KR100876797B1 - 다중 안테나 시스템에서의 빔포밍 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 어레이 안테나를 사용하는 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 적응 변조 및 코딩기법을 요구하는 고속 데이터 전송에 적합한 데이터 송/수신장치 및 방법을 제안한다. 이를 위해 기지국은 단말로부터의 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보로부터 가중치 선택 정보를 획득한다. 그리고 상기 가중치 선택 정보에 의해 안테나 별 가중치들을 결정한 후 상기 결정된 가중치들에 의해 상기 안테나를 통해 전송할 신호 열들 각각을 승산한다. 따라서 상기 안테나를 통해 전송될 신호 열들 각각에 서로 다른 가중치가 부여될 수 있도록 하였다.
Adaptive modulation, Spatial Multiplexing Multiple Input Multiple Output, detection order, V-BLAST, effective SINR

Description

다중 안테나 시스템에서의 빔포밍 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BEAM FORMING IN A MULTI-ANTENNA SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 다중 안테나 시스템의 구조를 보이고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국과 단말간의 시그널링 절차를 보이고 있는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국과 특정 단말의 구조를 보이고 있는 도면.
도 4는 피드백 정보에 의해 각 신호 열들이 전송될 송신 안테나 그룹을 선택하기 위한 신호 송신부의 구체적인 구조를 보이고 있는 도면.
도 5는 피드백 정보에 의해 각 신호 열들이 전송될 송신 안테나 그룹별로 가중치를 부여하는 신호 송신부의 구체적인 구조를 보이고 있는 도면.
도 6은 피드백 정보에 의해 각 신호 열들이 전송될 송신 안테나별로 가중치를 부여하는 신호 송신부의 구체적인 구조를 보이고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 내지 제3실시 예들 각각의 성능을 보이고 있는 그래프.
본 발명은 다중 안테나 시스템에서의 빔 포밍 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 피드백 정보에 의해 빔 포밍을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 등을 제공하는 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전하고 있다. 현재 3GPP를 중심으로 진행되고 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)와 3GPP2를 중심으로 진행되고 있는 1xEV-DV에 대한 표준화는 3세대 이동통신시스템에서 2Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 전송 서비스에 대한 해법을 찾기 위한 노력들이다. 4세대 이동통신시스템은 그 이상의 고속, 고품질의 멀티미디어 서비스 제공을 근간으로 하고 있다.
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한편 무선 채널 환경에서의 다중경로 간섭, 쉐도윙(Shadowing), 전파 감쇄, 시변 잡음 등은 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인이다. 따라서 이러한 요인들의 극복을 통해 서비스 품질을 개선하기 위한 많은 기술이 연구되어 왔다. 에러 컨트롤 코딩 기법과 다중 안테나 및 다중 사용자 다이버시티 스케줄링(Multi-user diversity scheduling) 기술은 서비스의 품질을 개선하기 위해 사용되는 대표적인 기술들이다.
상기 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 기술은 패킷을 요구하는 단말들의 채널 상황을 피드백 정보를 통해 파악하고, 가장 우수한 채널을 가지는 단말에 대해 우선적으로 패킷을 전송하도록 한다. 이는 신호대 잡음비 이득을 포함하는 다이버시티 효과를 가진다. 상기 다이버시티 이득의 정도를 나타내는 다이버시티 차수는 동시 패킷을 요구하는 단말들의 수에 해당한다.
상기 빔 포밍 기술은 여러 개의 송신 안테나를 배열하고, 각 송신 안테나별로 신호의 가중치를 조절함으로써 같은 주파수 대역의 신호에 대해 방향에 따라 서로 다른 이득을 줄 수 있는 기술이다. 이는 기하학적인 공간 축을 활용하므로 널링(nulling) 처리를 통해 사용 주파수 대역폭을 넓히게 된다. 즉 주파수 자원의 한계를 극복할 수 있다.
상기 빔 포밍 기술은 이동 통신이나 무선 가입자 망(WLL: wireless local loop) 등 셀 계획 하에서 동작하는 무선 통신 시스템에서 동일 채널 간섭 신호를 감소시켜 신호대 잡음비(SINR ; Signal to Interference plus Noise Ratio)를 개선하는데 많이 적용되고 있다.
한편 상기 빔 포밍 기술은 채널 상황을 정확하게 파악할 수 있는 것을 전제로 한다. 따라서 빔 포밍 기술을 위해서는 송신측에서 채널 상황을 예측할 수 있거나 수신측에 의한 채널 상황을 파악할 수 있는 정보의 피드백이 요구된다. 바람직하기에는 수신측으로부터의 피드백 정보에 의해 채널 상황을 파악하는 것이다. 상기 피드백 정보는 채널 정보로써, 각 송신 안테나들과 수신 안테나들 간의 채널 반응이다. 상기 채널 정보는 송/수신 안테나 수에 비례하여 증가한다.
따라서 더욱 정확한 채널 상황을 파악하고자 하는 경우나 송/수신 안테나 수가 증가하게 되면, 피드백 정보가 증가하는 것은 자명하다. 상기 피드백 정보의 증가는 상기 피드백 정보를 전송하기 위해 사용되는 무선 자원의 증가를 야기하여, 무선상의 트래픽을 증가시키는 원인이 된다. 또한 많은 양의 피드백 정보는 빔포밍을 위한 계산량을 증가시킬 것이 자명하며, 상기 계산량의 증가는 시스템의 부하를 초래할 수 있다.
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이러한 이유로 인해 빔포밍 기술로 인해 얻을 수 있는 성능에는 영향을 미치지 않으면서 요청된 피드백 정보를 최소화하기 위한 방안 마련이 요구된다.
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따라서 상기한 바와 같은 요구를 만족하기 위한 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 최소의 피드백 정보에 의해 빔 포밍을 수행하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 복수의 송신 안테나들을 복수의 그룹으로 구분하고, 피드백 정보에 의해 선택된 그룹별로 가중치를 부여하는 빔 포밍 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 복수의 송신 안테나들을 복수의 그룹으로 구분하고, 동일 그룹으로 구분된 송신 안테나들에 대해서는 동일한 가중치를 부여하는 빔 포밍 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 복수의 송신 안테나들을 복수의 그룹으로 구분하고, 피드백 정보에 의해 상기 복수의 그룹 중 하나의 그룹만이 선택될 수 있도록 가중치를 부여하는 빔포밍 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 피드백 정보에 의해 각 안테나 별로 전송될 신호 열들의 가중치를 부여하는 빔 포밍 장치 및 방법을 제공한다.
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전술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서, 복수의 송신 안테나들을 복수의 송신 안테나 그룹들로 분류하고, 단말로부터 피드백되는 그룹 선택신호에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹들 중 하나를 선택하며, 상기 복수의 비트 열 각각을 상기 선택한 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나들 중 대응하는 송신 안테나로 출력함을 특징으로 하는 빔포밍 방법을 제안한다.
전술한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서, 하나의 비트 열을 복수의 비트 열들로 다중화하고, 상기 복수의 비트 열들 각각에 대한 적응적 변조/부호화를 수행하는 일반 신호 처리부와, 복수의 송신 안테나들을 복수의 송신 안테나 그룹들로 분류하고, 단말로부터 피드백되는 그룹 선택신호에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹들 중 하나를 선택하며, 상기 복수의 비트 열 각각을 상기 선택한 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나들 중 대응하는 송신 안테나로 출력하는 공간 신호 처리부에 의해 빔포밍을 수행하는 장치를 제안한다.
전술한 바를 달성하기 위한 제3견지에 있어, 본 발명은 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서, 단말로부터의 피드백 정보를 수신하는 과정과, 상기 피드백 정보로부터 가중치 선택 정보를 획득하고, 상기 가중치 선택 정보에 의해 미리 약속된 가중치 메트릭스를 선택하는 과정과, 상기 선택된 가중치 메트릭스에 의해 송신 안테나 그룹별로 부여되는 가중치에 의해 상기 복수의 비트 열들을 승산한 후 대응하는 송신 안테나 그룹으로 출력하는 과정에 의해 빔포밍을 수행하는 방법을 제안한다.
전술한 바를 달성하기 위한 제4견지에 있어, 본 발명은 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서, 하나의 비트 열을 복수의 비트 열들로 다중화하고, 상기 복수의 비트 열들 각각에 대한 적응적 변조/부호화를 수행하는 일반 신호 처리부와, 복수의 송신 안테나들을 복수의 송신 안테나 그룹들로 분류하고, 단말로부터 피드백되는 가중치 선택 정보에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹별로 계산된 가중치들로 상기 복수의 비트 열들을 승산한 후 대응하는 송신 안테나 그룹으로 출력하는 공간 신호 처리부에 의해 빔포밍을 수행하는 장치를 제안한다.
상기 제3견지와 상기 제4견지에 있어, 바람직하기에는 송신 안테나 그룹은 비트 열의 개수만큼의 송신 안테나들로 구성하며, 상기 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나들에 대해서는 동일한 가중치를 부여한다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명에서는 수신측, 즉 단말로부터의 피드백 정보에 의해 빔 포밍을 수행함에 있어, 상기 피드백 정보를 최소화하기 위한 방안을 마련하고자 한다. 이를 위한 본 발명은 복수의 송신 안테나들을 복수의 그룹들(이하 "송신 안테나 그룹"이라 칭함)로 분류하고, 각 송신 안테나 그룹별로 가중치를 부여하는 것을 전제로 하여 제안된다. 예컨대 4개의 송신 안테나를 가정할 시, 2개의 송신 안테나를 하나의 송신 안테나 그룹으로 분류한다. 이때 상호 간의 간섭이 가장 적은 송신 안테나들을 동일한 송신 안테나 그룹으로 분류한다. 즉 거리 상으로 가장 멀리 배치된 송신 안테나를 하나의 송신 안테나 그룹으로 지정할 수 있다. 이 경우 특정 송신 안테나 그룹만이 아니라 모든 송신 안테나 그룹들을 고려하는 것이 바람직할 것이다.
상기 송신 안테나 그룹의 수 또는 하나의 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나의 수는 다중화를 통해 출력되는 비트 열의 수에 의해 결정된다. 즉 다중화를 통해 출력되는 비트 열의 수가 증가하면, 상기 송신 안테나 그룹의 수를 증가시키거나 하나의 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나의 수를 증가시킨다.
그리고 전술한 바를 전제로 하여 피드백 정보를 정의하고, 정의된 피드백 정보에 의해 빔포밍 기술이 수행될 수 있도록 한다. 상기 피드백 정보는 최소의 정보 양으로 효율적인 빔포밍이 이루어질 수 있도록 새로이 정의될 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 송신 안테나 그룹 별로는 서로 다른 가중치를 부여하고, 각 송신 안테나 그룹을 구성하는 모든 송신 안테나들에 대해서는 동일한 가중치를 부여한다. 그리고 상기 가중치를 조절함으로써, 복수의 송신 안테나 그룹들 중 하나의 송신 안테나 그룹만이 데이터를 전송할 수 있도록 한다. 이는 사용할 송신 안테나 그룹을 선택적으로 사용할 수 있는 개념이다.
후술 될 본 발명의 제1실시 예에서는 피드백 정보에 의해 송신 안테나 그룹을 선택적으로 사용하는 빔포밍 장치 및 방법을 제공한다. 그리고 본 발명의 제2실시 예에서는 피드백 정보에 의해 송신 안테나 그룹별로 서로 다른 가중치를 부여하는 빔포밍 장치 및 방법을 제공한다.
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도 1은 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 다중 안테나 시스템의 일 예를 보이고 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(10)은 복수의 안테나들을 가지며, 상기 복수의 안테나들을 통해 송신 신호 열들을 전송하거나 단말들(20, 22, 24)로부터의 신호 열들을 수신한다. 상기 기지국(10)은 도면상에 나타나고 있지 않지만, 상기 단말들(20, 22, 24)과의 채널들을 형성하고 있다. 설명의 편의를 위해 제1단말(20)과 형성된 채널을 제1채널이라 하며, 제2단말(22)과 형성된 채널을 제2채널이라 한다. 그리고 제k단말(24)과 형성된 채널을 제k채널이라 한다.
상기 단말들(20, 22, 24) 각각은 상기 기지국(10)과 형성된 채널을 통해 신호 열을 수신하거나 송신한다. 그리고 상기 단말들(20, 22, 24) 각각은 상기 기지국(10)과 형성된 채널의 상황을 파악하고, 이를 피드백 정보로써 상기 기지국(10)에게 전달한다.
상기 기지국(10)은 상기 단말들(20, 22, 24)로부터 제공되는 피드백 정보에 의해 부호화 방식 또는 변조 방식을 결정한다. 또한 본 발명의 실시 예에 따라 상기 기지국(10)은 상기 피드백 정보에 의해 상기 단말들(20, 22, 24) 별로 신호 열을 전송하기 위한 송신 안테나 그룹을 선택하거나 송신 안테나 그룹별로 가중치를 부여한다. 상기 기지국은 선택된 송신 안테나 그룹의 송신 안테나들을 통해 신호 열을 전송하거나 부여된 가중치를 고려하여 신호 열을 송신 안테나를 통해 전송한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국과 단말간의 시그널링을 보이고 있다. 도 2에서는 하나의 채널을 통해 이루어지는 시그널링 절차만을 보이고 있으나 기지국에 의해 형성된 모든 채널들을 통해 동일한 시그널링 절차가 적용됨은 자명할 것이다.
도 2를 참조하면, 210단계는 기지국이 특정 단말로의 신호를 송신한다(신호 송신단계). 상기 기지국에 의해 송신된 신호는 상기 단말과 형성된 특정 채널을 통해 전송된다(채널단계).
상기 단말은 상기 특정 채널을 통해 전송되는 신호를 수신한다(수신단계). 그리고 상기 단말은 상기 신호의 수신에 따른 피드백 정보를 생성한다(피드백 정보 생성단계). 상기 피드백 정보는 송신측에서 신호 열 별로 전력 제어 및 변조 코딩 제어를 실시하기 위해 필요한 정보와, 빔포밍을 수행하기 위해 필요한 정보로 구성된다. 상기 빔포밍을 수행하기 위해 필요한 정보는 송신 안테나 그룹을 선택하기 위한 정보 또는 송신 안테나 그룹별로의 가중치를 부여하기 위한 정보이다. 상기 단말은 생성된 피드백 정보를 212단계에서 상기 기지국으로 전송한다(피드백 정보 송신단계).
상기 기지국은 상기 피드백 정보를 수신한 후 상기 피드백 정보를 확인한다. 그리고 상기 기지국은 상기 확인된 피드백 정보에 의해 신호 열 별로의 전력 제어 및 변조 코딩 제어를 수행하고, 신호 열을 전송할 송신 안테나 그룹을 선택하거나 각 송신 안테나 그룹 별로 가중치를 부여한다(피드백 정보 처리단계). 상기 기지국은 214단계에서 상기 피드백 정보에 의해 처리된 신호를 선택된 송신 안테나 그룹 또는 서로 다른 가중치가 부여된 송신 안테나 그룹들을 통해 상기 단말로 전송한다(신호 송신단계).
상기 기지국과 상기 단말간에는 상기 210단계 내지 214단계에 의한 신호 및 그에 대응한 피드백 정보의 송/수신이 지속적으로 이루어진다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(300)과 특정 단말(320)의 구조를 보이고 있다. 도 3에서는 송신측을 기지국이라 가정하고, 수신측을 단말이라 가정하고 있다. 하지만 송신측을 단말이라 가정하고, 수신측을 기지국이라 가정하더라도 후술 될 본 발명이 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
도 3을 참조하면, 신호 송신부(302)는 전송할 신호 열과 피드백 정보를 입력하고, 상기 신호 열을 상기 피드백 정보를 참조하여 전송한다. 상기 신호 송신부(302)는 일반 신호 처리부와 공간 신호 처리부를 포함한다. 상기 일반 신호 처리부는 단말에 전달할 하나의 신호 열을 복수의 신호 열로 분류하고, 상기 분류된 신호 열 별로 전력 제어 및 변조 코딩 제어를 실시한다. 상기 분류된 신호 열 별로의 전력 제어 및 변조 코딩 제어는 상기 피드백 정보에 의해 이루어진다.
상기 공간 신호 처리부는 상기 일반 신호 처리부로부터의 각 신호 열들에 대해 2개 인자들로 구성된 한 개의 빔포밍 가중치 벡터를 이용하여 빔포밍 처리한다. 상기 빔포밍은 그룹 방식에 의해 이루어진다. 상기 그룹방식에 의한 빔포밍은 상기 신호 열들을 각 송신 안테나 그룹 별로 부여된 가중치 벡터를 승산하는 것이다. 상기 가중치 벡터는 송신 안테나 그룹 별로 상이하며, 송신 안테나 그룹 내의 송신 안테나들에 대해서는 동일한 가중치를 부여한다. 상기 2개 인자들로 구성된 한 개의 가중치 벡터는 상기 단말로부터 피드백 정보를 통해 수신 받을 수 있다. 하지만 상기 가중치 벡터를 직접 수신하기 위해서는 많은 양의 피드백 정보가 요구된다. 따라서 바람직하기에는 사용될 수 있는 모든 가중치 벡터들을 송신측(기지국)과 수신측(단말)에서 사전에 약속하고, 피드백 정보로는 사용할 가중치 벡터의 인덱스만이 제공되도록 할 수 있다. 이는 적은 피드백 정보로써 가중치 벡터를 피드백 정보로 전송하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 신호 송신부(300)로부터 송신 안테나 그룹 별로 출력되는 신호는 다중경로 송신채널(310)을 통해 상기 단말로 전송된다. 상기 다중경로 송신채널(310)은 다중 송신 안테나 및 다중 경로 이동 통신 채널 특성을 포함한다. 따라서 상기 다중경로 송신채널(310)은 송신 안테나 그룹별로 출력된 신호에 대해 이득과 위상 그리고 지연으로 구성되는 다중 송신 안테나 및 다중 경로 이동 통신 채널 특성을 각각 인가한다. 이에 추가하여 상기 신호들 각각에 대해서는 잡음이 더해진다. 상기 잡음이 더해진 신호들은 각 단말 별로 수신될 것이다.
상기 단말(300)을 구성하는 신호 수신부(322)는 상기 다중경로 송신채널(310)을 통해 수신한 신호에 대해 복조 및 복호를 수행하여 상기 기지국이 전송하고자 했던 신호 성분을 출력한다. 그리고 피드백 정보 생성부(324)는 상기 신호 수신부(322)의 처리 결과를 입력하고, 상기 처리 결과에 의해 상기 다중경로 송신채널(310)의 상황에 따른 피드백 정보를 생성한다. 이렇게 생성된 피드백 정보는 상기 기지국으로 전송된다. 상기 피드백 정보는 앞에서도 밝힌 바와 같이 일반 신호 처리를 위한 정보와 공간 신호 처리를 위한 정보를 포함한다. 상기 일반 신호 처리를 위한 정보는 신호 열에 대한 전력 제어 및 변조 코딩 제어를 수행하는데 필요한 정보이다. 상기 공간 신호 처리를 위한 정보는 사용할 송신 안테나 그룹을 선택하거나 각 송신 안테나 그룹별로의 가중치를 부여하는데 필요한 정보이다.
상기 피드백 정보는 상기 기지국(300)을 구성하는 피드백 정보 처리부(304)로 제공된다. 상기 피드백 정보 처리부(304)는 상기 단말(320)로부터의 피드백 정보를 확인하고, 상기 확인 결과에 의해 채널 선택 정보, 전력 제어 및 변조/부호화 정보 및 송신 안테나 그룹별 가중치 정보를 결정한다. 그 후 상기 결정한 채널 선택 정보, 전력 제어 및 변조/부호화 정보 및 송신 안테나 그룹별 가중치 정보를 상기 신호 송신부(302)로 전달한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 살펴보도록 한다.
A. 제1실시 예
본 발명의 제1실시 예에서는 복수의 송신 안테나들을 송신 안테나 그룹들로 분류하고, 피드백 정보에 의해 상기 송신 안테나 그룹들 중 하나의 송신 안테나 그룹을 선택하여 데이터를 전송하는 빔포밍 장치 및 방법을 제안한다. 그리고 상기 송신 안테나 그룹들 중 하나의 송신 안테나 그룹을 선택하는 피드백 정보를 구성하는 방법에 대해서도 설명한다.
A-1. 빔포밍 장치 및 방법
도 4에서는 피드백 정보에 의해 각 신호 열들이 전송될 송신 안테나 그룹을 선택하기 위한 신호 송신부(302)의 구조를 보이고 있다. 도 4의 구조는 크게 일반 신호 처리부와 공간 신호 처리부로 구분할 수 있다. 상기 일반 신호 처리부는 다중화부(410)와 두 개의 적응 변조/부호화부들(412, 414)로 구성되며, 상기 공간 신호 처리부는 스위칭부(416)와 송신 안테나 그룹들(418, 420)에 의해 구성된다.
도 4를 참조하면, 전송하고자 하는 데이터 스트림은 다중화부(410)로 입력된다.
상기 다중화부(410)는 상기 데이터 스트림을 적어도 두 개의 신호 열들로 분류한다. 상기 다중화부(410)로부터 출력되는 신호 열의 수는 적응 변조/부호화부의 수에 대응한다. 그리고 상기 적응 변조/부호화부의 개수는 하나의 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나의 수에 대응한다. 도 4에서는 4개의 송신 안테나들을 2개의 송신 안테나 그룹으로 분류하고 있음에 따라 상기 다중화부(410)로부터 2개의 신호 열이 출력됨을 가정한다. 상기 다중화부(410)에 의해 분류된 제1신호 열은 제1적응 변조/부호화부(412)로 전달되며, 제2신호 열은 제2적응 변조/부호화부(414)로 전달된다.
상기 제1적응 변조/부호화부(412)는 피드백 정보 처리부(304)로부터의 전력 및 변조 코딩 정보들을 이용하여 상기 제1신호 열에 대해 전력 제어, 변조 및 부호화를 실시한 후 대역 확산하여 출력한다. 상기 제2적응 변조/부호화부(414)는 상기 피드백 정보 처리부(304)로부터의 전력 및 변조 코딩 정보들을 이용하여 상기 제2신호 열에 대해 전력 제어, 변조 및 부호화를 실시한 후 대역 확산하여 출력한다. 이때 상기 피드백 정보 처리부(304)로부터 제공되는 전력 및 변조 코딩 정보는 단말로부터의 피드백 정보에 의해 결정된다. 상기 제1적응 변조/부호화부(412)와 상기 제2적응 변조/부호화부(414)로부터의 신호 열들은 스위칭부(416)로 전달된다.
상기 스위칭부(416)는 제1스위치와 제2스위치로 구성된다. 상기 제1스위치는 그룹 선택신호에 의해 상기 제1적응 변조/부호화부(412)를 제1송신 안테나 그룹(418) 또는 제2송신 안테나 그룹(420)에 연결한다. 상기 제2스위치는 그룹 선택신호에 의해 상기 제2적응 변조/부호화부(414)를 상기 제1송신 안테나 그룹(418) 또는 상기 제2송신 안테나 그룹(420)에 연결한다. 상기 제1송신 안테나 그룹(418)은 제1송신 안테나(ANT #1)와 제2송신 안테나(ANT #2)로 구성되며, 상기 제2송신 안테나 그룹(420)은 제3송신 안테나(ANT #3)와 제4송신 안테나(ANT #4)로 구성된다. 이때 동일 송신 안테나 그룹으로는 상호간 간섭이 최소화될 수 있도록 송신 안테나를 분류한다. 상기 제1적응 변조/부호화부(412)는 상기 제1스위치를 통해 상기 제1송신 안테나 그룹(418)의 제1송신 안테나(ANT #1)와 상기 제2송신 안테나 그룹(420)의 제3송신 안테나(ANT #3)가 연결된다. 상기 제2적응 변조/부호화부(414)는 상기 제2스위치를 통해 상기 제1송신 안테나 그룹(418)의 제2송신 안테나(ANT #2)와 상기 제2송신 안테나 그룹(420)의 제4송신 안테나(ANT #4)가 연결된다.
상기 스위치부(416)는 상기 피드백 정보 처리부(304)로부터의 그룹 선택신호에 의해 제어된다. 상기 그룹 선택신호의 비트 수는 송신 안테나 그룹의 수에 의해 결정된다. 도 4에서는 네 개의 송신 안테나들이 두 개의 송신 안테나 그룹으로 분류되는 것을 가정하고 있다. 따라서 그룹 선택신호는 두 개의 송신 안테나 그룹들 중 하나의 송신 안테나 그룹을 선택하기 위한 1비트로 구성할 수 있다. 만약 송신 안테나 그룹이 세 개 내지 네 개가 존재하는 경우에는 2비트의 그룹 선택신호가 요구된다. 한편 상기 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나의 수는 그룹 선택신호의 비트 수에는 영향을 미치지 않는다. 상기 그룹 선택신호는 상기 단말로부터의 피드백 정보에 의해 결정된다.
예컨대 그룹 선택신호로 1이 입력되면, 제1스위치와 제2스위치는 온 상태가 된다. 따라서 제1적용 변보/부호화부(412)과 제2적응 변조 부호화부(414)의 출력은 제1송신 안테나 그룹(418)으로 출력된다. 즉 상기 제1적응 변조/부호화부(412)의 출력은 제1송신 안테나(ANT #1)로 입력되고, 상기 제2적응 변조/부호화부(414)의 출력은 제2송신 안테나(ANT #2)로 입력된다.
상기 그룹 선택신호로 0이 입력되면, 상기 제1스위치와 상기 제2스위치는 오프 상태가 된다. 따라서 상기 제1적응 변조/부호화부(412)와 상기 제2적응 변조/부호화부(414)의 출력은 제2송신 안테나 그룹(420)으로 출력된다. 즉 상기 제1적응 변조/부호화부(412)의 출력은 제3송신 안테나(ANT #3)로 입력되고, 상기 제2적응 변조/부호화부(414)의 출력은 제4송신 안테나(ANT #4)로 입력된다.
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A-2. 피드백 정보 구성 방법
이하 수신측(단말)에서 본 발명의 제1실시 예를 위한 피드백 정보를 생성하고, 이를 전송하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
수신 신호(y(t))는 하기 <수학식 1>로 정의된다.
Figure 112008020404170-pat00049
여기서, H(t)는 기지국으로부터 전송된
Figure 112008020404170-pat00050
MIMO 채널 메트릭(
Figure 112008020404170-pat00051
MIMO channel matrix from the Node -B), s(t)는
Figure 112008020404170-pat00052
의 전송된 심볼 벡터(
Figure 112008020404170-pat00053
transmitted symbol vector), n(t)는 각 엘리먼트의 분배 CN(0,N0/2IMr)에 의한
Figure 112008020404170-pat00054
의 가변 백색 가우시안 잡음 벡터(
Figure 112008020404170-pat00055
additive white Gaussian noise (AWGN) vector with distribution CN(0,N0/2IMr) for each element), W(t)는 빔포밍 전송을 위해 사용된 메트릭(matrix used for transmit beamforming), x(t)는 빔포머에 의해 전송된 신호 벡터(signal vector transformed by beamformer (x(t) = W(t)s(t))), y(t)는
Figure 112008020404170-pat00056
의 수신된 심볼 벡터(received symbol vector (t : the index of the time-slot))이다.
상기 단말은 상기 수신 신호(y(t)를 이용하여 다중 안테나 시스템에서 최대 처리량(throughput) 또는 전송 데이터 양을 얻을 수 있도록 하는 가중치 매트릭스를 찾는다. 그리고 상기 가중치 매트틱스를 지정하는 인덱스를 피드백 정보로써 기지국으로 전송한다. 이를 일반화하면 하기 <수학식 2>와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008020404170-pat00057
여기서
Figure 112008020404170-pat00019
는 빔포밍을 위해 사용할 가중치 메트릭스이고,
Figure 112008020404170-pat00020
는 피드백 정보에 의해 선택된 가중치 매트릭스이며, k0는 처리량(Ck(t))이 최대가 되도록 하는 가중치 메트릭스의 인덱스이다. 따라서 상기 k0를 결정하고, 이를 피드백 정보로써 기지국으로 제공한다. 상기 기지국은 상기 k0에 의해 사용할 가중치 메트릭스를 결정한다.
상기 단말은 k0를 결정하기 위해 사용될 수 있는 가중치 메트릭스 별로의 처리량(Ck(t))을 계산할 수 있어야 한다. 이를 일반화하면 하기 <수학식 3>로 정의될 수 있다.
Figure 112008020404170-pat00058
여기서
Figure 112008020404170-pat00059
는 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio)이며, c f(x)는 capacity function depending on the running system (e.g., c f(x) = log2(1+x))이다.
상기 <수학식 3>에서 요구되는 신호대 잡음비
Figure 112006091110473-pat00025
를 계산하기 위해서는 Gm,k(t)를 구하여야 한다. 상기 단말은 SIC 기법을 적용할 시 상기 y(t)로부터 잡음 성분 등을 제거하기 위한 파라미터 Gm,k(t)를 구한다. 상기 Gm,k(t)은 상기 SIC 기법을 적용하기 위해 수신측에서 반드시 필요한 파라미터로써, 하기 <수학식 4>에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112008020404170-pat00060
여기서,
Figure 112008020404170-pat00061
은
Figure 112008020404170-pat00062
dimension square identity matrix이고,
Figure 112008020404170-pat00003
은 deflated version of the beam-formed channel matrix로써
Figure 112008020404170-pat00063
로 정의된다.
전술한 바에 의해 단말은 최대 처리량을 얻을 수 있는 가중치 메트릭스를 지정하는 가중치 인덱스 k0를 결정하고, 이를 기지국으로 전송한다. 상기 k0는 기지국에서 송신 안테나 그룹을 선택하기 위한 그룹 선택신호로 사용될 수 있다.
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한편 상기 기지국은 상기 가중치 인덱스 k0에 의해 선택될 수 있는 모든 가중치 메트릭스를 가진다. 하기 <수학식 5>에서는 상기 가중치 메트릭스들을 정의하고 있다.
Figure 112008020404170-pat00064
상기 <수학식 5>에서 보이고 있는 바와 같이 단말로부터의 피드백 정보에 의해서는 두 개의 메트릭스들 중 하나의 메트릭스가 선택될 수 있다.
상기 단말로부터 피드백 정보로 k0=1이 제공되면, 첫 번째 메트릭스
Figure 112006091110473-pat00028
이 선택된다. 상기 첫 번째 메트릭스
Figure 112006091110473-pat00029
이 선택될 시 제1송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "1"이 제공되며, 제2송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "0"이 입력된다. 즉 제1스위치를 통해 ANT #1에 연결되는 경로 및 제2스위치를 통해 ANT #2에 연결되는 경로의 가중치로 "1"이 입력되며, 상기 제1스위치를 통해 ANT #3에 연결되는 경로 및 상기 제2스위치를 통해 ANT #4에 연결되는 경로의 가중치로 "0"이 입력된다. 따라서 제1적응 변조/부호화부(412)와 제2적응 변조/부호화부(414)로부터의 출력은 상기 ANT #1과 상기 ANT #2로 구성된 제1송신 안테나 그룹으로 입력된다.
상기 단말로부터 피드백 정보로 k0=2가 제공되면, 두 번째 메트릭스
Figure 112006091110473-pat00030
가 선택된다. 상기 두 번째 메트릭스
Figure 112006091110473-pat00031
가 선택될 시 상기 제1송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "0"이 제공되며, 상기 제2송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "1"이 입력된다. 즉 제1스위치를 통해 ANT #1에 연결되는 경로 및 제2스위치를 통해 ANT #2에 연결되는 경로의 가중치로 "0"이 입력되며, 상기 제1스위치를 통해 ANT #3에 연결되는 경로 및 상기 제2스위치를 통해 ANT #4에 연결되는 경로의 가중치로 "1"이 입력된다. 따라서 제1적응 변조/부호화부(412)와 제2적응 변조/부호화부(414)로부터의 출력은 상기 ANT #3과 상기 ANT #4로 구성된 제2송신 안테나 그룹으로 입력된다.
앞에서 예시한 바에서는 k0이 "1"과 "2"인 경우를 가정하였으나 한 비트의 그룹 선택신호를 사용하기 위해서는 "0"과 "1"로 정의될 수 있다. 그리고 전술한 설명에서는 피드백 정보로 가중치 메트릭스의 인덱스를 사용하지 않고 있다. 하지만 그룹 선택비트를 사용하여 구현하는 것도 가능하다. 즉 그룹 선택비트로 "0"이 제공되는 스위칭부가 오프되도록 하여 제2송신 안테나 그룹이 선택되도록 하고, 그룹 선택비트로 "1"이 제공되면 스위칭부가 온되도록 하여 제1송신 안테나 그룹이 선택되도록 한다.
B. 제2실시 예
본 발명의 제2실시 예에서는 복수의 송신 안테나들을 송신 안테나 그룹들로 분류하고, 피드백 정보에 의해 상기 송신 안테나 그룹 별로 가중치를 부여하여 빔포밍을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다. 그리고 상기 송신 안테나 그룹 별로 가중치를 부여하기 위한 피드백 정보를 구성하는 방법에 대해서도 설명한다.
도 5에서는 피드백 정보에 의해 각 신호 열들이 전송될 송신 안테나 그룹 별로 가중치를 부여하는 신호 송신부(302)의 구조를 보이고 있다. 도 5의 구조는 크게 일반 신호 처리부와 공간 신호 처리부로 구분할 수 있다. 상기 일반 신호 처리부는 다중화부(510)와 두 개의 적응 변조/부호화부들(512, 514)로 구성되며, 상기 공간 신호 처리부는 두 개의 컴바이너들(516, 518)과 송신 안테나 그룹들(520, 522)에 의해 구성된다.
도 5를 참조하면, 전송하고자 하는 데이터 스트림은 다중화부(510)로 입력된다. 상기 다중화부(510)는 상기 데이터 스트림을 적어도 두 개의 신호 열들로 분류한다. 상기 다중화부(510)로부터 출력되는 신호 열의 수는 적응 변조/부호화부의 수에 대응한다. 상기 적응 변조/부호화부의 개수는 하나의 송신 안테나 그룹의 송신 안테나의 수에 대응한다. 도 5에서는 4개의 송신 안테나들을 2개의 송신 안테나 그룹으로 분류하고 있음에 따라 상기 다중화부(510)로부터 2개의 신호 열이 출력됨을 가정한다. 상기 다중화부(510)에 의해 분류된 제1신호 열은 제1적응 변조/부호화부(512)로 전달되며, 제2신호 열은 제2적응 변조/부호화부(514)로 전달된다.
상기 제1적응 변조/부호화부(512)는 피드백 정보 처리부(304)로부터의 전력 및 변조 코딩 정보들을 이용하여 상기 제1신호 열에 대해 전력 제어, 변조 및 부호화를 실시한 후 대역 확산하여 출력한다. 상기 제2적응 변조/부호화부(514)는 피드백 정보 처리부(304)로부터의 전력 및 변조 코딩 정보들을 이용하여 상기 제2신호 열에 대해 전력 제어, 변조 및 부호화를 실시한 후 대역 확산하여 출력한다. 이때 상기 전력 및 변조 코딩 정보는 단말로부터의 피드백 정보에 의해 결정된다. 상기 제1적응 변조/부호화부(512)와 상기 제2적응 변조/부호화부(514)로부터의 신호 열들은 제1 및 제2컴바이너들(516, 518)로 전달된다.
상기 제1컴바이너(516)는 제1송신 안테나 그룹에 대응하며, 상기 제1적응 변조/부호화부(512)와 상기 제2적응 변조/부호화부(514)로부터의 신호 열 각각을 할당된 가중치
Figure 112006091110473-pat00032
로 승산하여 출력한다. 상기 제1컴바이너(516)로부터 출력되는 신호 열들은 상기 제1송신 안테나 그룹의 제1송신 안테나(ANT #1)와 제2송신 안테나(ANT #2)로 입력된다.
상기 제2컴바이너(518)는 제2송신 안테나 그룹에 대응하며, 상기 제1적응 변조/부호화부(512)와 상기 제2적응 변조/부호화부(514)로부터의 신호 열 각각을 할당된 가중치
Figure 112006091110473-pat00033
로 승산하여 출력한다. 상기 제2컴바이너(518)로부터 출력되는 신호 열들은 상기 제2송신 안테나 그룹의 제3송신 안테나(ANT #3)와 제4송신 안테나(ANT #4)로 입력된다.
전술한 바와 같이 본 발명의 제2실시 예에서는 각 송신 안테나 그룹별로 서로 다른 가중치(
Figure 112006091110473-pat00034
,
Figure 112006091110473-pat00035
)가 할당된다.
상기 가중치들 (
Figure 112006091110473-pat00036
,
Figure 112006091110473-pat00037
)은 단말로부터의 피드백 정보에 의해 피드백 정보 처리부(304)가 결정한다. 상기 피드백 정보 처리부(304)는 상기 가중치들을 결정하기 위해 기지국에서 사용할 수 있는 가중치들을 상기 단말과 미리 약속하여 정하여 둔다. 그리고 상기 단말로부터 제공되는 가중치 인덱스 정보에 대응하는 가중치들을 선택하여 제1및 제2컴바이너(516, 518)로 전달한다.
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이때 상기 기지국에서는 가중치 인덱스 정보 k에 의해 각 송신 안테나 그룹 별로 할당할 가중치를 계산할 수 있도록 구현할 수 있다. 하기 <수학식 6>에서는 송신 안테나 그룹별로 가중치를 부여하기 위해 사전에 기지국과 단말 간에 약속된 가중치 메트릭스 패턴의 일 예를 보이고 있다.
Figure 112008020404170-pat00065
상기 <수학식 6>에서 제시한 가중치 메트릭스에서도 알 수 있듯이 같은 송신 안테나 그룹에 속하는 송신 안테나들에 대해서는 동일한 가중치가 부여된다.
하기 <수학식 7>에서는 상기 가중치 메트릭스를 완성하기 위해 필요한
Figure 112008020404170-pat00039
,
Figure 112008020404170-pat00040
를 계산하는 일 예를 제안하고 있다.
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Figure 112008020404170-pat00066
상기 <수학식 7>에 의하면,
Figure 112008020404170-pat00041
은 고정 값을 갖도록 하고,
Figure 112008020404170-pat00042
를 피드백 정보로 제공되는 가중치 인덱스 정보 k에 의해 정의한다. 상기 가중치 인덱스 정보는 0에서 3의 값을 가짐에 따라 상기 가중치 인덱스 정보를 전송하기 위해 2비트가 사용된다.
상기 단말은 상기 <수학식 7>에 의해 최적의 가중치 조합을 결정한다. 그리고 상기 최적의 가중치 조합을 얻기 위해 사용된 가중치 인덱스(k)를 피드백 정보로써 상기 기지국으로 전달한다.
상기 기지국은 상기 2비트의 가중치 인덱스 정보에 의해 사용할 가중치 메트릭스를 결정하고, 이를 컴바이너(516)로 제공함으로써, 각 송신 안테나 그룹별로 고유한 가중치를 제공한다.
C. 제3실시 예
본 발명의 제3실시 예에서는 피드백 정보에 의해 각각의 송신 안테나별로 가중치를 부여하여 빔포밍을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다. 그리고 상기 송신 안테나 그룹별로 가중치를 부여하기 위한 피드백 정보를 구성하는 방법에 대해서도 설명한다.
도 6에서는 피드백 정보에 의해 각 신호 열들이 전송될 송신 안테나별로 가중치를 부여하는 신호 송신부(302)의 구조를 보이고 있다. 도 6의 구조는 크게 일반 신호 처리부와 공간 신호 처리부로 구분할 수 있다. 상기 일반 신호 처리부는 다중화부(610)와 두 개의 적응 변조/부호화부들(612, 614)로 구성되며, 상기 공간 신호 처리부는 하나의 컴바이너(616)와 송신 안테나들(618)에 의해 구성된다. 상기 일반 신호 처리부의 동작은 제1 및 제2실시 예서와 동일함에 따라 구체적인 설명은 생략한다.
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도 6을 참조하면, 컴바이너(616)는 제1적응 변조/부호화부(612)로부터의 신호 열을 서로 다른 가중치(W11, W21)에 의해 승산하고, 상기 서로 다른 가중치가 승산된 두 개의 신호 열들 각각을 대응하는 송신 안테나들(ANT #1, ANT #3)로 전달한다. 그리고 제2적응 변조/부호화부(614)로부터의 신호 열을 서로 다른 가중치(W21, W22)에 의해 승산하고, 상기 서로 다른 가중치가 승산된 두 개의 신호 열들 각각은 대응하는 송신 안테나들(ANT #2, ANT #4)로 전달된다.
상기 컴바이너(616)에서의 가중치들(W11, W21, W12, W22)은 상기 단말로부터의 피드백 정보에 의해 상기 피드백 정보 처리부(304)가 결정한다. 상기 피드백 정보 처리부(304)는 상기 가중치들(W11, W21, W12, W22)을 결정하기 위해 기지국에서 사용할 가중치 메트릭스를 상기 단말과 미리 약속하여 정하여 둔다. 그리고 상기 단말로부터 제공되는 가중치 인덱스 정보에 의해 상기 가중치들(W11, W21, W12, W22)을 계산한다. 그리고 상기 계산된 가중치들(W11, W21, W12, W22)이 반영된 상기 가중치 메트릭스에 의해 상기 컴바이너(616)의 동작을 제어한다. 이때 상기 가중치 인덱스 정보는 각각 2비트로 표현되는 k1과 k2로 구성된다. 따라서 본 발명의 제3실시 예에서는 4비트의 가중치 인덱스 정보가 피드백 정보로 사용된다.
도 7은 앞에서 살펴본 본 발명의 제1 내지 제3실시 예들 각각의 성능 그래프이다. 도 7에서 보이듯이 본 발명의 실시 예들에 따른 성능이 거의 유사하게 나타나고 있음을 알 수 있다. 그렇지만 세 번째 실시 예를 적용할 시 가장 양호한 성능을 보이고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 다중 수신 안테나를 포함하는 단말과 다중 송신 안테나를 포함하는 기지국을 고려하는 이동 통신 장치 및 방법은 단말에서 기지국으로 궤환되는 다중 안테나 다중 경로 채널의 하향 특성을 반영한 가중치들을 이용하여, 각 신호 열 그룹마다 동일한 가중치 벡터를 승산하는 그룹방식 빔포밍을 수행한다. 이러한 처리는 수신받는 궤환 가중치 벡터 수를 한 개로 줄여 궤환 정보의 양을 최소화 시키면서도, 신호 열 그룹간의 간섭은 수신기의 다중 수신 안테나들로 처리하는 다중 송수신 (MIMO) 간섭 제거 원리에 근거하여 여전히 전송 데이터 량을 최대화하는 효과를 갖는다. 특히 이동국에서 successive interference cancellation (SIC)와 같은 향상된 수신 방법을 사용할 경우 그 효과가 탁월하다.

Claims (29)

  1. 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서 적응적 변조/부호화를 통해 출력되는 복수의 비트 열들을 복수의 송신 안테나들을 통해 전송하기 위한 빔포밍을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 송신 안테나들을 복수의 송신 안테나 그룹들로 분류하는 과정과,
    단말로부터 피드백되는 그룹 선택신호에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹들 중 하나를 선택하는 과정과,
    상기 복수의 비트 열 각각을 상기 선택한 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나들 중 대응하는 송신 안테나로 출력하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 그룹 선택신호는 상기 복수의 송신 안테나 그룹들에 대한 가중치 선택 정보를 포함하는 빔포밍 수행방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 그룹 선택신호에 의해 상기 선택된 송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "1" 부여하고, 선택되지 않은 송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "0" 부여함을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단말은 상기 그룹 선택신호(k0)를
    Figure 112008068242059-pat00074
    에 의해 결정하며, 여기서 k는 0 또는 1이며, Ck(t)는 k가 그룹 선택신호로 사용될 시의 전송 데이터 양을 의미하고, t는 타임 슬롯 인덱스임을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 복수의 송신 안테나들 중 상호 간섭이 최소화될 수 있는 송신 안테나들을 하나의 송신 안테나 그룹으로 분류함을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 송신 안테나는 4개로 구성되며, 상기 송신 안테나 그룹은 2개의 송신 안테나들로 구성됨을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 비트 열이 증가함에 따라 상기 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나의 개수가 증가함을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  7. 제2항에 있어서,
    Figure 112008068242059-pat00048
    개의 송신 안테나 그룹이 사용될 시 상기 그룹 선택신호는 n비트로 구성되며, 여기서 n은 양의 정수임을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  8. 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서 빔포밍을 수행하는 장치에 있어서,
    하나의 비트 열을 복수의 비트 열들로 다중화하고, 상기 복수의 비트 열들 각각에 대한 적응적 변조/부호화를 수행하는 일반 신호 처리부와,
    복수의 송신 안테나들을 복수의 송신 안테나 그룹들로 분류하고, 단말로부터 피드백되는 그룹 선택신호에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹들 중 하나를 선택하며, 상기 적응적 변조/부호화가 수행된 복수의 비트 열 각각을 상기 선택한 송신 안테나 그룹의 송신 안테나들 중 대응하는 송신 안테나로 출력하는 공간 신호 처리부를 포함하며,
    여기서 상기 그룹 선택신호는 상기 복수의 송신 안테나 그룹들에 대한 가중치 선택 정보를 포함하는 빔포밍 수행장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 일반 신호 처리부는,
    하나의 비트 열을 복수의 비트 열들로 다중화하는 다중화부와,
    단말로부터의 피드백 정보에 의해 상기 복수의 비트 열들 각각에 대한 적응적 변조/부호화를 수행하는 복수의 적응 변조/부호화부들로 구성됨을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 공간 신호 처리부는,
    복수의 송신 안테나 그룹들로 분류되는 복수의 송신 안테나들과,
    상기 단말로부터 피드백되는 그룹 선택신호에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹들 중 하나의 송신 안테나 그룹을 선택함으로써, 상기 적응적 변조/부호화가 수행된 복수의 비트 열 각각이 상기 선택한 송신 안테나 그룹의 송신 안테나들 중 대응하는 송신 안테나로 출력되도록 하는 스위칭부로 구성됨을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 그룹 선택신호에 의해 상기 선택된 송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "1"을 부여하고, 선택되지 않은 송신 안테나 그룹에 대해서는 가중치 "0"을 부여함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단말은 상기 그룹 선택신호(k0)를
    Figure 112008068242059-pat00075
    에 의해 결정하며, 여기서 k는 0 또는 1이며, Ck(t)는 k가 그룹 선택신호로 사용될 시의 전송 데이터 양을 의미하고, t는 타임 슬롯의 인덱스임을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 복수의 송신 안테나들 중 상호 간섭이 최소화될 수 있는 송신 안테나들을 하나의 송신 안테나 그룹으로 분류함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 송신 안테나는 4개로 구성되며, 상기 송신 안테나 그룹은 2개의 송신 안테나들로 구성함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 비트 열이 증가함에 따라 상기 송신 안테나 그룹의 송신 안테나의 개수가 증가함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  16. 제11항에 있어서, 2n개의 송신 안테나 그룹이 사용될 시 상기 그룹 선택신호는 n비트로 구성되며, 여기서 n은 양의 정수임을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  17. 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서 적응적 변조/부호화를 통해 출력되는 복수의 비트 열들을 복수의 송신 안테나들을 통해 전송하기 위한 빔포밍을 수행하는 방법에 있어서,
    단말로부터의 피드백 정보를 수신하는 과정과,
    상기 피드백 정보로부터 가중치 선택 정보를 획득하고, 상기 가중치 선택 정보에 의해 송신 안테나별로의 가중치를 부여하는 과정과,
    해당 송신 안테나를 통해 전송하고자 하는 비트 열을 상기 해당 송신 안테나에 대해 부여된 가중치에 의해 승산하는 과정과,
    상기 가중치에 의해 승산된 비트 열을 상기 해당 송신 안테나로 출력하는 과정을 포함하는 빔포밍 수행방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 송신 안테나별로 부여되는 가중치는 서로 상이함을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 송신 안테나별로의 가중치를 부여하는 과정은,
    상기 복수의 송신 안테나들을 복수의 송신 안테나 그룹으로 분류하는 과정과,
    상기 피드백 정보로부터 가중치 선택 정보를 획득하고, 상기 가중치 선택 정보에 의해 상기 송신 안테나 그룹별로 가중치를 부여하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 송신 안테나 그룹 내의 송신 안테나에 대해서는 동일한 가중치를 부여함을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 송신 안테나별로의 가중치를 부여하는 과정은,
    상기 피드백 정보로부터 가중치 선택 정보를 획득하는 과정과,
    상기 가중치 선택 정보에 의해 미리 약속된 가중치 메트릭스를 선택하는 과정과,
    상기 선택된 가중치 메트릭스에 의해 송신 안테나별로의 가중치를 부여하는 과정을 포함하는 빔포밍 수행방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 가중치 메트릭스는
    Figure 112008068242059-pat00076
    의 패턴을 가지며, 상기 가중치 메트릭스에서 각 송신 안테나 그룹별 가중치들(
    Figure 112008068242059-pat00077
    ,
    Figure 112008068242059-pat00078
    )은
    Figure 112008068242059-pat00079
    에 의해 결정되며, 여기서 k는 가중치 선택 정보이고, t는 타임 슬롯의 인덱스임을 특징으로 하는 빔포밍 수행방법.
  22. 다중 안테나 방식을 사용하는 기지국에서 빔포밍을 수행하는 장치에 있어서,
    하나의 비트 열을 복수의 비트 열들로 다중화하고, 상기 복수의 비트 열들 각각에 대한 적응적 변조/부호화를 수행하는 일반 신호 처리부와,
    단말로부터 피드백되는 가중치 선택 정보에 의해 송신 안테나별로의 가중치를 부여하고, 상기 일반 신호 처리부로부터 출력되는 복수의 비트 열들 중 해당 송신 안테나를 통해 전송하고자 하는 비트 열을 상기 해당 송신 안테나에 대해 부여된 가중치에 의해 승산하며, 상기 가중치에 의해 승산된 비트 열을 상기 해당 송신 안테나로 출력하는 공간 신호 처리부를 포함하는 빔포밍 수행장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 공간 신호 처리부는, 상기 송신 안테나별 가중치를 서로 상이하게 부여함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 일반 신호 처리부는,
    하나의 비트 열을 복수의 비트 열들로 다중화하는 다중화부와,
    단말로부터의 피드백 정보에 의해 상기 복수의 비트 열들 각각에 대한 적응적 변조/부호화를 수행하는 복수의 적응 변조/부호화부들로 구성됨을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 공간 신호 처리부는,
    복수의 송신 안테나 그룹들로 분류되는 복수의 송신 안테나들과,
    상기 송신 안테나 그룹 별로의 가중치가 제공되며, 상기 복수의 비트 열들을 상기 송신 안테나 그룹 별로의 가중치에 의해 승산하여 대응하는 송신 안테나 그룹으로 출력하는 컴바이너로 구성되며,
    여기서 상기 송신 안테나 그룹 내의 송신 안테나에 대해서는 동일한 가중치를 부여함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  26. 제22항에 있어서, 상기 복수의 송신 안테나들 중 상호 간섭이 최소화될 수 있는 송신 안테나들을 하나의 송신 안테나 그룹으로 분류함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  27. 제22항에 있어서, 상기 송신 안테나는 4개로 구성되며, 상기 송신 안테나 그룹은 2개의 송신 안테나들로 구성함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  28. 제22항에 있어서, 상기 비트 열이 증가함에 따라 상기 송신 안테나 그룹을 구성하는 송신 안테나의 개수가 증가함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
  29. 제22항에 있어서, 상기 단말로부터 피드백되는 가중치 선택 정보(k)에 의해 상기 복수의 송신 안테나 그룹별로의 가중치들을
    Figure 112008068242059-pat00080
    에 의해 계산하는 피드백 정보 처리부를 더 구비함을 특징으로 하는 빔포밍 수행장치.
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