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KR100833703B1 - 비정규직교 매트릭스 및 벡터 변조를 통한 통신시스템에서의 선택 다이버시티를 활용한 스케쥴링 방법 및 장치 - Google Patents

비정규직교 매트릭스 및 벡터 변조를 통한 통신시스템에서의 선택 다이버시티를 활용한 스케쥴링 방법 및 장치 Download PDF

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KR100833703B1
KR100833703B1 KR1020067013294A KR20067013294A KR100833703B1 KR 100833703 B1 KR100833703 B1 KR 100833703B1 KR 1020067013294 A KR1020067013294 A KR 1020067013294A KR 20067013294 A KR20067013294 A KR 20067013294A KR 100833703 B1 KR100833703 B1 KR 100833703B1
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노키아 코포레이션
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Abstract

본 발명은 매트릭스 또는 벡터 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K 가운데 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 계산하는 단계, 및 상기 매트릭스 또는 벡터 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정(스케줄링)하는 단계를 포함하고, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다. 본 발명은 장치들, 송신국들, 무선 통신 시스템들, 컴퓨터 프로그램들 및 컴퓨터 프로그램 제품들과도 더 관련되어 있다.

Description

비정규직교 매트릭스 및 벡터 변조를 통한 통신 시스템에서의 선택 다이버시티 활용{Exploiting selection diversity in communications systems with non-orthonormal matrix and vector modulation}
본 발명은 비정규직교 매트릭스 혹은 벡터 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 각각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각각 Nr , k 수신 인터페이스들을 가진 K 개의 전송 채널들 k 가운데 적어도 한 개를 예정하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어 유니버설 모바일 전기통신 시스템 (UMTS) 같은 무선 통신 시스템과 관련하여, 스케줄링(scheduling)은, 동시에 스케줄 되어야 할 일군의 실질적으로 직교하는 자원들 (가령, 주파수, 서브 캐리어들, 확산 코드들, 타임 슬롯들, 공간/극성 고유모드들)에 대한 k=1, ...,K 개의 전송 채널들 가운데 적어도 한 전송 채널에 대해 산출되는 선호 함수 (preference function) fk로 환산된 식으로서 표현될 수 있다. fk의 최대값, 또는 어떤 미리 규정된 한계치 이상의 fk의 값을 갖는 전송 채널 또는 채널들이, 스케줄링된 자원들을 이용하여 데이터를 전송하는데 사용된다. 이와 관련하여, 전송 채널 k는 가령 단일 혹은 다중 안테나 전송기 및 단일 혹은 다중 안테나 수신기 사이의 물리적 전파 채널을 나타낼 수 있다. 단 한 개, 혹은 여러 개의 송신기들이 존재할 수 있고, 그에 상응하여 한 개, 혹은 여러 개의 수신기들이 존재할 수 있다. 상기 송신기들과 수신기들은 무선 통신 시스템의 기지국들, 이동국들, 혹은 중계국들을 나타낼 수 있다. 전송 채널 k는 업링크 및 다운링크 둘 다에 대해 규정될 수 있다. 전송 채널 k는, 다중 안테나 송신기의 전송 안테나 요소들의 서브 그룹과 단일 혹은 다중 안테나 수신기 사이의 채널, 또는 단일 혹은 다중 송신기 및 수신기 안테나 요소들의 서브 그룹 사이의 채널에 더 연관될 수 있다.
전송 채널 k에 대한 선호 함수 fk는 다음 식이 될 수 있다:
fk = f (u, dk, zk, hk, ck, CQImk, CQIek, CQIsk,...)
여기서, u는 전송 큐(queue)의 일반적인 상태를 나타내는 파라미터이고, 나머지 파라미터들은 전송 채널 k=1,...,K 마다 고유하다. 따라서, dk는 전송 채널 k에서 겪는 지연, 즉, 전송 채널 k의/로부터 다음 패킷이 큐에서 보낸 시간이고, zk는 사용자를 위해 스케줄링 된 (또는 업링크 작업시 전송을 위해 사용자가 스케줄링 한)다음 패킷의 사이즈이고, hk는 바로 전에 전송 채널 k를 통해 전송된 데이터 량을 참작한 히스토리(history)를 나타내고, ck는 가입 유형이나 단말, 및/또는 데이터 유형에 기반할지 모를 사용자의 잠정적 우선순위 등급이다. 스케줄링이 기반으로 할 수 있는 링크 고유의 채널 품질 표시자들 (CQI, Channel Quality Indicators)은 다음과 같은 것들이다.
● CQImk, 전송 채널 k의 전송 모드를 결정한다. 모드 선택은 송신기에서의 측정값에 기초하는 사이드 정보, 혹은 수신기로부터의 피드백에 기초할 수 있다. 특히, CQImk는 전송 채널 k의 레이트, 및 사용할 가능성이 있는 피드백 기반 빔포밍(beamforming), 선택된 적응적 공간-시간 변조 (매트릭스/벡터 변조, 공간-시간 코딩), 연쇄(concatenated) 채널코드의 레이트, 및/또는 변조 알파벳들을 결정한다.
● CQIek, CQImk에 의해 나타낸 전송 모드의 기대(expected) 에러 레이트를 나타낸다.
● CQIsk, 전송 채널 k의 속도, 즉, 채널 코히어런스(coherence) 타임을 나타낸다.
이러한 파라미터들 (또는 이들의 부분집합)에 기반하여, 스케줄러(scheduler)는 적용시 전반적인 처리량(throughput), 공평성(fairness), 지연 등을 고려해 어느 전송 채널이 데이터 전송에 적합한지를 결정할 수 있다. 라디오 링크에 좌우되지 않는 fk의 일부가 상위 계층 프로토콜들의 도메인이다. 그러나 CQI들은 물리 계층과 밀접한 관계에 있고, 물리 계층 알고리즘들에 따라 설계되어야 한다.
물리 계층을 고려할 때, 전송 전력을 최소화하거나, 레이트(전송률)를 최대화하거나, 성능을 최적화하기 위해 선호 함수들 fk이 사용될 수 있다. 흔히, 물리 계층과 그 상위 게층 알고리즘들에는 자동 재전송 요청 (ARQ) 프로토콜이 포함된다. 이러한 경우들에서, 시스템 능력을 최대화하는 것은 통상적으로, 프레임 또는 블록 에러 레이트가 주어진 최적값에 근접할 것을 요구한다. 따라서, 선호 함수들 fk은 최대 허용 전송 전력으로 최고 레이트를 지원하고, 목표한 에러 성능에 도달하는 전송 채널을 선택하는데 사용할 수 있다.
스케줄링이 CQIek, 즉, 기대 에러 성능과 상관하는 CQI들에 기반할 때, 스케줄링 성능을 측정하는 가장 분명한 지름길은 선택 다이버시티(diversity) 성능을 재는 것이다. 이것은 어떤 유형의 채널 통계자료를 가지는 K 개의 전송 채널들이 고려됨을 의미한다. 이러한 K 개의 전송 채널들의 통계적 성질로 인해, K 개의 전송 채널들 중에서 실질적으로 최적 전송 채널 특성, 가령, 데이터 전송에 있어 최저 페이딩(fading) 혹은 경로 손실을 가지는 한 특정 전송 채널을 예정하는 것은, 임의로 선택한 전송 채널로 전송하는 것에 비해 우수한 성능을 얻을 수 있다. 따라서, 통신 시스템의 한 트랜시버에서 여러 사용자들이 신호를 송수신하는 다중 사용자 다이버시티가 가능하거나, 다중 수신기 소자들의 부분집합만을 이용해 송신기에 의해 전송된 신호를 수신하고 다중 송신기 소자들의 부분집합만을 이용해 신호를 송신할 다중 안테나 소자들을 알맞게 배치한 수신기에서 안테나 다이버시티를 이용하는 것이 가능하거나, 이용 가능한 채널 대역폭의 서로 다른 부분들에서 신호가 전송될 때 주파수 다이버시티가 가능하기 때문에, 다양한 트랜시버들이나 이들의 요소들 사이에서 다양한 전송 채널들로부터 선택할 일단의 자유가 주어질 때 스 케줄러에서 선택 다이버시키가 이용될 수 있다.
선택 다이버시티의 최적 성능을 위해, 최저 예측 비트 에러 레이트 (BER)을 가지는 전송 채널이 전송에 스케줄링될 수 있다. 이것이 평균 에러 레이트의 감소를 가져온다. 그러나, 다중 입력 다중 출력 (MIMO) 채널에 있어서, BER의 직접 평가에 기반하는 예정은 과도한 계산을 필요로 한다.
종래 기술 문서로서 2001년 6월 IEEEcomm에서 펴낸 A.G. Kogiantis, N.Joshi, 그리고 O. Sunay의 "무선 패킷 데이터를 통한 전송 다이버시티 및 스케줄링" 제8권 2433-2437 쪽에서는 다중 입력 단일 출력 (MISO) 채널에서의 스케줄링을 개시하고 있으며, 여기에서 다른 무엇보다, 정규직교 다이버시티 전송 방식 (공간-시간 전송 다이버시티, STTD)이 다이버시티 없는 단일 안테나 전송 방식과 비교된다. 두 방식들 모두, 송신기 (두 개의 송신 안테나들과 STTD를 가지거나, 단일 안테나를 가짐)가 K 개의 전송 채널들 가운데 하나를 스케줄링하고, 이때 데이터 전송을 위해, 각 개개 전송 채널이 송신기의 둘 혹은 한 송신 안테나들과 각 수신기의 한 안테나 사이의 물리적 전파 채널에 의해 규정되고, 예정은 각 전송 채널마다 최대 캐리어 대 간섭 전력 비 (Carrier-to-Interference power ratio, C/I)에 기반한다.
Kogiantis 인용 참증에서 쓰인 것 같은 STTD 방식은 매트릭스 변조 방식이라고 간주될 수 있고, 이것은 이를테면 타임 슬롯들이나 심볼 주기들, 주파수 캐리어들, 직교 코드들 등이나, 혹은 이들의 조합된 형태와 같은, 변조 심볼들의 비정규직교(non-orthogonal) 및 공간 자원들과 정규직교 자원들 상으로의 매핑으로서 정 의될 수 있다.
매트릭스 변조 방식들에서, 다이버시티가 적용될 수 있다. 예를 들어, 공간-시간 매트릭스 변조 방식에서, 상기변조 심볼들 중 적어도 하나가 제1심볼 주기에서 제1안테나 요소로 매핑될 수 있고 제2심볼 주기에서 제2안테나 요소로 매핑될 수 있다. 마찬가지로, 공간-주파수 매트릭스 변조 방식에서, 상기 변조 심볼들 중 적어도 하나가 제1안테나 요소로 매핑되어 제1캐리어 주파수를 통해 전송되고, 제2안테나 요소로 매핑되어 제2캐리어 주파수를 통해 전송될 수 있다.
변조 심볼들이 비정규직교 공간 자원들만으로 매핑되면, 소위 벡터 변조가 수행되고, 공간 다이버시티만이 이용 가능하게 된다.
이러한 개념 도입에 대한 후속으로서, 공간-시간 매트릭스 변조 방법들이 정규직교 및 비정규직교 매트릭스 변조의 예로서 제안될 수 있다. 따라서 직교 자원이 데이터 심볼들의 블록이 매핑되는 T 심볼 주기들 (또는 타임 슬롯들)로 표현된다. 그러나, 제안된 매트릭스 변조 방법들은 주파수 도메인, 코드 도메인, 고유모드(eigenmode) 도메인 또는 극성(polarization) 도메인을 시간 도메인 대신 직교 자원으로서 이용하는 메트릭스 변조에 손쉽게 적용 가능될 수 있다.
Nt 개의 전송 안테나와 T 개의 심볼 주기들을 이용하는 공간-시간 매트릭스 변조기는 TXNt 변조 매트릭스 X로 정의된다. 변조 매트릭스 X는 T 심볼 주기들 중에 Nt 개의 안테나 송신기에 의해 전송될 Q 복소수값의 변조 심볼들 xn (n-1, .., Q)의 선형 함수이다. 변조 심볼들은 가령 이진 위상 쉬프트 키잉 (BPSK, Binary Phase Shift Keying), 4진수 위상 쉬프트 키잉 (QPSK, Quaternary Phase Shift Keying)이나 직교 진폭 변조 (QAM, Quadrature Amplitude Modulation) 심볼 알파벳에 따른 것이다. 따라서 변조 매트릭스 X는 기본적으로 n=1,..,Q인 변조 심볼들 xn 및/또는 -xn, xn * 또는 - xn * 같은 상기 변조 심볼들의 함수들이 시간 인스턴스 t1,..T에서 전송 안테나 nt=1,..,Nt로부터 전송될 때 정의된다. 이와 관련하여, 위첨자 "*"은 한 복소수의 켤레 복소수를 나타낸다. 이제 매트릭스 변조는, 변조 심볼들과 그 함수들의, T 심볼 주기들 중에 송신 안테나의 Nt의 개개 송신 안테나 소자들에 의해 전송된 Nt 개의 개개 데이터 스트림들로의 매핑이라고 이해할 수 있다. Kogiantis 참증에서 적용된 것 같은 STTD 방식에 있어서, T=2 및 Nt=2의 다음 식과 같은 소위 알라무티(Alamouti) 공간-시간 코드에 따라 변조 매트릭스 X가 정의된다.
Figure 112006047339107-pct00001
전송 채널 k의 수신 측에 있는 Nk , r 수신 안테나들에서, 신호 모델은 다음과 같이 읽혀진다:
Figure 112006047339107-pct00002
Yk는 심볼 주기 i=1,..T 중에 수신 안테나 요소 j=1,..,Nk ,r에서 수신된 신호들 yk , ij의 TXNk ,r 매트릭스이고, i=1,..,Nt 및 j=1,..,Nk ,r인 NtXNk ,r 채널 매트릭스 Hk의 요소들 hk , ij는 송신 안테나 요소 i와 수신 안테나 요소 j 사이의 플랫(flat) 페이딩 전파 채널을 만들고, TXNk ,r 매트릭스 Nk ,r은 수신 안테나 요소 nk=1,..,Nk ,r에서 심볼 주기 t=1,..,T 내에서 수신된 잡음을 나타낸다.
매트릭스 X에 의해 정의된 매트릭스 변조 효과들과 채널 매트릭스 Hk에 의해 정의된 전파 효과들을 한데 묶어 다음과 같은 등가 신호 모델을 갖는 복소수 값 TNk,rXQ 등가 채널 매트릭스 Gk를 산출한다:
Figure 112006047339107-pct00003
TNk ,r 차원의 벡터 yk는 전송 채널 k의 수신측에 있는 Nk ,r 수신 안테나 요소들에서 T 심볼 주기들 중에 수신된 신호들, 또는 그 함수들, 즉, 켤레 복소수 수신 신호, 음의 수신 신호, 또는 음의 켤레 복소수 수신 신호 등을 포함한다; Q 차원 벡터 x는 T 심볼 주기들 내에서 Nt 송신 안테나 요소들 상으로의 매트릭스 변조에 의해 변조된 Q 복소수 값의 변조 심볼들 xn (n=1,.., Q)을 포함한다; TNk ,r 차원 벡 터 nk는 T 심볼 주기들 중에 수신 안테나 요소들에서 수신된 잡음을 포함한다.
STTD 방식에 있어서, 등가 채널 매트릭스 Gk는 다음과 같은 형태를 가진다:
Figure 112006047339107-pct00004
그리고 등가 시스템 모델은 다음과 같이 읽혀진다.
Figure 112006047339107-pct00005
수학식 5로부터, 매트릭스 변조 및 채널 전파의 두 효과들 모두가 이제 등가 채널 매트릭스 Gk에 포함되어, 그에 따라 수학식 5의 등가 신호 모델에서 오리지널 변조 심볼들 xn과 이 변조 심볼 xn의 낫(not) 함수들이 등가 채널 매트릭스 Gk와 곱해진다는 것을 쉽게 알 수 있다. 등가 채널 매트릭스 Gk를 통해, 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM) Rk가 다음과 같이 규정될 수 있다.
Figure 112006047339107-pct00006
위첨자 연산자 "H"는 매트릭스의 에르미트(Hermitian) 켤레(conjugate)를 나 타낸다.
STTD 방식에 있어서, ECCM이 다음과 같은 대각 매트릭스라는 것을 쉽게 알 수 있다.
Figure 112006047339107-pct00007
ECCM은 정합(matched) 필터를 등가 채널 매트릭스 Gk로 적용한 것이라고 해석될 수 있고, 그에 따라 n=1,..,Q인 Q변조 심볼들 xn을 포함하는 벡터 x의 정합 필터 추정치가 다음과 같이 구해진다.
Figure 112006047339107-pct00008
노이즈 기여량 nk의 세기가 수신 신호 yk의 세기에 비해 무시할만 할 때, 정합 필터 추정치
Figure 112006047339107-pct00009
는 기본적으로
Figure 112006047339107-pct00010
항에 의해 주어진다, 즉, 정합 필터 추정치들
Figure 112006047339107-pct00011
은, 단순히, i=1,..,Nt 송신 안테나들과 i=1,..,Nk ,r 수신 안테나들 사이의 채널들 hk , ij의 세기들의 합으로서 정해지는 실수 팩터
Figure 112006047339107-pct00012
에 의해 스케일링된 변조 심볼들 xn이다.
STTD 매트릭스 변조 방식에 따른 ECCM은 메인 대각선 상에 0 아닌 엔트리들 만을 포함하므로, 정합 필터 추정치들
Figure 112006047339107-pct00013
내 변조 심볼들 xn 사이의 자기-간섭(self-interference)을 초래하지 않는다. 게다가, 대각선 상의 요소들은 모두 동일하므로, ECCM은 단위 매트릭스에 비례한다. 단위 매트릭스에 비례하는 ECCM을 통한 매트릭스 변조 방식들이 결국 정규직교(orthonormal) 매트릭스 변조 방식들로서 표시되는데 반해, 단위 매트릭스에 비례하지 않는 ECCM들을 통한 매트릭스 변조 방식들은 비정규직교(non-orthonormal) 매트릭스 변조 방식들로 표시된다.
도 1 및 도 2는 Kogiantis 참증에서 개시한 것과 같은 STTD 채택 선택 다이버시티 설정시의 스케줄링에 관련된 실질적 특징들을 보인다. 특히, 스케줄링 성능이, Nk ,r=1과 여러 전송 채널들 K에 대한 매트릭스 변조 (Nt=1)는 없고 정규직교 매트릭스 변조 (STTD, Nt=2)는 있는 상태에서 조사된 것으로서, 여기서 데이터 전송을 위한 전송 채널 선택은 그 전송 채널의 수신 측에서의 최대 C/I에 기반한다.
도 1은 비트 당 에너지 Eb와 잡음 전력 밀도 No의 dB 단위의 비율 Eb/No 함수인 log10(BER)에 기반한 스케줄링 성능을 보인다 (전송 채널 수신 측에서의 부가적 백색 가우스 잡음(AWGN) 프로세스를 전제함). QPSK 변조의 결과들 및 독자적 동일 분포 (i.i.d., independent identically distributed) 플랫(flat) 레이리(Rayleigh) 페이딩 채널들이 각각 STTD를 채택하거나(점선) 채택하지 않는(실선) K=1, 2, 4, 및 8 전송 채널들에 대한 개별 도면들로서 도시된다.
K=4 까지의 전송 채널들이 있을 때 STTD 채택 예정은 전송 다이버시티 없는 스케줄링에 비해 우수하다는 것을 관찰하게 되는데, 이는 전체적 Eb/No 체제에 걸쳐 (코드화하지 않은) STTD 채택 BER이 (코드화하지 않은) STTD 비채택 BER 보다 훨씬 더 작기 때문이다. 그러나, K=8인 전송 채널들에 있어서, STTD를 채택하지 않은 스케줄링이 STTD 기반 스케줄링을 BER 10- 3 까지 더 우수한 성능을 보인다. 높은 Eb/No 체제에서, STTD의 전송 다이버시티는 여전히 더 나은 성능을 도출한다.
이러한 것의 이유를 도 2에서 알 수 있는데, 도 2에서는 스케줄링된 수신기(STTD에 대한 최대비 합성법 (MRC)을 채택함)에서의 신호 대 잡음비 (SNR)의 확률 분포 함수들 (PDFs)이, 다시 한번 STTD를 채택한 경우 (점선)와 채택하지 않은 경우 (실선) 및 스케줄링이 수행되는 서로 다른 수의 전송 채널들 K=1, 2, 4, 및 8에 대해
Figure 112006047339107-pct00014
인 i.i.d. 레이리 페이딩 채널들에 대해 그려지고 있다. 줄어든 외연과 PDF들의 현저한 최대치들로부터 어떻게 STTD가 채널 전력의 변동(fluctuation)을 줄이는지를 명확히 알 수 있다. 또, STTD는 채널의 평균 SNR을 바꿀 수 없고, 다만 양호한 채널들을 악화시키는 것을 감수하면서 불량 채널들을 개선시킨다는 것이 분명하다. 따라서, 한 송신 안테나로부터 강한 채널을 가지고, 다른 것으로부터 약한 채널을 가지는 전송 채널들의 주요 부분은 MRC 합성 후에 더 악화된 수신 SNR을 가지게 된다 (도 2의 위 좌측 참조). 증가하는 개수 K의 전송 채널들을 통해, 비 STTD 전송은 STTD가 적용되었다면 더 악화된 채널을 가졌을 전송 채널로 항상 스케줄링될 수 있다. 따라서, 다중 전송 채널들 K에 있어, STTD를 채택하지 않는 스케줄링이 더 양호하게 작동한다.
정규직교 매트릭스 변조 (STTD)의 합성 및 Kogiantis 참증에 개시된 것 같은 스케줄링과 관련된 상황은 다음으로 요약될 수 있다:
● K=5 보다 많은 전송 채널들에 있어서, 정규 직교 매트릭스 변조 (STTD)는 BER 10-3에서 최대 C/I 기반 스케줄링을 하는 선택 다이버시티 방식의 한 구성요소인 단일 안테나 전송보다 안 좋은 성능을 보인다.
● K=3 보다 많은 전송 채널들이 동시에 스케줄링되면, STTD 및 다른 정규직교 매트릭스 변조들은 실질적으로 아무 소용이 없다.
상술한 문제들에 비추어, 본 발명의 목적은 선택 다이버시티 설정시 매트릭스와 벡터 변조를 조합하여 스케줄링을 수행하는 통신 시스템을 개선하는 데 있다.
데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하는 비정규직교 매트릭스 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위한 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 방법이 제안되고, 상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고, 상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
Figure 112006047339107-pct00015
는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 방법은, 상기 K 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 계산하는 단계, 및 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 단계를 포함하고, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
상기 전송 채널 k는 가령, 단일 혹은 다중 안테나 송신기 및 단일 또는 다중 안테나 수신기 사이의 물리적 전파 채널을 나타낸다. 단 하나, 혹은 여러 개의 송신기들이 있을 수 있고, 그에 대응하여, 하나 혹은 여러 개의 수신기들이 존재할 것이다. 상기 송신기들 및 수신기들은 무선 통신 시스템의 기지국들, 이동국들, 또는 중계국들을 가리킬 수 있다. 전송 채널 k는 업링크 및 다운링크 둘 모두에 대해 정의될 수 있다. 전송 채널 k는 또, 단지 다중 안테나 송신기의 송신 안테나 요소들로 된 서브 그룹 간 채널이나 단일하거나 다중의 안테나 송신기 및 수신기의 안테나 요소들로 된 서브 그룹 사이의 채널과 관련될 수 있다.
가령 BPSK, QPSK, 또는 QAM 변조 심볼들을 나타낼 수 있는 데이터 심볼들은 매트릭스 변조되어 상기 전송 채널 k의 각 송신 인터페이스들을 통해 전송된다. 상기 매트릭스 변조는 이를테면 타임 슬롯들, 주파수 캐리어들, 직교 코드들, 공간 또는 극성 고유 모드들, 또는 이들의 조합된 형태와 같은 (실질적) 직교 자원들과 비직교 공간 자원들로의 데이터 심볼들의 매핑을 나타낸다. 상기 매트릭스 변조는, 상기 전송 채널 k의 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어야 할 상기 데이터 심볼들의 선형 함수인 변조 매트릭스에 의해 정의될 것이다. 공간-시간 매트릭스 변조에 있어서, 상기 변조 매트릭스는 데이터 심볼들 및/또는 상기 데이터 심볼들의 함수들이 어느 심볼 주기 중에 어느 전송 인터페이스로부터 전송되는 때를 규정할 수 있다. 공간-시간 매트릭스 변조는 이제, 데이터 심볼들과 그 함수들이 T 심볼 주기들 중에 Nt 개의 각 전송 인터페이스들에 의해 전송되는 Nt 개의 각 데이터 스트림들로의 매핑이라고 이해될 수 있다. 이와 마찬가지로, 공간-주파수 매트릭스 변조에 있어서, 변조 매트릭스는 어느 주파수를 통해 어느 전송 인터페이스로부터 어느 심볼들이 전송되는지를 규정한다. 시간 및 주파수 대신, 가령 코드 도메인, 극성 도메인, 고유모드 도메인 등등과 같은 부가적 직교 또는 실질적 직교 도메인들이 사용될 수 있다.
상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 상기 전송 채널들 k=1,..,K을 통한 상기 전송은, 데이터 심볼들이 송신 인터페이스 및 수신 인터페이스 사이의 개개의 채널로 전송될 때 경험하는 감쇠 및 위상 쉬프트를 나타내는 개개 엔트리를 포함하는 전송 채널 매트릭스에 의해 정의될 수 있다. 상기 전송 채널은 유선 혹은 무선 전송 채널일 수 있다.
상기 변조 매트릭스 및 상기 전송 채널 매트릭스의 효과나 상기 등가 채널 매트릭스 Gk 내에 결합되됨으로써, 상기 등가 채널 매트릭스는 이제 데이터 심볼들의 매트릭스 변조 및 전송 인터페이스들 및 수신 인터페이스들 사이의 전송 채널 k를 이용한 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 송수신을 표현한다. 상기 전송 채널의 전송 인터페이스들은 하나 혹은 다수의 송신기들과 연결될 수 있고, 그에 상응하여, 상기 전송 채널의 수신 인터페이스들은 하나 이상의 수신기들과 연결될 수 있다.
상기 등가 채널의 ECCM Rk는 단위 행렬과 비례하지 않기 때문에, 매트릭스 변조 방식은 비정규직교 매트릭스 변조 방식으로 분류된다. 따라서, 한 정합 필터가 전송 채널 k의 수신 측에서 사용될 때, 데이터 심볼들의 그 정합 필터 추정은 데이터 심볼들간 자기-간섭을 겪게 된다. 비정규직교 매트릭스 변조 방식은 가령 공간-시간 코드들, 공간-주파수 코드들 등과 같은 정규직교 매트릭스 변조 기술들의 선형 조합을 통해 만들어질 수 있다.
예정은, 매트릭스 변조되어 그에 뒤이어 바로 상기 전송 채널의 수신 측으로 전송되는 데이터 심볼들을 전송하는데 K전송 채널들 가운데 어느 것이 사용하기 가장 적합한지를 판단하기 위해 상기 전송 채널의 송신 측 또는 수신 측에서 스케줄링 인스턴스(instance)에 의해 수행된다.
예정은 적어도 부분적으로, 상기 K 개의 개개 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 계산되었던 CQI들 qk에 기반하고 있다. CQI들 qk은 상기 K 개의 개개 전송 채널들 중 적어도 두 개에 대해 산출됨이 바람직하다. 그리고 나서 어느 전송 채널이 데이터 심볼들의 전송에 더 적합한지 상기 CQI들의 비교에 따라 스케줄링이 결정될 수 있다. 예정은 또한, 어떤 전송 채널에 대한 CQI가 정해진 한계치를 초과하면 그 전송 채널이 사용되게 하는 방식으로 수행될 수 있다-따라서 어떤 경우 단 한 CQI만을 산출해도 충분할 수 있다.
CQI들은 선택이 이뤄지는 모든 K 개의 전송 채널들 마다 계산될 필요가 없다: 전송 채널들의 CQI들에 대한 사전 지식이나 반복되는 계산을 회피하는 어떤 다른 수단 역시 적용될 수 있다.
선택이 이뤄질 K 개의 전송 채널들 모두 동일한 변조방법을 이용하지 않을 수 있다, 가령, 이들 중 일부는 정규직교 매트릭스 변조방식을 이용할 수 있다, 나머지는 비정규직교 매트릭스 변조, 벡터 변조, 단일 안테나 전송이나 다이버시티 전송을 이용할 수 있다. 이와 상응하여, 개개의 전송 채널들에 대한 CQI들은 상기 개개의 전송 채널을 통해 전송될 데이터 심볼들에 적용되는 변조 기술에 따라 저마다의 방식으로 계산될 수 있다.
적어도 한 ECM Gk이 정의되어 상기 데이터 심볼들의 비정규직교 매트릭스 변조 및 특정 전송 채널을 통한 이들의 전송을 표현할 수 있고, 이것은 전부 채널 매트릭스 Hk에 의해 규정될 수 있다. 매트릭스 변조가 비정규직교라는 사실로 인해, 이제 상기 ECM Gk의 ECCM Rk는 단위 매트릭스에 비례하지 않게 된다. 상기 ECCM은 비대각(non-diagonal) 매트릭스이거나, 대각선 상에 똑같지 않은 엔트리들을 포함하는 대각 매트릭스일 수 있다. 비대각성은, 특정 전송 채널의 수신 측에서 정합 필터링을 통해 간단히 제거될 수 있는 간섭이 매트릭스 변조된 데이터 심볼들 간에 일어난다는 사실을 반영한다. 만일 매트릭스 변조가 K 개의 전송 채널들 중 둘 이상에 대해 수행되면, 각자 ECCM Rk를 갖는 둘 이상의 ECM Gk가 정의될 수 있다. 그러나, 비정규직교 매트릭스 변조가 수행되는 전송 채널들의 ECCM들 Rk 만이 단위 매트릭스에 비례하지 않게 될 것이고, 정규직교 매트릭스 변조를 이용하는 전송 채널들의 ECCM들은 단위 매트릭스에 비례할 것이다.
전송 채널들의 정의에 따라, 무선 통신 시스템의 업링크 또는 다운링크시 여러 사용자들 사이에서 선택하거나 Tx 안테나들의 여러 그룹들 사이에서 선택하기 위해 스케줄링이 적용될 수 있고, 이때 매트릭스 변조는 선택된 안테나들의 서브그룹 상에서 이용된다. 또한, 어느 수신기가 안테나 요소들보다 적은 RF-회로를 구비하는 경우, 이 수신기는 전송사항을 수신할 최적의 안테나/안테나들을 선택할 것이다. 송신기가 매트릭스 변조를 이용할 때, 수신기에서의 수신 안테나들에 대한 각각의 가능한 선택이 본 발명에 따른 전송 채널로서 해석된다. 그러면 수신기는 이 발명에서 개시된 CQI들에 근거하여 (일군의) 수신 안테나(들)을 선택할 수 있다.
예정은, 시간, 주파수, 혹은 코드 차원에서 수행되거나, 예를 들어 매트릭스 변조는 주파수로 수행될 수 있지만 예정은 시간과 주파수 모두에서 이뤄지는 것과 같이 이들의 조합된 형태를 통해 수행될 수 있다. 이를테면, 상기 산출된 적어도 한 CQI에 기반하여, 스케줄러가 어느 전송 채널이 다음 시간 슬롯에 예정되는지, 혹은 어느 전송 채널이 서브 캐리어, 극성, 공간 고유모드 등에 예정되는지를 결정할 수 있다.
예정은 업링크 또는 다운링크 전송시 여러 기지국들 사이에서 선택을 행하는 핸드오버 상황에서도 적용될 수 있다. 다운링크시, 이것은 여러 기지국들 사이의 협력을 필요로 할 것이다.
하나 이상의 전송 채널들이 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송에 동시에 예정될 수 있다. 전송 채널의 수신 측에서, 수신기는 한 개 이상의 수신 인터페이스들을 갖추고 수신 다이버시티 합성 기술들을 적용할 수 있다.
따라서, 증가하는 개수의 전송 채널들에 대해 전송 다이버시티 없는 스케줄링보다 열등한 성능을 가진다고 증명된, 선택 다이버시티 설정시 정규직교 매트릭스 변조와 결합하여 스케줄링을 수행하는 종래 기술의 방식들과는 반대로, 본 발명에 따른 예정은 선택 다이버시티 설정시 비정규직교 매트릭스 변조와 결합하여 수행된다. 비정규직교 매트릭스 변조 방식은 등가 채널들에 부가적 다이버시티를 도입하는 것이라고 생각할 수 있고, 그로써 정규직교 매트릭스 변조 방식 및 전송 다이버시티 없는 방식 둘 모두 보다 우수함이 증명된다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 ECCM Rk로부터 상기 K 개의 전송 채널들 가운데 적어도 한 개에 대한 상기 각자의 CQI qk가 도출됨이 바람직하다.
적어도 한 ECM Gk에 상응하는 적어도 한 ECCM Rk는 매트릭스 변조 및 전송 채널의 양 효과를 포함하며, 따라서, 스케줄링의 기초로서 특히 적합하다. 등가 채널 매트릭스들 Gk이 스케줄링이 수행될 때 스케줄러에 의해 알려짐이 바람직하다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 K 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 상기 각자의 CQI qk가 상기 ECCM Rk의 선형 함수의 행렬식인 함수로서 산출됨이 바람직하다.
ECCM Rk의 행렬식은, 등가 채널 매트릭스 Gk에 의해 규정된 것과 같이 데이터 심볼들이 매트릭스 변조되어 전송 채널 k를 통해 전송될 때 얻어지는 BER과 강한 상관(correlation)을 가진다. BER에 대한 상기 강한 상관은 스케줄링이 전송의 예상 에러율에 기반하게 만들어, 스케줄링이 무선 통신 시스템의 평균 에러율을 줄일 수 있도록 한다. 상관은 단위 행렬을 상수 배하고 ECCM Rk를 더한 행렬식, 즉,
Figure 112006047339107-pct00016
을 고려하고, 사용된 전송 및 검출 방식에 따라 상수
Figure 112006047339107-pct00017
를 조정함으로써 조금 더 개선될 수 있다. 상수
Figure 112006047339107-pct00018
는 0과 같은 것으로도 선택될 수 있다. 상기 행렬식의 함수는 이를테면 상기 행렬식의 거듭제곱이나 근, 또는 그 배수, 혹은 수학 함수들일 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 K 개의 전송 채널들 가운데 적어도 하나에 대해 상기 각자의 CQI qk가 상기 ECCM Rk 트레이스(trace) 함수로서 산출됨이 역시 바람직하다.
상기 ECCM의 트레이스 역시, 등가 채널 매트릭스 Gk에 의해 규정된 것과 같이 데이터 심볼들이 매트릭스 변조되고 전송 채널 k를 통해 전송될 때 얻어지는 BER과의 강한 상관관계를 보인다. 또, 무정형(unstructured)의 ECCM Rk 트레이스를 산출하는데 드는 계산 비용이 상대적으로 적다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 K 개의 전송 채널들 주어 적어도 한 개에 대해 각자의 CQI qk가 상기 역(inverse) ECCM Rk의 트레이스 함수로서 산출됨이 바람직할 수도 있다.
상기 역 ECCM 트레이스 역시, 등가 채널 매트릭스 Gk에 의해 규정된 것과 같이 데이터 심볼들이 매트릭스 변조되고 전송 채널 k를 통해 전송될 때 얻어지는 BER과의 강한 상관관계를 보인다.
이와 달리, CQI들에 대한 상술한 산출 방식들의 임의의 결합 형태, 가령, 행렬식 함수, ECCM 트레이스 또는 역 ECCM 트레이스, 또는 어떤 다른 ECCM 함수가 CQI로서 취해질 수 있다. 예를 들어, 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00019
의 행렬식이 이러한 방식으로 해석될 수 있는데, 여기서 I는 단위 매트릭스이고
Figure 112006047339107-pct00020
는 상수이다. 이것은 캐리어 대 간섭 및 잡음 전력 비율
Figure 112006047339107-pct00021
로서 확장될 수 있고, 이러한 확장 계수들이 Rk의 트레이스, Rk의 행렬식, 및 기타 Rk의 다른 대칭적 다항식들이다. 상수
Figure 112006047339107-pct00022
는 사용된 전송 및 수신 방식에 따라 조정될 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 K 개의 전송 채널들 주어 적어도 한 개에 대해 각자의 CQI qk가, 상기 적어도 한 전송 채널을 규정하는 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 함수로서 산출됨이 바람직할 수 있고, 이때 상기 함수는 상기 ECCM Rk의 구조적 특성에 대한 활용 하에서 상기 ECCM Rk로부터 도출된다.
상기 채널 매트릭스 Hk는 상기 적어도 한 전송 채널 각자의 전송 인터페이스들과 각자의 수신 인터페이스들 사이의 물리적 전파 채널을 규정한다. 상기 채널 매트릭스 Hk는 상기 적어도 한 ECM Gk가 정의될 수 있는 전송 채널을 규정함이 바람직하다. 그러면 상기 등가 채널 매트릭스 Gk는 변조 매트릭스 및 상기 채널 매트릭스 Hk의 결합을 나타낸다. 상기 등가 채널 매트릭스 Gk에 의해 계승된 변조 매트릭스의 구조로 인해, ECCM Rk는 ECCM Rk의 행렬식 또는 트레이스 또는 기타 함수들을 계산할 때 계산량을 줄이기 위해 활용될 수 있는 구조를 갖춘다. 특히, 채널 매트릭스 Hk의 단일 요소들에만 종속될 수 있는 CQI qk에 대한 닫힌 형태의 표현이 도출될 수 있다. 스케줄링 중에 전송 채널 k에 대한 CQI qk를 계산할 때, ECCM Rk 자체를 계산하고 상기 ECCM Rk로부터 CQI qk를 계산해야 하는 대신, 단지 상기 계산상으로 효율적인, 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 닫힌 형식 표현만이 계산되어져야 한다. 바람직한 실시예들에 있어서, 상기 간단한 닫힌 형식 표현들은 매트릭스 변조기들에 대한 CQI qk를 계산함에 있어서의 복잡도를 2Q 제곱 근 이하로 크게 감소시키며, 이때 Q는 매트릭스 변조기 내 데이터 심볼들의 개수이다.
ECCM Rk의 구조 역시, 등화나 다중 사용자 검출을 이용해, 수신된 매트릭스 변조 데이터 심볼들을 추정할 때, 전송 채널의 수신 측에서 똑같이 잘 활용될 수 있다. 특히, ECCM Rk의 행렬식이나 역수의 계산은 그 구조를 활용함으로써 크게 간략화된다.
K 개의 전송 채널들 k=1,..,K 모두가 비정규직교적으로 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송에 적합하면, 상기 전송 채널들 k 각각은 각자의 채널 매트릭스 Hk로 특성화될 수 있고, 그런 다음 각자의 ECM Gk, 각자의 ECCM Rk 및 각자의 CQI qk가 각자의 Rk나 Hk로부터 이들 K 개의 전송 채널들 각각에 대해 계산될 것이다. 그러면 예정은 이들 각자의 CQI들 qk 전부의 비교하기에 기반할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 4 유닛들 내에서 4 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=4 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 두 공간-시간 전송 다이버시티 (STTD) 코드들의 비정규직교적 합성에 기반하는 소위 "ABBA" 비정규직교 매트릭스 변조이다. 상기 적어도 한 직교 도메인의 상기 유닛들은 가령 타임 슬롯들이거나 주파수 서브 캐리어들일 수 있으므로, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 각각 공간-시간 또는 공간-주파수 매트릭스 변조가 된다. 정규직교 STTD 코드의 예가 수학식 1의 알라무티(Alamouti) 코드의 전치행렬로서 주어진다.
상기 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르면, 상기 ECCM Rk는 다음의 형태가 된다.
Figure 112006047339107-pct00023
pk 및 nk는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 실수 함수들이다.
ECCM Rk의 이러한 구조는 예를 들어 소위 "ABBA" 비정규직교 매트릭스 변조에서 만나게 된다. 공간-시간 매트릭스 변조로서 적용될 때, 해당 변조 매트릭스는 4 심볼 주기 중에 4 데이터 심볼들을 4 전송 인터페이스들 상으로 변조하는 두 STTD 블록들 XA 및 XB (cf. 수학식 1의 전치행렬)을 포함함으로써, 실제로 1 심볼이 심볼 주기 마다 전송되게 된다 (소위 심볼 레이트 1의 매트릭스 변조).
상기 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르면, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 상기 각개의 CQI qk가
Figure 112006047339107-pct00024
의 함수로서 산출됨이 바람직하고, 여기서
Figure 112006047339107-pct00025
는 상수이다. 따라서, 상기 각자의 CQI qk가, 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들에만 의존하는 실수 함수들인 pk 및 nk로부터 효과적으로 계산된다. 상수
Figure 112006047339107-pct00026
는 사용된 전송 및 수신 방식에 따라 조정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르면, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 4 유닛들 안에서 8 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt,k=4 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 네 STTD 코드들의 비정규직교적 합성에 기반하는 소위 DABBA 비정규직교 매트릭스 변조이다. 상기 적어도 한 직교 도메인의 상기 유닛들은 가령 타임 슬롯들이거나 주파수 서브 캐리어들일 수 있으므로, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 각각 공간-시간 또는 공간-주파수 매트릭스 변조가 된다. 정규직교 STTD 코드의 예가 수학식 1의 알라무티(Alamouti) 코드의 전치행렬로서 주어진다.
상기 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르면, 상기 ECCM Rk는 다음의 형태가 된다.
Figure 112006047339107-pct00027
pk,1, pk,2, nk ,1 및 nk ,2는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 실수 함수들이고sk는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 복소수 함수이다. ECCM Rk의 이러한 구조는 예를 들어 소위 "DABBA" 비정규직교 매트릭스 변조 방식 안에서 만나게 된다. 공간-시간 매트릭스 변조 방식으로서 적용될 때, 해당 변조 매트릭스는 4 심볼 주기 중에 8 데이터 심볼들을 4 전송 인터페이스들 상으로 변조하는 4 STTD 블록들 XA , XB , XC 및 XD의 선형 조합을 포함함으로써, 실제로 심볼 주기당 2 심볼들이 전송되게 된다 (소위 심볼 레이트 2의 매트릭스 변조).
상기 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르면, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 상기 각개의 CQI qk가
Figure 112006047339107-pct00028
의 함수로서 산출됨이 바람직하고, 여기서
Figure 112006047339107-pct00029
는 상수이다. 따라서, 상기 각자의 CQI qk가, 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들에만 의존하는 실수 함수들인 pk,1, pk,2, nk ,1, 및 nk ,2 그리고 복소수 함수 sk로부터 효과적으로 계산된다. 상수
Figure 112006047339107-pct00030
는 사용된 전송 및 수신 방식에 따라 조정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따르면, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 2 유닛들 안에서 4 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=2 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 두 STTD 코드들의 비정규직교 합성에 기반하는 TSTTD 비정규직교 매트릭스 변조이다.
상기 적어도 한 직교 도메인의 상기 유닛들은 가령 타임 슬롯들이거나 주파수 서브 캐리어들일 수 있으므로, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 각각 공간-시간 또는 공간-주파수 매트릭스 변조가 된다. 정규직교 STTD 코드의 예가 수학식 1의 알라무티(Alamouti) 코드의 전치행렬로서 주어진다.
상기 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따르면, 상기 ECCM Rk는 다음의 형태가 된다.
Figure 112006047339107-pct00031
pk,1 및 pk,2는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 실수 함수들이고 sk는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 복소수 함수이다. ECCM Rk의 이러한 구조는 예를 들어 소위 "TSTTD (Twisted 또는 Twice STTD)" 비정규직교 매트릭스 변조 방식 안에서 경험하게 된다. 공간-시간 매트릭스 변조 방식으로서 적용될 때, 해당 변조 매트릭스는 2 심볼 주기 중에 4 데이터 심볼들을 2 전송 인터페이스들 상으로 변조하는 STTD 블록 XA 및 STTD 블록 XB의 합으로서 나타내지므로 (cf. 수학식 1의 전치행렬), 실제로 심볼 주기당 2 심볼들이 전송되게 된다 (소위 심볼 레이트 2의 매트릭스 변조).
상기 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따르면, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 상기 각개의 CQI qk가
Figure 112006047339107-pct00032
의 함수로서 산출됨이 바람직하고, 여기서
Figure 112006047339107-pct00033
는 상수이다. 따라서, 상기 각자의 CQI qk는 ECCM Rk의 실제 계산을 요구하지 않고 채널 매트릭스 Hk로부터 직접 결정될 수 있다. 상수
Figure 112006047339107-pct00034
는 사용된 전송 및 수신 방식에 따라 조정될 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 2 유닛들 안에서 4 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=4 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 두 STTD 코드들의 비정규직교 합성에 기반하는 DSTTD 비정규직교 매트릭스 변조임이 바람직하다.
상기 적어도 한 직교 도메인의 상기 유닛들은 가령 타임 슬롯들이거나 주파수 서브 캐리어들일 수 있으므로, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 각각 공간-시간 또는 공간-주파수 매트릭스 변조가 된다. 정규직교 STTD 코드의 예가 수학식 1의 알라무티(Alamouti) 코드의 전치행렬로서 주어진다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 적어도 두 정규직교 매트릭스 변조들의 조합을 포함한다. 이를테면, 상기 매트릭스 변조를 규정하는 변조 매트릭스가 두 정규직교 STTD 블록들의 합일 수 있고, 그에 따라 한 STTD 블록으로 나타내는 레이트 1 정규직교 매트릭스 변조 대신 레이트 2 비정규직교 매트릭스 변조가 얻어진다.
데이터 심볼들의 전송을 위한 각자의 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각자의 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,..K로부터 적어도 하나를 스케줄링하기 위한 방법이 더 제안되고, 상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개가 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송되고, 이것이 채널 매트릭스 Hk에 의해 규정될 때, 상기 방법은 상기 K 개의 전송 채널들 가운데 적어도 하나에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 이때 상기 각자의 CQI들 qk 중 적어도 하나가 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00035
의 선형 함수의 행렬식 함수로서 산출되는 단계, 및 상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 스케줄링하고, 이때 상기 예정은 상기 산출된 CQI들 qk에 부분적으로 기반하는 단계를 포함한다.
상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개는 상기 각자의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송되는데, 가령, 한 데이터 심볼은 제1전송 인터페이스로부터 전송될 수 있고 제2데이터 심볼은 제2전송 인터페이스로부터 전송될 수 있다. 만일 상기 전송 인터페이스들이 송신기의 안테나 요소들이면, 상기 두 데이터 심볼들은 전송 채널 k의 수신 인터페이스들에서 수신될 때 서로 간섭을 일으킨다. 상기 저적어도 두 데이터 심볼들을 나란히 전송하는 것은, 벡터 변조 방식이라고 간주될 수 있고, 이때 데이터 심볼들은 비직교 공간 자원으로 매핑된다. 그러한 변조 방식을 대표하는 것이 BLAST (Bell Laboratories Layered Space Time Architecture)이다. 매트릭스 변조 방식들과 반대로, 다이버시티는 이를테면 시간, 주파수 또는 극성 도메인과 같은 직교 도메인들을 이용하지 않고 공간 도메인 내에서만 사용된다.
상기 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00036
의 행렬식, 또는 그것의 다른 함수들은, 데이터 심볼들이 채널 매트릭스 Hk에 의해 규정된 대로 전송 채널 k를 이용해 송신기로부터 전송될 때 얻어지는 BER과의 강한 상관관계를 보인다.
전송 채널들 및 스케줄링 시나리오들의 해석을 기준으로, 전송 채널들 및 스케줄링 시나리오 종류들의 상기 설명이 벡터 변조에 대해서도 마찬가지로 해당된다.
본 발명의 방법에 따르면, 적어도 한 수신기가 최대 가능 알고리즘 (Maximum Likelihood algorithm)이나 선형 추정기를 이용하여, 상기 예정된 전송 채널을 통해 전송되고 상기 예정된 전송 채널의 상기 수신 인터페이스들을 통해 상기 수신기에 의해 수신되는 상기 데이터 심볼들을 추정함이 바람직하다.
비정규직교 매트릭스나 벡터 변조 방식의 사용으로 인해, 매트릭스/벡터 변조되어 전송되고 수신된 데이터 심볼들의 정합 필터링에 기반하는 데이터 심볼들에 대한 추정은 데이터 심볼들에 대한 올바른 추정이 불가능하게 만들 정도로 자기-간섭을 포함할 수 있다. 따라서, 최대 가능 또는, 가령 제로를 강제하는(zero-forcing) 알고리즘이나 최소 평균 제곱 에러 알고리즘 등과 같은 감소된 복잡도의 선형 등화 기술들을 수행하는 것이 바람직하다. 두 방식들 모두, 상기 전송 채널의 수신 인터페이스들을 통해 수신된 데이터 심볼들에 대한 정합 필터링을 통해 얻어지는 충분한 통계치들의 집합에 기초함이 바람직할 것이다.
본 발명의 방법에 따르면, 최대 CQI qk를 갖는 전송 채널 k=1,..K이 상기 데이터 심볼들의 상기 전송에 예정됨이 바람직할 수 있다.
특히 K 개의 전송 채널들 모두가 동일한 매트릭스 변조를 이용하는 경우, 최대 CQI qk를 갖는 전송 채널 k=1,..,K이예정됨이 바람직하다. BER은 ECCM Rk의의 선형 함수의 행렬식과 ECCM Rk의 트레이스에 대한 엄격한 단조 감소 함수에 거의 근사하게 된다. 그에 따라, 목표 BER이 정해질 때 최저 BER 또는 최저 전력 소비는, 최대 CQI qk를 갖는 전송 채널을 통해 데이터를 전송할 때 얻어지게 된다. 이와 달리, 어떤 사람은 예상하는 에러 가능성에 대한 사용 전송 전력을 최소화하고 싶어할 수 있다. 이것은 동일한 CQI qk를 이용하는 유사한 방식을 통해 수행된다.
서로 다른 전송 채널들이, 아마도 서로 다른 레이트의 서로 다른 매트릭스 변조 방식을 이용할 때, 전송 채널들의 에러 가능성을 특징짓는 산출된 CQIek가, CQImk로 특징지어지는 변조 타입들 및 레이트들과 함께 사용되어, 주어진 전력과 예상하는 에러 가능성을 가진 최고 레이트를 제공하는 전송 채널, 또는 예상하는 레이트 및 주어진 전력을 갖는 최저 에러 가능성을 제공하는 전송 채널, 또는 예상ㅎ는 레이트로서 예상하는 에러 가능성에 도달하기 위해 최저 전력을 사용하는 전송 채널을 선택한다. 이를 수행하기 위해, 각 전송 모드에 대한 에러 가능성들은, 최선의 적합성을 제공할 적절한 파라미터들을 갖는 CQIek의 선형 함수들로서 로그-로그(log-log) 스케일로 근사화될 수 있다. 근사 함수들은 매우 정확하여, 최소화 문제들에 대한 해법들을 찾는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 전송 채널들은 무선 통신 시스템의 전송 채널들이고, 상기 전송 채널들의 상기 전송 및 수신 인터페이스들은, 각각 하나 혹은 여러 개의 송신기들과 하나 혹은 여러 개의 수신기들의 송신 및 수신 안테나 요소들임이 바람직하다.
상기 무선 통신 시스템은, 가령, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), GSM (Global System for Mobile Communications), 또는 IS-95 (Interim Standard 95)에 따른 시스템일 수 있다. 이와 다르게, 상기 시스템은 HIPERLAN/2 또는 802.11 시스템 같은 W-LAN (Wireless Local Area Network) 시스템일 수도 있다.
프로세서로 하여금 상술한 방법의 단계들을 수행하도록 작동되는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 더 제안된다.
프로세서로 하여금 상술한 방법의 단계들을 수행하도록 작동되는 명령어들을 가진 컴퓨터 프로그램을 구비하는 컴퓨터 프로그램 제품이 더 제안된다.
데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하는 비정규직교 매트릭스 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위한 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 장치가 더 제안되고, 상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고, 상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
Figure 112006047339107-pct00037
는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 장치는, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하는 수단, 및 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하는 비정규직교 매트릭스 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위한 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하는 무선 통신 시스템 내 송신국이 더 제안되고, 상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고, 상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
Figure 112006047339107-pct00038
는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 송신국은, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하는 수단, 및 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
적어도 한 송신국 및 적어도 한 수신국을 포함하는 무선 통신 시스템이 더 제안되고, 비정규직교 매트릭스 변조가 데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하고, 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들이 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 통해 전송되고, 상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고, 상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
Figure 112006047339107-pct00039
는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 적어도 한 송신국은 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하며, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
데이터 심볼들의 전송을 위한, 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 장치가 더 제안되고, 상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개는 채널 매트릭스 Hk로 정의되는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송될 때, 상기 장치는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 이때 상기 각자의 CQI들 qk 중 적어도 하나는 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00040
의 선형 함수 행렬식의 함수로서 산출하는 수단, 및 상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
데이터 심볼들의 전송을 위한, 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하는 송신국이 더 제안되고, 상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개는 채널 매트릭스 Hk로 정의되는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송될 때, 상기 송신국은 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 이때 상기 각자의 CQI들 qk 중 적어도 하나는 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00041
의 선형 함수 행렬식의 함수로서 산출하는 수단, 및 상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
적어도 한 송신국 및 적어도 한 수신국을 포함하는 무선 통신 시스템이 더 제안되고, 적어도 두 데이터 심볼들이 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 중 적어도 한 채널의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송되고, 상기 적어도 한 전송 채널은 채널 매트릭스 Hk에 의해 규정될 때, 상기 송신국은 상기 각자의 CQI들인 qk 중 적어도 하나를 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00042
의 선형 함수 행렬식의 함수로서 산출하고, 상기 적어도 한 송신국은 상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하며, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반한다.
본 발명의 이러한 양태들 및 기타 양태들은 지금부터 설명할 실시예들을 참조할 때 명확하게 밝혀질 것이다.
도 1: 종래 기술에 따라, 두 송신 안테나 요소들을 가진 정규 직교 매트릭스 변조들과 협력하고 (공간 시간 전송 다이버시티, STTD, 점선들) STTD 없는 단일 안테나 전송과 협력하는 (실선들) 서로 다른 개수의 전송 채널들 K을 스케줄링할 때 얻어지는 비트 에러율 (BER) 성능;
도 2: 종래 기술에 따라 두 송신 안테나 요소들을 가진 정규 직교 매트릭스 변조들과 협력하고 (공간 시간 전송 다이버시티, STTD, 점선들) STTD 없는 단일 안테나 전송과 협력하여 (실선들) 서로 다른 개수의 전송 채널들 K의 스케줄링이 수행될 때 그 예정된 전송 채널의 신호대 잡음비(SNR)의 확률 밀도 함수 (PDF);
도 3: 본 발명에 따라 서로 다른 비정규직교 매트릭스 변조 방식들에 대해 Rk 및 det Rk를 산출하는데 요구되는 계산의 복잡도 감소를 나타내는 테이블;
도 4: 본 발명에 따른, 서로 다른 정규직교 및 비정규직교 매트릭스 변조 방식들에 대한 BER 및 CQI qk=det Rk 사이의 상관관계;
도 5a: 본 발명에 따라, K=2 개의 전송 채널들 중 하나를 예정할 때 서로 다른 정규직교 (STTD) 및 비정규직교 (TSTTD) 매트릭스 변조 방식들 및 서로 다른 CQI 선택들에 대한 Eb/N0 함수인 BER;
도 5b: 본 발명에 따라, K=2 개의 전송 채널들 중 하나를 예정할 때 서로 다른 비정규직교 (ABBA, DSTTD) 매트릭스 변조 방식들 및 서로 다른 CQI 선택들에 대한 Eb/N0 함수인 BER;
도 5c: 본 발명에 따라, K=2 개의 전송 채널들 중 하나를 예정할 때 비정규 직교 DABBA 매트릭스 변조 방식과 서로 다른 CQI 선택들에 대한 Eb/N0 함수인 BER;
도 6: 본 발명에 따라, 서로 다른 개수의 전송 채널들 K에 대해 비정규직교 BLAST 및 TSTTD 매트릭스 변조들과 협력하여 스케줄링하는데 있어서의 Eb/N0 함수인 BER;
도 7: 본 발명에 따른 방법의 흐름도; 및
도 8: 본 발명에 따른 장치.
본 발명은 선택 다이버시티 설정시 비정규직교 매트릭스 변조를 스케줄링과 결합하는 것을 제안하고 있다. 이러한 방식은 K 개의 전송 채널들 가운데 어느 것이 매트릭스 변조되어 송신기에 의해 전송되는 데이터 심볼들을 전송하는데 사용하기로 예정(스케줄링)될지에 대한 결정의 기초로서 작용하는 채널 품질 표시자 (CQI)의 정의에 따라 달라질 수 있다.
CQI 정의의 필요성은, 전송 방식들이 채널 조건에 따라 조정될 필요가 있고, 서로 다른 종류의 조정 방법들마다 서로 다른 CQI들을 요구하는 상황들에서 보통 발생한다. 두 개의 서로 다른 조정 타입들이 확인될 수 있다:
1. 자원 할당의 기본으로서 다중 전송 채널들을 포함하는 시스템들에서, 가령 "최상의" 채널을 가진 전송 채널로 타임 슬롯들을 할당하는 TDMA 시스템들에서의 스케줄링 방법들. 이때 CQIek는 채널이 지원할 수 있는 성능과 상관관계에 있어야할 것이다.
2. 채널 상태에 따라, 단일 전송 채널의 레이트 또는 처리율을 최대화하기 위한 올바른 코딩 및 변조 모드를 선택한다. 그 판단은 코딩/변조가 따라서 바뀌게 되는 어떤 CQImk 문턱치에 기반할 수 있다. 이것은 하나의 고정 채널에 대해 두 개의 서로 다른 코드들/변조방식들의 성능을 비교한다는 것을 의미하므로, CQImk는 채널이 지원할 수 있는 데이터 스트림들의 개수에 민감해야 한다.
바람직하게는, 선택 다이버시티를 위한 CQI가 바람직하게는 채널 코드들의 디코딩 후 비트 에러율이나, 해당 프레임 에러율 (FER)에 의해 주어지는 것이다. 흔히 복조 후 BER에 기반하는 CQI가 사용된다. 이상적 CQI는 비트 에러율들 (BER)이나 프레임 또는 블록 에러율에 대해 일대일 대응관계를 가진다. 단일 스트림 (및 직교 멀티 스트림) 채널들에서, BER/FER에 대한 최상의 상관성을 가진 CQI는, 정규직교 전송들에 있어서 최대 비율 합성 (MRC) 채널전력으로 일반화되는, 수신한 신호대 잡음비 (SNR)이다. 이것이 Kogiantis 참증 등에서 논의된 총괄적 최대 C/I 스케줄러이다.
비정규직교 전송, 특히 본 발명에 의해 고려되는 것 것은 다중 데이터의 MIMO 전송에 있어서, 상황은 더 이상 단순한 것이 아니다. 전반적 SNR 또는 C/I를 일반화하는 총 채널 전력은 이제 채널 상관 매트릭스
Figure 112006047339107-pct00043
의 트레이스에 비례한다. 같은
Figure 112006047339107-pct00044
을 갖는 MIMO 채널들은, 전송 채널의 사양과 선택된 전송 방식에 따라, 여전히 매우 상이한 비트/프레임 에러율들에 이르게 할 것이다.
양호한 CQI를 찾는 일은 매트릭스 변조가 신호들을 인코딩하는데 사용될 때 더더욱 복잡해진다. 매트릭스 변조기들은 전송에 더 많은 다이버시티를 제공하고 송신 및 수신 신호들 사이의 상호 정보를 최대화하도록 설계된다. 결과적으로, 이들은 자신들의 구조를 제한하는 본질적인 대칭성을 보유한다. 따라서, 채널 품질 표시자는 전적으로 전송 채널에만 의존하는 것이 아니라, 심볼들이 매트릭스 변조되고 검출되는 방법에도 역시 의존한다. 이것은, 원리상 서로 다른 매트릭스 변조 및/또는 검출 방법들이 서로 다른 채널 품질 표시자들을 요구할 수 있다는 것을 의미한다.
따라서 본 발명에 따르면, 비정규직교 매트릭스 변조된 시스템들에 있어서 다중 전송 채널 자원 할당 (상기 구분에서 타입 1)에 사용하기 적합한 CQI들이 제안된다. 특히, 비교적 간단한 CQI들이 제안되는데, 이들은 어떤 전송 모드들에 있어서 -시뮬레이션 정확도에 이를 만큼- 예정된 전송 채널을 통한 데이터 전송을 수신하는 수신기에서 수행되는 줄어든 검색 최대 가능성 검출에 있어 BER/FER과 일대일의 대응관계에 있다.
도 3 내지 7의 결과들을 논의하기 전에, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 비정규직교 매트릭스 변조 방식들이, 수학식 1의 정규직교 Alamouti 공간-시간 코드나 그 전치행렬 (후자를 이제 공간-시간 전송 다이버시티(STTD) 변조 매트릭스라 표현), 수학식 2의 신호 모델, 수학식 3의 등가 신호 모델 및 수학식 6의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM) Rk의 정의를 참조하여 간략하게 정의될 것이다.
이하의 실시예들은 공간-시간 매트릭스 변조 기술들에 집중되어 있으나, 공간-주파수나 공간-극성 매트릭스 변조 기술들 같은 다른 비정규직교 매트릭스 변조 기술들에도 역시 직접 적용가능함을 알아야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 실시예들에 국한되는 것으로 파악되어서는 안 될 것이다.
비정규직교 ABBA 매트릭스 변조 방식
이 방식의 변조 매트릭스는 다음과 같이 파악된다.
Figure 112006047339107-pct00045
여기서 XA는 두 데이터 심볼들인 x1 및 x2를 가진 수학식 1의 전치행렬인 STTD 변조 매트릭스이고, XB는 두 개의 추가 데이터 심볼들인 x3 및 x4를 가진 수학식 1의 전치행렬인 STTD 변조 매트릭스이다. 최적의 성능을 위해, 이 심볼들은 전체 변조 심볼들의 선형 조합 및/또는 로테이션으로서 선택될 수 있다. 이것이 이 발명에서 논의되는 모든 매트릭스 변조에 적용된다. 따라서 변조 매트릭스 XABBA는 4 데이터 주기들 동안 4 데이터 심볼들을 4 전송 안테나 요소들 상에 매핑하는 레이트 1 매트릭스 변조기를 나타낸다. ABBA 변조 방식의 ECCM은 다음과 같이 식별될 수 있다.
Figure 112006047339107-pct00046
pk는 모든 채널들의 총 전력이고, nk는 두 서로 다른 STTD 블록들인 XA 및 XB 사이의 간섭의 세기를 나타낸다.
예를 들어 Nt=4 전송 안테나들 및 Nk ,r=2 수신 안테나들의 경우, 실수 함수 pk 및 nk는 다음과 같이 정의된다:
Figure 112006047339107-pct00047
Rk는 단지 두 개의 서로 다른 고유값들 pk ± nk 만을 가졌음을 알 수 있다. 서로 다른 고유값들의 개수는 오리지널 채널 매트릭스의 크기에 좌우되지 않으며, 요소들 pk, nk의 명시적 형식들만이 그에 좌우됨을 알아야 한다. 행렬식이 고유값들의 곱으로서 주어지므로, ABBA에 대해 다음을 얻게 된다:
Figure 112006047339107-pct00048
위 식은 Rk의 |대각 부분]2-|대각 부분 이외의 부분|2에 비례한다. 매트릭스 변조기의 구조를 이용하여, Nk ,r=2 수신 안테나들에 대해
Figure 112006047339107-pct00049
의 계산을 128 개의 복소수 곱셈식과 112 개의 복소수 덧셈식 (128 Cx, 112 C+)에서 12 개의 복소수 곱셈식과 10 개의 실수 덧셈식 (12 Cx, 10 R+)으로 우선 단순화하였고, 그런 다음 det Rk 산출의 복잡도를 (40 Cx, 30 C+)로부터 (3 Rx, 1 R+)로 더 줄였음을 알아야 한다. 이것은 실제로 커다란 복잡도 감소에 해당한다. 추가적 복잡도 감소는 Rk의 역수가 스케줄링 또는 검출에 필요로 될 때 볼 수 있다; 그 역수는 단순히 다음과 같다.
Figure 112006047339107-pct00050
특히 상기 역수의 대각선 성분들이 트레이스에 비례하며 행렬식에 반비례한다는 것을 알 수 있다.
ECCM의 행렬식 대신, ECCM의 선형 함수의 행렬식에 대한 보다 일반화된 CQI를 역시 이용할 수 있다. ABBA에 있어서, 이것은
Figure 112006047339107-pct00051
으로 단순화되고, 이때
Figure 112006047339107-pct00052
는 성능에 대한 상관성을 최대화하도록 수치적으로 결정될 수 있는 상수이다. 예를 들어, QPSK 변조 및 감축된 검색 최대 가능성 검출 (reduced search maximum likelihood deection)에 있어서, 두 수신 안테나들을 이용할 때 최상의 적합성은
Figure 112006047339107-pct00053
인 경우에 보여졌다.
ABBA 매트릭스 변조의 변형이 소위 대각 ABBA이다. 변조 매트릭스는 다음과 같이 작성된다.
Figure 112006047339107-pct00054
이제 ECCM은 대각 행렬이 되나, 정규 직교 행렬은 아니다. ECCM의 행렬식은 통상적인 ABBA와 동일하다.
비정규직교 DABBA 매트릭스 변조 방식
이 방식의 변조 매트릭스는 다음과 같이 파악된다.
Figure 112006047339107-pct00055
이때, XA, XB,XC,및 XD는 각각 저마다 두 개의 데이터 심볼들을 가진 수학식 1의 전치행렬로서의 STTD 변조 매트릭스이다. 따라서 변조 매트릭스 XDABBA는 4 심볼 주기 안에서 8 개의 데이터 심볼들을 4 전송 안테나 요소들 상으로 매핑하는 레이트 2 매트릭스 변조기를 나타낸다. DABBA 변조 방식의 ECCM은 다음과 같이 식별될 수 있다.
Figure 112006047339107-pct00056
pk,1, pk,2는 각각 안테나 쌍들인 (1, 2) 및 (3, 4)로부터 모든 수신 안테나들까지의 총 채널 전력들이고, nk ,1, nk ,2는 Hk의 요소들의 실수 조합들이고, sk는 복소수 항이다. 다시, Rk의 대각선 상의 pk,1 + pk,2는 총 채널 전력이고, 대각선 부분 이외에 있는 다른 항들은 블록들 간 간섭을 나타낸다. 또다시, Rk는 두 개의 서로 다른 고유값들만을 가진다:
Figure 112006047339107-pct00057
따라서 행렬식(determinant)은 다음과 같이 이해된다.
Figure 112006047339107-pct00058
Rk의 역수가 ABBA 방식에서와 유사한 방식으로 조성될 수 있다. 이 경우에서의 복잡도 감소는 실제로 어마어마하며, 도 3의 테이블에서 이를 알 수 있다. 따라서, 개시된 방법들을 이용할 때, 높은 레이트, DABBA 유형의 높은 다이버시티 변조기들이 실제로 실용적이게 된다. det Rk의 유사한 간단한 표현이, 다른 매트릭스 변조기들에 대해서도 역시 얻어질 수 있는데, 이는 그 변조기들의 광범한 내부 적 대칭성들에 기인한다.
Figure 112006047339107-pct00059
에 대해,
Figure 112006047339107-pct00060
상수
Figure 112006047339107-pct00061
는 여전히 수치적으로 결정될 수 있으며, 두 수신 안테나들을 이용한 QPSK 변조 및 감축된 검색 최대 가능성 검출의 최선의 값은 0.04임이 확인되었다.
비정규직교 DSTTD 매트릭스 변조 방식
이 방식의 변조 매트릭스는 다음과 같이 파악된다.
Figure 112006047339107-pct00062
XA와 XB는 각각 저마다 두 데이터 심볼들을 가지고, 수학식 1의 전치된 알라무티 코드에 의해 주어지는 변조 매트릭스이다. 따라서 변조 매트릭스 XDSTTD는 2 심볼 주기 안에서 4 개의 데이터 심보들을 4 개의 전송 안테나 요소들 상으로 매핑하는 레이트 2 매트릭스 변조기를 나타낸다.
비정규직교 TSTTD 매트릭스변조 방식
이 방식의 변조 매트릭스는 다음과 같이 파악된다.
Figure 112006047339107-pct00063
XA는 두 데이터 심볼들인 x1 및 x2를 가진 수학식 1의 전치행렬인 STTD 변조 매트릭스이고, XB는 두 추가 데이터 심볼들인 x3 및 x4를 가진 수학식 1의 전치행렬인 STTD 변조 매트릭스이다. 따라서 변조 매트릭스 XTSTTD는 2 개의 심볼 주가 안에서 4 데이터 심볼들을 2 개의 전송 안테나 요소들 위에 매핑하는 레이트 2 매트익스 변조기를 나타낸다. TSTTD 변조 방식의 ECCM은 다음과 같이 식별될 수 있다.
Figure 112006047339107-pct00064
pk,1 및 pk,2는 각각 송신 안테나들 1 및 2로부터 모든 수신 안테나들까지의 총 채널 전력들이고, sk는 Hk가 2x2일 때 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006047339107-pct00065
TSTTD의 ECCM Rk는 다음과 같은 식의 현저한 특성을 가지며,
Figure 112006047339107-pct00066
이것은 이 경우 등가 채널 기반 스케줄링 및 매트릭스 채널 기반 스케줄링이 선호되는 CQI에 대해 등가가 되어, 등가 채널 기반 CQI들을 산출하는 데 있어 추가적인 간략화가 이뤄진다는 것을 나타낸다.
도 3은 직접적으로나 본 바령에 의해 제안된 단순한 닫힌 형식 표현들을 통 해 ABBA, DABBA 및 TSTTD 방식들에 있어서 ECCM Rk 및 그 행렬식 det Rk를 산출할 때 겪게 되는 계산상의 복잡성을 묘사한 것이다. 계산상의 복잡성은 실수(Rx) 및 복소수(Cx) 곱셈 식들과 실수(R+) 및 복소수(C+) 덧셈식들로서 주어진다.
TSTTD 방식에서, det Rk는 det Hk로부터 바로 산출될 수 있다. 그 행렬식을 산출하기 위해 제안된 알고리즘들의 복잡성은 직접적인 방법의 복잡성의 2Q 곱 근으로서, 이때 Q는 변조시의 복소수 심볼들의 개수, 즉, ABBA, DABBA, 및 TSTTD에 대해 각각 4, 8, 및 4이다.
도 4는 본 발명에 따른 서로 다른 정규직교 (STTD) 및 비정규직교 (ABBA, DSTTD, TSTTD 및 DABBA) 매트릭스 변조 방식들에 대한 BER 및 선호된 CQI qk=det Rk 사이의 상관관계를 보인다. 시뮬레이션들은 6 dB로 고정된 Eb/No의 전송 채널의 수신 측에서의 부가적 백색 가우스 잡음 (AWGN)을 전제하였고, QPSK 변조된 심볼들이 데이터 심볼들로서 사용되었으며, 전송 채널 매트릭스의 엔트리들은 i.i.d. 레이리 분포된다고 가정하였다.
분명한 것은, 제안된 CQI qk=det Rk가 모든 시뮬레이션된 정규직교 및 비정규직교 매트릭스 변조 방식들에 있어서의 BER에 대한 강한 상관성을 보이는 것이다. BER은 Eb/No의 단조 함수이기 때문에, 한 동작점에서 얻어진 정량적 결과들은 Eb/No에 따라 변화되어서는 안된다. 이 결과들은 더 고차의 변조방식들에 대해서도 되풀이 되는데, 짝별(pairwise) 에러 확률이 BPSK 변조된 시스템의 짝별 에러 확률 들의 관점에서 표현될 수 있기 때문이다. 가령, 제로 강제 블록 선형 검출기나 최소 평균 제곱 에러 블록 선형 검출기 같은 선형 검출 알고리즘들가 같이, 감축 검색 ML이 아닌 다른 종류의 검출 결과들 역시 고찰되어져야 한다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 본 발명에 따라 K=2 전송 채널들 중 하나를 스케줄링할 때 서로 다른 정규직교 (STTD) 및 비정규직교 (TSTTD, ABBA, DSTTD 및DABBA) 매트릭스 변조 방식들과 서로 다른 CQI 선택에 있어서의 Eb/No의 함수로서의 시뮬레이션된 BER을 도시한 것이다. 레이리(Rayleigh) 페이딩 전송 채널들, 예정된 전송 채널의 수신 인터페이스들에서의 AWGN, 및 평균 패킷 지연 등과 같은 잠정적인 시간적 스케줄링 구속의 상태와 무관하게 보다 나은 CQI를 가지는 전송 채널의 편의적 스케줄링이 수행되었다. STTD 및 TSTTD에 대해, 16-QAM 변조된 데이터 심볼들이 전송된 반면, ABBA, DSTTD 및 DABBA에 있어서는, QPSK 변조된 심볼들이 전송되었다. 2 bps의 비트 레이트를 가지는 STTD를 제외하고, 모든 비정규직교 방식들은 4 bps의 비트 레이트를 가진다.
각각의 매트릭스 변조 방식에 있어서, CQI qk=det Rk 및 CQI
Figure 112006047339107-pct00067
이고, 스케줄링 없는 (K=2 전송 채널들 중 하나가 자신의 CQI와 무관하게 임의로 선택됨)는 BER 성능이 도시된다. STTD, DABBA 및 TSTTD 방식들에 있어서, 부가적으로 CQI qk=tr Rk에 대한 BER 성능이 도시된다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c로부터 쉽게 알 수 있듯이, CQI qk=det Rk에 기반한 스케줄링이 모든 연구된 매트릭스 변조 방식들에 대해 최상으로 기능한다. 그러나, Rk의 트레이스 및
Figure 112006047339107-pct00068
의 행렬식에 기반하는 CQI들에 대해 스케줄링 없는 시스템의 BER 성능에 대한 Eb/No의 상당한 이익들 또한 얻어진다.
그 이상의 CQI의 가능한 선택들에는 Rk의 역수의 트레이스, Hk의 상태 수, 및 Rk의 대각 파트 및 대각 아닌 파트의 크기 사이의 비율 또는 차가 포함된다.
가령 K=2 및 K=8 전송 채널들에서의 선택 다이버시티 설정시 스케줄링과 결합된 BLAST (Bell Laboratories Layered Space Time Architecture) 방식과 같은 벡터 변조의 성능이 도 6에 도시되어, TSTTD 방식의 성능과 비교된다.
도 6에서, 두 방식들은 Nt=2 송신 및 Nk ,r=2 수신 안테나 요소들과 QPSK 변조된 데이터 심볼들을 이용하고, 잡음은 AWGN이고, 전송 채널들은 i.i.d. 플랫 레이리 페이딩 채널들이다. 각각의 방식에서, 4 개의 데이터 심볼들이 두 시간 인스탄스 중에 전송되고, 이때 BLAST 방식에서의 변조 매트릭스는 다음과 같이 파악된다.
Figure 112006047339107-pct00069
즉, 두 데이터 심볼들이 각 심볼 주기 중에 비직교 공간 자원들로 매핑된다.
도 6은 K=2 및 K=8 전송 채널들의 스케줄링 결과들과, 아무 스케줄링도 하지 않을 때의 결과들 모두를 도시한 것이다. 스케줄링 결과들에 있어서, 최대 CQI qk=det Rk를 갖는 전송 채널이 TSTTD 방식을 위해 예정되었고, 최대 CQI
Figure 112006047339107-pct00070
를 갖는 전송 채널이 BLAST 경우에 대해 예정되었다.
도 6으로부터, 전송 채널 K의 개수가 증가할 때 특히, 스케줄링은 두 TSTTD (점선으로 된 곡선들)과 BLAST (실선으로 된 곡선들) 모두의 성능을 증가한다는 것을 확실히 볼 수 있다. 스케줄링으로부터의 이득들이 BLAST 방식에서 더 크기 때문에, 전송 채널들이 더 부가될 때 그 성능 차는 줄어들 것이다. 그러나, K=8인 전송 채널들에서 조차, TSTTD는 여전히 BER=10-3에서 더 나은 성능을 가지며, Eb/N0의 차는 약 1.5 dB이 된다. 또, 이 시뮬레이션은 편의적 스케줄링을 위한 것으로서, 그 결과들은 단지 스케줄링 이득들에 대한 상한치만을 보이고 있다. 실제로, 이득들은 더 작을 수 있고, 이것은 TSTTD가 편의적 스케줄링 결과들로부터 예상한 것보다 훨씬 더 많은 전송 채널들에 대해 더 양호하게 기능할 수 있음을 의미한다. 또, CQI가 선형 함수의 행렬식에 비례하게 되고, 즉,
Figure 112006047339107-pct00071
이고, 상수
Figure 112006047339107-pct00072
가 CQI 및 BER 사이의 최선의 상관성을 보장하기 위해 각 방식마다 조정될 때, 이익들은 더 증가될 것이라는 것을 알 수 있다. 이 경우, TSTTD의 최적 상수는 0.04였고, BLAST에 대해서는 0.0이었다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1실시예들 (ABBA 비정규직교 매트릭스 변조 방식)에 따른 흐름도를 도시한 것이다.
10 단계에서, 전송 채널 인덱스가 1로 초기화되고, 변수 qmax는 0으로 설정된다. 이어서 채널 매트릭스 Hk가 저장부로부터 불려와 지거나, 이전에 상기 전송 채널을 통해 수신되었던 신호들로부터 추정된다. 상기 채널 매트릭스 Hk로부터 함수 pk 및 nk가 계산된다(12 단계). 함수 pk 및 nk로부터 CQI qk=det Rk가 산출된다(13 단계). 이 CQI qk는 qmax와 비교되고(14 단계), 만일 qk가 qmax 보다 더 크면, qmax가 qk와 같게 설정되고, 변수 kmax가 k와 같게 설정된다(15 단계). 전송 채널 인덱스 k는 1만큼 증가하고(16 단계), 전송 채널 인덱스 k가 스케줄링ㅇ이 수행되고 있는 전송 채널들 K의 개수와 같은지가 체크된다(17 단계). 같지 않은 경우, 전송 채널 인덱스 k가 K와 같아질 때까지 11부터 16 단계들이 반복된다. ABBA 방식에 따른 매트릭스 변조가, 인덱스 kmax를 가진 전송 채널을 통해 전송될 데이터 심볼들에 대해 수행된다(18 단계). 그러면 매트릭스 변조된 데이터 심볼들이 전송되고(19 단계), 흐름도는 다시 10 단계부터 다시 시작된다.
도 8은 본 발명에 따른 장치를 도시한 것이다. 이 장치는 상기 장치에 도달하여 K개의 각 전송 채널들을 통해 전송될 데이터 패킷들을 포함하는 각각의 데이터 패킷 버퍼들(20-1..20-3)을 포함하고, 도 8의 예에서, K=3이다. 각 패킷 버퍼(20-1..20-3)은 각자 버퍼 제어기(21-1..21-3)에 의해 제어된다. 버퍼 제어기(21-1..21-3)는 버퍼들(20-1..20-3)의 상태를 스케줄러(22로 신호한다. 또, 상기 스케줄러(22)에 의해 트리거될 때, 상기 버퍼 제어기들(21-1..21-3)은 데이터 패킷들을 매트릭스 변조기(26)로 이동할 수 있고, 여기서 데이터 패킷들 안에 포함된 데이터 심볼들이 매트릭스 변조되고 이어서 전송 모듈들(27-1..27-4) 및 전송 안테나 요소들(28-1..28-4)을 통해 전송된다. 상기 스케줄러(22)는, 채널 저장부(24)로부터 전송 채널 데이터를 가져오는 CQI 산출 인스턴스(23)로부터의 입력을 더 수신하고, 채널 저장부(24)의 전송 채널 데이터는 이제 채널 추정 인스턴스(25)에 의해 갱신된다. CQI 산출 인스턴스(23)는 상기 채널 저장부(24)로부터 가져온 각자의 전송 채널 데이터에 기반하여 K 개의 전송 채널들에 대한 CQI들을 결정한다. 예를 들어, ABBA 매트릭스 변조 방식이 적용될 때, 상기 CQI 산출 인스턴스(23)는 채널 매트릭스들 Hk의 엔트리들 hk , ij로부터 함수들 pk 및 nk를 계산하고, 그런 다음 상기 함수들 pk 및 nk로부터 CQI qk를 결정한다. 산출된 CQI들은 그런 다음 스케줄러(22)로 보내진다. CQI 산출 인스턴스(23)로부터의 입력 및 버퍼 제어기들(21-1..21-3)로부터의 입력에 기반하여, 스케줄러는 K 전송 채널들 중 어느 것이 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송에 예정됨이 바람직한지를 결정하고, 그에 따라 상기 전송의 BER이 최대한 낮아진다. 이러한 스케줄링은 적어도 부분적으로 상기 인스턴스(23)에 의해 산출된 CQI들에 기반한다. 그러나, 전송 채널 k=1의 CQI1이 전송 채널 k=2의 CQI2 보다 더 크지만, 전송 채널 k=2와 결부된 데이터 패킷 버퍼(20-2) 내 데이터 패킷이 매트릭스 변조되어 전송되는 것을 상상할 수 있는데, 이는 상기 데이터 패킷이 전송 채널 k=1과 결부된 데이터 패킷 버퍼(20-1) 내 데이터 패킷들 보다 더 급하다는 이유로 그럴 수 있다. 스케줄링의 결과는 해 당 버퍼 제어기(21-1..21-3)으로 신호되고, 버퍼 제어기는 데이터 패킷을 매트릭스 변조 및 전송하기 위해 매트릭스 변조기(26)로 포워드한다.
본 발명에 대해서는 바람직한 실시예들을 이용하여 위에서 설명하였다. 첨부된 청구항들의 범위 및 개념에서 벗어나지 않는 한, 이 분야의 당업자에게 자명하고, 구현가능한 다른 선택 가능한 방법들과 변형이 존재한다는 것을 알아야 한다. 특히, 제안된 CQI들은 부분적으로 MIMO/MISO 시스템에서 작동하는 임의의 스케줄링 알고리즘 안에서 사용될 수 있고, 여기서는 스케줄링시 링크 고유의 정보가 참작된다. 임의의 비정규직교 MIMO 또는 MISO 전송 방식에 대해서도 제안된 CQI가 유효하다. 제안된 알고리즘들은, 임의의 듀플렉싱 (FDD/TDD/혼합형), 다중화 액세스 (CDMA, TDMA, SDMA, OFDMA) 단일 캐리어/멀티 캐리어 (MC-CDMA/OFDMA) 시스템을 통한 임의의 연쇄적(concatenated) 피드백/빔포밍 방식에서도 유효하다. 임의의 채널 코드 (트렐리스, 컨볼루션, 터보, 블록, LDPC, TCM), 임의의 변조 (PAM, PSK, QAM, 고차원 구형/격자) 및 합동/분리 채널 코딩/공간-시간 코딩/변조, 합동/분리 검출/디코딩 (선형, 상관해제, LMMSE, 최대 가능성(maximum likelihood), 감축 검색 최대 가능성, 스피어(sphere)가 사용될 수 있다. 어떤 단계에서 전송이, 실제로 비직교 공간 자원들 (안테나/빔/극성) 및 실질적으로 직교 자원들(시간, 주파수, 서브캐리어, 코드, 공간/극성 고유모드)로부터 전송되는 (비직교 공간 자원들의) 벡터나 (비직교 공간 및 실질적 직교 자원들의) 매트릭스에 의해 나타내질 수 있다는 것만이 유일한 요건이 될 수 있다.

Claims (30)

  1. 데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하는 비정규직교 매트릭스 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K 가운데 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 방법에 있어서,
    상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고, 상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
    Figure 112006047339107-pct00073
    는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 방법은,
    상기 K 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 계산하는 단계, 및
    상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정(스케줄링)하는 단계를 포함하고,
    상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으 로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각자의 CQI qk는 상기 ECCM Rk로부터 상기 K 개의 전송 채널들 가운데 적어도 하나에 대해 도출됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 각자의 CQI qk는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 상기 ECCM Rk 함수의 행렬식(determinant)의 함수로서 산출됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 각자의 CQI qk는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 상기 ECCM Rk의 트레이스(trace) 함수로서 산출됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 각자의 CQI qk는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 상기 ECCM Rk의 역수의 트레이스(trace) 함수로서 산출됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각자의 CQI qk는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해, 적어도 한 전송 채널을 규정하는 채널 매트릭스 Hk 요소들의 함수로서 산출되고, 상기 함수는 상기 ECCM Rk의 구조적 특징의 활용하에 상기 ECCM Rk로부터 도출됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 직교 도메인의 4 유닛 안에서 4 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=4 전송 인터페이스들 상에 매핑하고 두 개의 공간-시간 전송 다이버시티 (STTD) 코드들의 비정규직교적 조합에 기반하는 ABBA 비정규직교 매트릭스 변조임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 ECCM Rk는
    Figure 112006047339107-pct00074
    이고,
    상기 pk 및 nk는 상기 채널 매트릭스 Hk 요소들의 실수 함수들임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 상기 각 CQI qk가
    Figure 112006047339107-pct00075
    의 함수로서 산출되고, 상기
    Figure 112006047339107-pct00076
    는 상수임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 4 유닛 내에서 8 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=4 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 네 공간-시간 전송 다이버시티 (STTD) 코드들의 비정규직교적 조합에 기반하는 DABBA 비정규직교 매트릭스 변조임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 ECCM Rk는 다음의 형태이고,
    Figure 112006047339107-pct00077
    상기 pk,1, pk,2, nk ,1 및 nk ,2는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 실수 함수들이고, 상기 sk는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 복소수 함수임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 상기 각 CQI qk가
    Figure 112006047339107-pct00078
    의 함수로서 산출되고, 상기
    Figure 112006047339107-pct00079
    는 상수임을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 2 유닛들 안에서 4 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=2 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 두 STTD 코드들의 비정규직교적 조합에 기반하는 TSTTD 비정규직교 매트릭스 변조임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제6항에 있어서, 상기 ECCM Rk는 다음의 형식으로 되고
    Figure 112006047339107-pct00080
    상기 pk,1 및 pk,2는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 실수 함수들이고, 상기 sk는 상기 채널 매트릭스 Hk의 요소들의 복소수 함수임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 상기 각 CQI qk가
    Figure 112006047339107-pct00081
    의 함수로서 산출되고, 상기
    Figure 112006047339107-pct00082
    는 상수임을 특 징으로 하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는, 상기 적어도 한 직교 도메인의 2 유닛들 안에서 4 개의 데이터 심볼들의 블록을 Nt ,k=4 전송 인터페이스들 상으로 매핑하고 두 STTD 코드들의 비정규직교적 조합에 기반하는 DSTTD 비정규직교 매트릭스 변조임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 공간-시간 또는 공간-주파수 코딩을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 비정규직교 매트릭스 변조는 적어도 두 정규직교 매트릭스 변조의 조합을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  19. 데이터 심볼들의 전송을 위한 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,..K 가운데 적어도 하나를 스케줄링하기 위한 방법에 있어서,
    상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개가, 채널 매트릭스 Hk에 의해 규정되는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송될 때, 상기 방법은,
    상기 K 개의 전송 채널들 가운데 적어도 하나에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 이때 상기 각자의 CQI들 qk 중 적어도 하나가 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
    Figure 112006047339107-pct00083
    의 선형 함수에 대한 행렬식 함수로서 산출되는 단계, 및
    상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정(스케줄링)하는 단계를 포함하고,
    상기 예정은 상기 산출된 CQI들 qk에 부분적으로 기반함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한 수신기가 최대 가능 알고리즘 (Maximum Likelihood algorithm)이나 선형 추정기를 이용하여, 상기 예정된 전송 채널을 통해 전송되고 상기 예정된 전송 채널의 상기 수신 인터페이스들을 통해 상기 수신기에 의해 수신되는 상기 데이터 심볼들을 추정함을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 최대 CQI qk를 갖는 전송 채널 k=1,..K이 상기 데이터 심볼들의 상기 전송에 예정됨을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 전송 채널들은 무선 통신 시스템의 전송 채널들이고, 상기 전송 채널들의 상기 전송 및 수신 인터페이스들은, 각각 하나 혹은 여러 개의 송신기들과 하나 혹은 여러 개의 수신기들의 송신 및 수신 안테나 요소들임을 특징으로 하는 방법.
  23. 프로세서로 하여금 제1항 및 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 작동되는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 코드들을 포함함을 특징으로 하는 저장 매체.
  24. 삭제
  25. 데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하는 비정규직교 매트릭스 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K 가운데 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 장치에 있어서,
    상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는, 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고,
    상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
    Figure 112006047339107-pct00084
    는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 장치는,
    상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하는 수단, 및
    상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정(스케줄링)하는 수단을 포함하고,
    상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으로 하는 장치.
  26. 데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하는 비정규직교 매트릭스 변조에 따라 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해, 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K 가운데 적어도 한 채널을 스케줄링하는 무선 통신 시스템 내 송신국에 있어서,
    상기 데이터 심볼들을, 매트릭스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신 되었던 데이터 심볼들로 변환하는, 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고,
    상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
    Figure 112006047339107-pct00085
    는 단위 매트릭스에 비례하지 않을 때, 상기 송신국은,
    상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하는 수단, 및
    상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고,
    상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으로 하는 송신국.
  27. 무선 통신 시스템에 있어서,
    적어도 한 송신국, 및
    적어도 한 수신국을 포함하고,
    비정규직교 매트릭스 변조가 데이터 심볼들을 비직교 공간 도메인 및 적어도 한 직교 도메인 둘 다에서 변조하고, 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들이 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K 가운데 적어도 한 채널을 통해 전송되고, 상기 데이터 심볼들을, 매트릭 스 변조된 후 Nt ,k 전송 인터페이스들을 통해 전송되어 상기 전송 채널들 k=1,..K 중 한 채널의 Nr ,k 수신 인터페이스들에서 수신되었던 데이터 심볼들로 변환하는 적어도 한 등가 채널 매트릭스 (ECM, Equivalent Channel Matrix) Gk가 정의될 수 있고, 상기 적어도 한 ECM Gk의 등가 채널 상관 매트릭스 (ECCM)
    Figure 112006047339107-pct00086
    는 단위 매트릭스에 비례하지 않으며,
    상기 적어도 한 송신국은 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대해 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 상기 매트릭스 변조된 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하며, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  28. 데이터 심볼들의 전송을 위해, 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하기 위한 장치에 있어서,
    상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개는 채널 매트릭스 Hk로 정의되는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송되고, 상기 장치는,
    상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 이때 상기 각자의 CQI들 qk 중 적어도 하나는 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
    Figure 112006047339107-pct00087
    의 선형 함수 행렬식의 함수로서 산출하는 수단, 및
    상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고,
    상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으로 하는 장치.
  29. 데이터 심볼들의 전송을 위해, 각 Nt ,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr ,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 k=1,.., K에서 적어도 한 채널을 스케줄링하는 송신국에 있어서,
    상기 데이터 심볼들 중 적어도 두 개는 채널 매트릭스 Hk로 정의되는 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나의 Nt ,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송되고, 상기 송신국은,
    상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고, 이때 상기 각자의 CQI들 qk 중 적어도 하나는 상기 채널 매트 릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
    Figure 112006047339107-pct00088
    의 선형 함수 행렬식의 함수로서 산출하는 수단, 및
    상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하는 수단을 포함하고,
    상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으로 하는 송신국.
  30. 무선 통신 시스템에 있어서,
    적어도 한 송신국, 및
    적어도 한 수신국을 포함하고,
    적어도 두 데이터 심볼들이 각 Nt,k 전송 인터페이스들 및 각 Nr,k 수신 인터페이스들을 통한 K 개의 전송 채널들 중 적어도 한 채널의 Nt,k 전송 인터페이스들로부터 나란히 전송되고, 상기 적어도 한 전송 채널은 채널 매트릭스 Hk에 의해 규정되고,
    상기 송신국은 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 한 채널에 대한 각자의 채널 품질 표시자 (CQI) qk를 산출하고,
    상기 송신국은 상기 각자의 CQI들인 qk 중 적어도 하나를 상기 채널 매트릭스 Hk의 채널 상관 매트릭스
    Figure 112007076641915-pct00089
    의 선형 함수 행렬식의 함수로서 산출하고,
    상기 적어도 한 송신국은 상기 데이터 심볼들의 전송을 위해 상기 K 개의 전송 채널들 중 적어도 하나를 예정하며, 상기 예정은 적어도 부분적으로 상기 계산된 CQI들인 qk에 기반함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
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