選択する。
【0124】
一方、ステップ821にて、送信側が複数の送信ビームパターンを用いて信号を同時に送信できない場合、送信側は、ステップ829に進み、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供するかを確認する。
【0125】
ステップ829にて、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供する場合、送信側は、ステップ831に進み、ダイバーシティ送信のための少なくとも1つの送信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は、受信側から提供された送信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、互いに異なる時点で同じ信号を送信する複数の送信ビームパターンを送信ビームパターンのチャネル情報を考慮して選択する。別の例として、送信側は、互いに異なる時点で同じ情報を送信するための1つの送信ビームパターンを送信ビームパターンのチャネル情報を考慮して選択する。
【0126】
一方、ステップ829にて、順次送信を介したダイバーシティ送信を提供しない場合、送信側は、ステップ833に進み、受信側から提供された送信ビームパターンのチャネル情報を考慮して信号を送信するために使用するいずれか1つの送信ビームパターンを選択する。
【0127】
以降、送信側は、図7のステップ711に進み、送信スケジューリングを介して選択した送信ビームパターンを介して受信側に信号を送信する。
【0128】
上記実施形態で、送信側は、受信側から提供された送信ビームパターンに対するチャネル情報を用いて送信スケジューリングを行う。
【0129】
別の実施形態で、送信側は、受信側で選択した送信ビームパターン又は送受信ビームパターンを考慮して信号を送信することもできる。すなわち、受信側で、図8A及び図8Bに示したように、送信側の信号送信のための送信スケジューリングを行うことができる。
【0130】
上記のように、送信側は、送信側がビーム運営能力(beam management capability)、受信側のビーム運営能力及び受信側のMIMOストリーム運営能力を考慮して空間多重化伝送方式及びダイバーシティ送信方式のうちいずれか1つを選択する。例えば、送信側は、送信側がビーム運営能力、受信側のビーム運営能力及び受信側のMIMOストリーム運営能力を考慮して送信ビームパターン間のチャネル相関又は送受信ビームパターン組み合わせ間のチャネル相関情報を推定する。以降、送信側は、送信ビームパターン間のチャネル相関又は送受信ビームパターン組み合わせ間のチャネル相関情報を考慮して空間多重化伝送方式及びダイバーシティ送信方式のうちいずれか1つを選択する。別の例として、送信側は、送信側がビーム運営能力、受信側のビーム運営能力及び受信側のMIMOストリーム運営能力を考慮してそれぞれの多重アンテナ送信方式に対する利得を推定する。以降、送信側は、それぞれの多重アンテナ送信方式に対する利得を考慮して空間多重化伝送方式及びダイバーシティ送信方式のうちいずれか1つを選択することもできる。
【0131】
以下の説明は、アップリンク多重アンテナ送信によって送受信ビームを運営するための技術について説明する。
【0132】
図9は、本発明の実施形態による受信側で送信ビームフォーミング情報を送信するための手順を示している。
【0133】
図9を参照すると、受信側は、ステップ901にて、自らの送信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。例えば、受信側は、ネットワークエントリ(network entry)又はハンドオーバの際、送信側との能力ネゴシエーション(capability negotiation)過程で自らの送信ビームフォーミング能力情報を送信側に送信する。ここで、送信ビームフォーミング能力情報は、送信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な送信ビームパターンの個数、複数の送信ビームの同時使用可否、同時使用可能な送信ビームの個数情報及び使用可能なMIMOストリームの個数などを含む。この時、受信側は、受信ビームフォーミング能力情報を表2のように構成できる。
【0134】
【表2】
ここで、受信側で同時使用可能な送信ビームの個数は、受信側の送信RFチェーンの個数で表すこともできる。
【0135】
以降、受信側は、ステップ903に進み、それぞれの送信ビームパターンを介して基準信号を送信する。
【0136】
以降、受信側は本アルゴリズムを終了する。
図示していないが、受信側は、基準信号を送信した後、送信側から提供された受信スケジューリング情報に応じて送信側に信号を送信する。
【0137】
図10は、本発明の実施形態による送信側で受信ビームを形成するための手順を示している。
図10を参照すると、送信側は、ステップ1001にて、受信側の送信ビームフォーミング能力情報を確認する。例えば、送信側は、受信側のネットワークエントリ(network entry)又はハンドオーバの際、受信側との能力ネゴシエーション(capability negotiation)過程で受信側の送信ビームフォーミング能力情報を受信側から受信する。ここで、送信ビームフォーミング能力情報は、送信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な送信ビームパターンの個数、複数の送信ビームの同時使用可否、同時使用可能な送信ビームの個数情報及び使用可能なMIMOストリームの個数などを含む。この時、送信側は、表2のように構成される受信側の送信ビームフォーミング能力情報を確認することができる。
【0138】
ステップ1001にて、受信側の送信ビームフォーミング能力情報を確認した後、送信側は、ステップ1003に進み、受信側のサポート可能なそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネルを推定する。例えば、送信側は、受信側がそれぞれの送信ビームパターンを介して送信する基準信号を用いてそれぞれの送信ビームパターンに対するチャネルを推定する。もし、送信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、送信側は、それぞれの受信ビームパターン別に受信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を推定する。
【0139】
ステップ1003にて、受信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を確認した後、送信側は、ステップ1005に進み、受信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して受信スケジューリングを行う。例えば、送信側は、図11に示すように、受信側の送信ビームパターンに対するチャネル情報を考慮して受信側から信号を受信するために使用する少なくとも1つの受信ビームパターンに対する少なくとも1つの送信ビームパターンを選択する。この時、送信側は、受信スケジューリング情報を受信側に送信する。
【0140】
ステップ1005にて、受信スケジューリングを行った後、送信側は、ステップ1007に進み、受信スケジューリング情報に応じて受信側から信号を受信する。すなわち、送信側は、受信スケジューリングを介して選択した受信ビームパターンを介して受信側から信号を受信する。
以降、送信側は、本アルゴリズムを終了する。
【0141】
図11は、本発明の実施形態による送信側でアップリンクビームフォーミングのためのスケジューリング手順を示している。
【0142】
図11を参照すると、送信側が図10のステップ1005にて受信スケジューリングを行う場合、送信側は、ステップ1101に進み、受信側の送信ビームフォーミング能力情報を確認する。例えば、送信側は、ステップ1101にて、受信側から提供された受信側の送信ビームフォーミング能力情報を確認する。ここで、送信ビームフォーミング能力情報は、送信ビームフォーミングのサポート可否、サポート可能な送信ビームパターンの個数、複数の送信ビームの同時使用可否、同時使用可能な送信ビームの個数情報及び使用可能なMIMOストリームの個数などを含む。
【0143】
以降、送信側は、ステップ1103に進み、受信側の送信ビームフォーミング能力情報に応じて受信側が送信ビームフォーミングをサポートするかを確認する。
【0144】
ステップ1103にて、受信側が受信ビームフォーミングをサポートする場合、送信側は、ステップ1105に進み、受信側が同時に複数の送信ビームパターンを用いて信号を送信できるかを確認する。
【0145】
ステップ1105にて、受信側が同時に複数の送信ビームパターンを用いて信号を送信できる場合、送信側は、ステップ1107に進み、送信側が複数の受信ビームパターンを用いて信号を同時に受信できるかを確認する。
【0146】
ステップ1107にて、送信側が複数の受信ビームパターンを用いて信号を同時に受信できる場合、送信側は、ステップ1109に進み、受信側が多重MIMOストリームをサポートするかを確認する。例えば、送信側は、受信側の送信ビームフォーミング能力情報に含まれた使用可能なMIMOストリームの個数情報を考慮して受信側が多重MIMOストリームをサポートするかを確認するかを確認する。
【0147】
ステップ1109にて、受信側が多重MIMOストリームをサポートする場合、送信側は空間多重化伝送方式を用いて受信側から信号を受信すると決定する。これにより、送信側は、ステップ1111に進み、空間多重化伝送のための複数の受信ビームパターン及び複数の送信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は、受信側から提供された受信側がサポートできる少なくとも1つの送信ビームパターンに対する受信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、それぞれの送信ビームパターンに対する受信ビームパターンのチャネル情報のうちチャネル状態の良い複数の送信ビームパターンに対する複数の受信ビームパターンを選択する。
【0148】
一方、ステップ1109にて、受信側が多重MIMOストリームをサポートしない場合、送信側は、ダイバーシティ送信方式を用いて受信側から信号を受信すると決定する。これにより、送信側は、ステップ1113に進み、ダイバーシティ送信のための複数の受信ビームパターン及び複数の送信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は、受信側から提供された受信側がサポートできる少なくとも1つの送信ビームパターンに対する受信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、それぞれの送信ビームパターンに対する受信ビームパターンのチャネル情報のうちチャネル状態の良い複数の送信ビームパターンに対する複数の受信ビームパターンを選択する。
【0149】
一方、ステップ1107にて、送信側が複数の受信ビームパターンを用いて信号を同時に受信できない場合、送信側は、ステップ1115に進み、順次受信を介したダイバーシティ送信を提供するかを確認する。
【0150】
一方、ステップ1105にて、受信側が同時に複数の送信ビームパターンを用いて信号を送信できない場合、送信側は、ステップ1115に進み、順次受信を介したダイバーシティ送信を提供するかを確認する。
【0151】
ステップ1115にて、順次受信を介したダイバーシティ送信を提供する場合、送信側は、ステップ1117に進み、ダイバーシティ送信のための少なくとも1つの受信ビームパターン及び少なくとも1つの複数の送信ビームパターンを選択する。例えば、送信側は、受信側から提供された受信側がサポートできる少なくとも1つの送信ビームパターンに対する受信ビームパターンのチャネル情報を確認する。以降、送信側は、受信側で互いに異なる時点で同じ信号を送信する複数の送信ビームパターン及び受信側が送信した同じ信号を互いに異なる時点で受信するための複数の受信ビームパターンを選択する。別の例として、送信側は、受信側で互いに異なる時点で同じ情報を送信するための1つの受信ビームパターンに対する1つの送信ビームパターンを選択することもできる。
【0152】
一方、ステップ1115にて、順次受信を介したダイバーシティ送信を提供しない場合、送信側は、ダイバーシティ送信を行わないと認識する。これにより、送信側は、ステップ1119に進み、それぞれの受信ビームパターンに対する送信ビームパターンのチャネル情報を考慮して信号を送信する受信側の送信ビームパターン及び信号を受信する送信側の受信ビームパターンを選択する。
【0153】
一方、ステップ1103にて、受信側が送信ビームフォーミングをサポートしない場合、送信側は、ステップ1121に進み、受信側から信号を受信するためのいずれか1つの受信ビームパターンを選択する。
【0154】
以降、送信側は、図10のステップ1007に進み、受信スケジューリングを介して選択した受信ビームパターンを介して受信側から信号を受信する。この時、送信側は、受信側から信号を受信するために、図10による受信スケジューリング情報を受信側に送信する。
【0155】
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能である。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲のみでなくこの特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
【符号の説明】
【0156】
200−1〜200−K チャネル符号部
210 MIMO符号部
220 プリコーディング部
230−1〜230−N RF経路
250−1〜250−N アンテナ部
260 ビーム設定部
270 送信制御部
280 フィードバック情報受信部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8A
図8B
図9
図10
図11