KR101298136B1 - Apparatus and method for beamforming in multiple antenna systems - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템에서 빔 형성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 수신기로부터 수신된 신호를 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하여 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정하는 과정과, 상기 수신기의 채널 변화량을 확인하는 과정과, 상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보와 상기 채널 변화량을 이용하여 빔 계수를 생성하여 빔을 형성하는 과정을 포함하여, 하향링크의 자원 할당 대역의 채널 정보를 획득할 수 있고, 채널의 변화에 따라 적응적으로 빔을 형성하여 상기 다중안테나 시스템의 링크 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a beam forming apparatus and method in a multi-antenna system, comprising: estimating channel information of each channel estimation section by dividing an entire band into a predetermined number of channel estimation sections, and The method may include obtaining a channel change amount, and generating a beam coefficient by generating a beam coefficient using the channel information of each channel estimation interval and the channel change amount, and obtaining channel information of a downlink resource allocation band. In addition, there is an advantage in that the link performance of the multi-antenna system can be improved by adaptively forming a beam according to a change of a channel.

다중 안테나, 자원 할당 방식, 채널 추정, 빔 형성 Multiple Antenna, Resource Allocation Method, Channel Estimation, Beamforming

Description

다중 안테나 시스템에서 빔 형성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BEAMFORMING IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEMS}Apparatus and method for beamforming in a multi-antenna system {APPARATUS AND METHOD FOR BEAMFORMING IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEMS}

도 1은 종래 기술에 따른 다중 안테나 시스템에서 PUSC 자원할당 단위를 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating a PUSC resource allocation unit in a multiple antenna system according to the prior art;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 채널을 추정하기 위한 절차를 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating a procedure for estimating a channel in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 채널 추정 테이블을 도시하는 도면,3 illustrates a channel estimation table in a multi-antenna system according to the present invention;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 빔을 형성하기 위한 절차를 도시하는 도면,4 is a diagram illustrating a procedure for forming a beam in a multiple antenna system according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 송신기의 블록 구성을 도시하는 도면, 및5 is a block diagram of a transmitter in a multi-antenna system according to the present invention; and

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 성능 변화 그래프를 도시하는 도면.6 is a diagram illustrating a performance change graph according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 다중 안테나 시스템에서 빔 형성(Beamforming) 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 자원 할당 방식이 다른 경우 빔을 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a beamforming apparatus and method in a multi-antenna system, and more particularly, to an apparatus and method for forming a beam when uplink / downlink resource allocation schemes are different in the multi-antenna system.

무선 이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스가 요구된다. 상기 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 전송 데이터의 대용량화 및 데이터 전송의 고속화가 진행되면서 한정된 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 다중 안테나 시스템(예 : MIMO(Multiple Input Multiple Output))의 연구가 진행되고 있다. Due to the rapid growth of the wireless mobile communication market, various multimedia services are required in a wireless environment. In order to provide the multimedia service, research on a multi-antenna system (for example, MIMO (Multiple Input Multiple Output)) capable of efficiently using a limited frequency is being conducted as the capacity of transmission data and the speed of data transmission are increased.

상기 다중 안테나 시스템은 추가적인 주파수나 송신 전력 할당 없이도 단일 안테나 시스템에 비해 전송 신뢰도와 전송률을 증가시킬 수 있다. The multi-antenna system can increase transmission reliability and transmission rate compared to a single antenna system without additional frequency or transmission power allocation.

상기 다중 안테나 시스템은 한정된 무선 자원의 효율을 극대화하기 위해 스마트 안테나를 사용한다. 상기 스마트 안테나는 상기 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위해 전방향으로 방사 빔을 형성하지 않고, 특정 사용자에게만 지향성의 빔을 방사한다. 즉, 상기 스마트 안테나는 배열 안테나(Array Antenna)의 빔계수(Weight)를 조절하여 원하는 방향으로 신호를 증대시키거나 제거시킬 수 있는 공간 필터(Spatial Filter)의 기능을 제공하는 빔 성형 시스템이다.The multi-antenna system uses a smart antenna to maximize the efficiency of limited radio resources. The smart antenna emits a directional beam only to a specific user without forming a radiation beam in all directions to efficiently use the radio resource. That is, the smart antenna is a beam shaping system that provides a function of a spatial filter that can increase or remove a signal in a desired direction by adjusting a beam coefficient of an array antenna.

상기 스마트 안테나 기술 중 대표적인 기술인 적응 안테나 시스템(Adaptive Array Antenna)은 무선 채널 환경에 적응적으로 빔 패턴을 형성하는 시스템이다. 즉, 상기 적응 안테나 시스템은 셀 서비스 영역을 지속적으로 탐지하여 무선 채널 환경의 변화에 따라 적응적으로 빔 패턴을 형성한다. 예를 들어, 시분할 복신(Time Division Duplex) 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access) 방식의 다중 안테나 시스템의 경우, 동일 주파수 톤에 해당하는 역방향 채널 정보를 추정하여 순 방향의 빔 계수를 산출한다. 이후, 상기 시분할 복신 방식의 다중 안테나 시스템은 상기 상향링크 신호의 채널 정보를 이용하여 하향링크 빔을 형성한다.An adaptive antenna system, which is a representative technology of the smart antenna technology, is a system for adaptively forming a beam pattern in a wireless channel environment. That is, the adaptive antenna system continuously detects the cell service area and adaptively forms a beam pattern according to a change in the radio channel environment. For example, in the case of a multi-antenna system of time division duplex orthogonal frequency division multiplex access, a forward beam coefficient is calculated by estimating reverse channel information corresponding to the same frequency tone. do. Thereafter, the time-division duplex multiple antenna system forms a downlink beam using channel information of the uplink signal.

상술한 바와 같이 상기 시분할 복신 방식을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 무선 채널 환경에 적응적으로 빔을 형성하기 위해서는 상향링크 채널을 추정하여 하향링크의 빔을 형성한다. 하지만, 상기 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 부채널 할당 방식이 다른 경우, 상기 상향링크를 이용하여 상기 하향링크 신호를 전송하기 위한 할당 대역의 채널 정보를 확인하기 어렵다. 더욱이 상기 다중 안테나 시스템이 다이버시티 방식을 사용하는 경우, 상향링크의 부채널은 불규칙적으로 할당되므로 상기 상향링크를 이용하여 상기 하향링크 신호를 전송하기 위한 할당 대역의 채널 정보를 확인하기 어렵다.As described above, in order to adaptively form a beam in a wireless channel environment in a multi-antenna system using the time division duplex scheme, an uplink channel is estimated to form a downlink beam. However, when the uplink / downlink subchannel allocation scheme is different in the multi-antenna system, it is difficult to identify channel information of an allocated band for transmitting the downlink signal using the uplink. Furthermore, when the multi-antenna system uses a diversity scheme, since uplink subchannels are irregularly allocated, it is difficult to identify channel information of an allocated band for transmitting the downlink signal using the uplink.

따라서, 상기 다중 안테나 시스템은 무선 채널 환경에 적응적으로 빔을 형성할 수 없게 된다. 예를 들어, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템에서 다이버시티(Diversity) 할당 방식인 PUSC(Patial Usage of SubChannel) 부채널 할당 방식은 하기 도 1과 같이 상/하향링크의 부채널 할당 방식이 다르게 나타난다.Thus, the multi-antenna system is unable to adaptively form a beam in a radio channel environment. For example, a PUSC (Patial Usage of SubChannel) subchannel allocation scheme, which is a diversity scheme in an Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 system, is a subchannel allocation scheme of uplink / downlink as shown in FIG. This appears different.

도 1은 종래 기술에 따른 다중 안테나 시스템에서 PUSC 자원할당 단위를 도 시한다. 1 illustrates a PUSC resource allocation unit in a multiple antenna system according to the prior art.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 PUSC 부채널 할당 방식을 사용하는 경우, 상기 도 1의 (a)는 상향링크의 부채널 할당 방식을 나타내고, 상기 도 1의 (b)는 하향링크의 부채널 할당 방식을 나타낸다.As shown in FIG. 1, when the PUSC subchannel allocation scheme is used, FIG. 1A illustrates an uplink subchannel allocation scheme and FIG. 1B illustrates a downlink subchannel allocation scheme. Indicates the allocation method.

상기 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 IEEE 802.16시스템은 상향링크에 타일(Tile) 구조로 부채널을 할당한다. 상기 타일은, 주파수 - 시간축 상의 4×3개의 부반송파로 이루어진다. 여기서, 상기 타일은, 상기 4×3개의 부반송파의 모서리에 해당하는 4개의 부반송파에 파일럿 심볼을 전송하고, 나머지 8개의 부반송파에 데이터를 전송한다.As shown in (a) of FIG. 1, the IEEE 802.16 system allocates a subchannel in a tile structure to uplink. The tile consists of 4x3 subcarriers on the frequency-time axis. Here, the tile transmits pilot symbols to four subcarriers corresponding to the corners of the 4x3 subcarriers and transmits data to the remaining eight subcarriers.

상기 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 IEEE 802.16시스템은 하향링크에 클러스터(Cluster) 구조로 자원을 할당한다. 상기 클러스터는, 주파수 - 시간축 상으로 14×2개의 부반송파로 이루어진다. As shown in (b) of FIG. 1, the IEEE 802.16 system allocates resources in a cluster structure to downlink. The cluster consists of 14x2 subcarriers on the frequency-time axis.

상술한 바와 같이 상기 시분할 복신 방식의 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 부채널 할당 방식이 다르면 상기 하향링크 할당 대역의 채널 정보를 상기 상향링크로 확인하기 어렵기 때문에 무선 채널 환경에 적응적으로 빔을 형성할 수 없는 문제점이 있다. As described above, if the uplink / downlink subchannel allocation scheme is different in the time-division duplex multiple antenna system, it is difficult to identify the channel information of the downlink allocation band as the uplink beam adaptively to a wireless channel environment. There is a problem that can not form.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 자원할당 방식이 다른 경우, 하향링크 신호를 전송하기 위한 할당 대역의 채널을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating a channel of an allocated band for transmitting a downlink signal when a resource allocation scheme of uplink / downlink is different in a multi-antenna system.

본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 자원할당 방식이 다른 경우, 빔을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for forming a beam when resource allocation schemes of uplink and downlink are different in a multi-antenna system.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나 시스템에서 채널 변화에 적응적으로 빔을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for adaptively forming a beam in response to a channel change in a multi-antenna system.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 빔 형성 방법은, 수신기로부터 수신된 신호를 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하여 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정하는 과정과, 상기 수신기의 채널 변화량을 확인하는 과정과, 상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보와 상기 채널 변화량을 이용하여 빔 계수를 생성하여 빔을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the first aspect of the present invention for achieving the above object, the beamforming method in a multi-antenna system, the channel information of each channel estimation interval is divided by dividing the entire band into a predetermined number of channel estimation intervals from the signal received from the receiver And estimating a channel change amount of the receiver, and generating a beam coefficient by using the channel information of the channel estimation interval and the channel change amount.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 빔 형성 장치는, 수신기로부터 수신된 신호를 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하여 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정하는 채널 추정기와, 상기 채널 정보와 상기 수신기의 채널 변화량을 이용하여 빔 계수를 생성하는 빔 계수 생성기와, 상기 빔 계수를 이용하여 상기 수신기로 빔을 형성하는 빔 형성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, a beamforming apparatus of a multi-antenna system includes a channel estimator for estimating channel information of each channel estimation interval by dividing a whole band into a predetermined number of channel estimation intervals, And a beam coefficient generator for generating a beam coefficient using the channel information and the channel variation amount of the receiver, and a beam former for forming a beam to the receiver using the beam coefficient.

본 발명의 제 3 견지에 따르면, 상/하향링크의 자원 할당 방식이 다른 시분할 복신(Time Division Duplex)방식의 무선통신 시스템에서 상향링크 신호를 이용하여 하향링크의 채널을 추정하기 위한 방법은, 상기 상향링크 신호의 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하는 과정과, 상기 각 채널 추정 구간의 자원 할당 정보를 확인하는 과정과, 상기 자원 할당 정보를 이용하여 각 채널 추정 구간들의 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, a method for estimating a downlink channel using an uplink signal in a time division duplex wireless communication system having different uplink / downlink resource allocation schemes includes: Dividing an entire band of an uplink signal into a predetermined number of channel estimation intervals, checking resource allocation information of each channel estimation interval, and estimating channel information of each channel estimation interval using the resource allocation information Characterized in that it comprises a process.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 자원 할당 방식이 다른 경우, 빔을 형성하기 위한 기술에 대해 설명한다. Hereinafter, the present invention describes a technique for forming a beam when the resource allocation scheme of uplink / downlink in a multiple antenna system is different.

이하 설명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 및 직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 다중 안테나 시스템을 예를 들어 설명한다. In the following description, a multiple antenna system of Time Division Duplex and Orthogonal Frequency Division Multiple Access is described as an example.

상기 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 자원 할당 방식이 다른 경우, 하기 도 2에 도시된 바와 같이 전체 대역에 퍼져 할당되어 있는 상기 상향링크의 채널 정보를 이용하여 상기 하향링크 신호를 전송하기 위한 할당 대역의 채널 정보를 획득한다. 이하 설명은 상기 상/하향링크의 자원할당 방식이 다른 PUSC(Patial Usage of SubChannel) 부채널 할당 방식을 예를 들어 설명한다. 따라서, 상향링크는 상기 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 타일구조의 부 채널을 할당받고, 하향링크 는 상기 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 클러스터(cluster) 구조의 부채널을 할당받는다.When the resource allocation scheme of uplink / downlink is different in the multi-antenna system, as shown in FIG. 2, allocation for transmitting the downlink signal using the uplink channel information spread over the entire band is allocated. Obtain channel information of the band. The following description will exemplify a PUSC (Patial Usage of SubChannel) subchannel allocation scheme in which the resource allocation scheme of the uplink / downlink is different. Accordingly, the uplink is allocated a subchannel having a tile structure as shown in (a) of FIG. 1, and the downlink has a subchannel having a cluster structure as shown in (b) of FIG. 1. Assigned.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 채널을 추정하기 위한 절차를 도시하고 있다. 2 illustrates a procedure for estimating a channel in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 송신기는 201단계에서 상향링크의 전체 대역을 N개의 채널 추정 구간으로 분할한다. 이때, 상기 채널 추정 구간의 개수(N)는 하향링크 전체 대역을 구성하는 클러스터(cluster) 총 개수의 약수와 동일한 값을 갖는다(클러스터 총수 % N=0). 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 PUCS 심볼 길이가 12이고, 할당된 부채널이 8인 경우, 210개의 타일로 이루어진 상향링크 PUSC 전체 대역을 30개의 채널 추정 구간으로 분할한다. 여기서, 하나의 슬롯은 3개의 심볼로 구성된다. 따라서, 상기 12개의 PUSC 심볼은 4개의 슬롯을 나타낸다.Referring to FIG. 2, first, the transmitter divides the entire uplink band into N channel estimation intervals in step 201. In this case, the number N of the channel estimation intervals has the same value as the divisor of the total number of clusters constituting the downlink full band (the total number of clusters% N = 0). For example, as shown in FIG. 3, when the PUCS symbol length is 12 and the allocated subchannel is 8, the uplink PUSC band including 210 tiles is divided into 30 channel estimation intervals. Here, one slot is composed of three symbols. Thus, the 12 PUSC symbols represent 4 slots.

상기 전체 대역을 채널 추정 구간으로 분할한 후, 상기 송신기는 203단계로 진행하여 상기 상향링크의 할당 슬롯 동안 각 타일 인덱스별로 할당된 타일이 존재하는지 확인한다. 예를 들어, 상기 도 3에 도시된 바와 같이 4 슬롯 동안 각 타일 인덱스별로 상기 빔을 형성하기 위한 사용자의 자원이 할당되었는지 확인한다. 여기서, 하나의 타일 인덱스에 다수 개의 타일이 할당된 경우, 상기 타일들 중 첫 번째 하나의 타일만을 이용하여 상기 타일 인덱스의 채널 정보로 사용한다. 다른 실시 예로, 상기 타일 인덱스에 포함되는 다수 개의 타일들의 평균으로 상기 타일 인덱스의 채널 정보로 사용한다. 상기 타일 인덱스의 채널 정보는 자원 할당된 타일에 포함된 파일럿 부반송파를 이용하여 추정한다.After dividing the entire band into the channel estimation interval, the transmitter proceeds to step 203 and determines whether there is a tile allocated for each tile index during the uplink allocation slot. For example, as shown in FIG. 3, it is checked whether resources of a user for forming the beam are allocated for each tile index during 4 slots. Here, when a plurality of tiles are allocated to one tile index, only the first one of the tiles is used as channel information of the tile index. In another embodiment, an average of a plurality of tiles included in the tile index is used as channel information of the tile index. The channel information of the tile index is estimated using the pilot subcarriers included in the resource allocated tile.

상기 각 타일 인덱스별 자원할당 정보를 확인한 후, 상기 송신기는 205단계로 진행하여 각 채널 추정 구간에 존재하는 각 타일 인덱스별 채널 정보를 이용하여 상기 각 채널 구간의 채널 정보를 추정한다. 예를 들어, 상기 도 3의 0번째 채널 추정 구간과 29번째 채널 구간과 같이 다수 개의 타일 인덱스에 타일이 할당된 경우, 상기 타일 인덱스들의 채널 정보의 평균을 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 한다. 만일, 1번째 채널 추정 구간과 같이 상기 채널 추정 구간 내에 하나의 타일 인덱스에만 타일이 할당된 경우, 상기 타일 인덱스의 채널 정보를 상기 채널 추정구간의 채널 정보로 한다. 한편, 2번째 채널 추정 구간과 같이 모든 타일 인덱스에 할당된 타일이 없는 경우, 상기 채널 추정 구간의 채널 정보를 0으로 한다. After checking the resource allocation information for each tile index, the transmitter proceeds to step 205 to estimate channel information of each channel section using channel information for each tile index existing in each channel estimation section. For example, when tiles are allocated to a plurality of tile indexes, such as the 0 th channel estimation section and the 29 th channel section of FIG. 3, the average of the channel information of the tile indexes is the channel information of the channel estimation section. If a tile is assigned to only one tile index in the channel estimation section like the first channel estimation section, the channel information of the tile index is used as the channel information of the channel estimation section. On the other hand, if there is no tile allocated to all tile indexes, such as the second channel estimation interval, the channel information of the channel estimation interval is set to zero.

상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정한 후, 상기 송신기는 207단계로 진행하여 상기 채널 정보가 0인 구간의 채널 정보를 추정한다. 이때, 상기 송신기는 채널 정보가 0인 K번째 채널추정 구간은, (K-1)번째 채널 추정 구간의 채널 정보와 동일한 채널 정보를 갖도록 설정한다. 만일, 0번째 채널 추정 구간의 채널 정보가 0인 경우, 상기 0번째 채널 추정 구간은 채널 정보가 0이 아닌 채널 추정 구간 중 가장 작은 인덱스를 갖는 채널 추정 구간의 채널 정보와 동일한 채널 정보를 갖도록 설정한다. 예를 들어, 상기 도 3에서 채널 정보가 0인 2번째 채널 추정 구간은 1번째 채널 추정 구간의 채널 정보와 동일한 채널 정보를 갖는다. After estimating channel information of each channel estimation interval, the transmitter proceeds to step 207 to estimate channel information of the interval where the channel information is zero. In this case, the transmitter sets the K-th channel estimation section in which the channel information is 0 to have the same channel information as the channel information of the (K-1) -th channel estimation section. If the channel information of the 0 th channel estimation section is 0, the 0 th channel estimation section is set to have the same channel information as the channel information of the channel estimation section having the smallest index among the non-zero channel estimation sections. do. For example, the second channel estimation section in which the channel information is 0 in FIG. 3 has the same channel information as the channel information of the first channel estimation section.

이후, 상기 송신기는 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the transmitter terminates the present algorithm.

상술한 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템에서 상/하향링크의 자원 할당 방법이 다른 경우, 상기 상향링크의 전체 대역을 일정 크기의 채널 추정 구간으로 나 누어 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정한다. 따라서, 상기 다중 안테나 시스템은 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 이용하여 빔을 형성하기 위한 하향링크의 채널 정보를 획득할 수 있다. 즉, 상기 다중 안테나 시스템은 하기 <수학식 1>과 같이 빔을 형성할 수 있다. As described above, when the resource allocation method of the uplink / downlink in the multi-antenna system is different, the channel information of each channel estimation section is estimated by dividing the entire uplink bandwidth into a channel estimation section of a predetermined size. Accordingly, the multi-antenna system may obtain downlink channel information for forming a beam using channel information of each channel estimation section. That is, the multi-antenna system may form a beam as shown in Equation 1 below.

Figure 112006083082168-pat00001
Figure 112006083082168-pat00001

여기서, 상기 Yc는 빔이 형성된 송신 데이터 신호를 나타내고, 상기 W는 상향링크 채널 정보로 생성된 빔 계수를 나타내며, 상기 X는 송신 데이터 벡터를 나타낸다. 또한, 상기 c는 클러스터 인덱스(예 : FFT의 크기가 1024인 경우 총 60개)를 나타내고, 상기 D는 빔을 형성하기 위한 클러스터의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 상기 도 3에 도시된 바와 같이 상향링크의 전체 대역을 30개의 채널 추정 구간으로 분할한 경우, 하나의 채널 추정 구간은 28개(4 × 7)의 부채널로 구성된다. 따라서, 상기 하나의 채널 추정 구간은 두 개의 클러스터의 채널 정보를 나타내므로 두 개의 클러스터당 1개의 빔을 형성할 수 있다.Here, Y c represents a transmission data signal having a beam, W represents a beam coefficient generated from uplink channel information, and X represents a transmission data vector. In addition, c represents a cluster index (for example, 60 in total when the size of the FFT is 1024), and D represents the number of clusters for forming a beam. For example, as shown in FIG. 3, when the entire uplink band is divided into 30 channel estimation intervals, one channel estimation interval is composed of 28 (4 × 7) subchannels. Accordingly, since one channel estimation interval represents channel information of two clusters, one beam may be formed per two clusters.

상기 다중안테나 시스템에서 MRT(Maximum Ration Transmission) 기법을 이용하여 빔을 형성하는 경우, 상기 <수학식 1>에서 상기 빔 계수는 하기 <수학식 2>와 같이 산출한다.In the multi-antenna system, when a beam is formed by using a maximum resonance transmission (MRT) technique, the beam coefficient in Equation 1 is calculated as in Equation 2 below.

Figure 112006083082168-pat00002
Figure 112006083082168-pat00002

여기서, 상기 H는 채널 정보를 나타내고, 상기

Figure 112006083082168-pat00003
는 상기 채널 정보의 전력을 나타낸다.Where H denotes channel information, and
Figure 112006083082168-pat00003
Denotes the power of the channel information.

상기 <수학식 2>와 같이 상기 다중 안테나 시스템의 전력을 정규화(Normalization)하는 빔 계수를 산출한다.As shown in Equation 2, a beam coefficient for normalizing power of the multi-antenna system is calculated.

상기 다중 안테나 시스템에서 상기 <수학식 1>과 같이 빔을 형성하는 경우, 상기 추정한 각 채널 추정 구간의 채널 정보는 프로세서 지연(Processing delay)에 따라 수 프레임 지연되어 빔을 형성하는데 사용될 수 있다. 만일, 상기 다중 안테나 시스템의 채널 변화가 심한 경우, 상기 프로세서 지연에 따라 수 프레임 이전의 채널 정보를 이용하여 빔을 형성하므로 빔 형성 열화가 발생한다. 따라서, 상기 다중 안테나 시스템은 하기 도 4에 도시된 바와 같이 각 사용자의 채널 변화(예 : 이동속도)를 고려하여 하향링크 빔을 형성한다.When the beam is formed in the multi-antenna system as shown in Equation 1, the estimated channel information of each channel estimation section may be used to form the beam by delaying several frames according to a processing delay. If the channel change of the multi-antenna system is severe, beam formation is degraded because the beam is formed using channel information prior to several frames according to the processor delay. Accordingly, the multi-antenna system forms a downlink beam in consideration of channel change (eg, moving speed) of each user as shown in FIG. 4.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 빔을 형성하기 위한 절차를 도시하고 있다. 4 illustrates a procedure for forming a beam in a multiple antenna system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 상기 송신기는 401단계에서 상향링크의 전체 대역을 N개의 채널 추정 구간으로 분할한다. 이때, 상기 채널 추정 구간의 개수(N)는 하향링크의 전 대역에 포함되는 클러스터(cluster)의 총 개수의 약수와 동일한 값을 갖는다(클러스터 총수 % N=0). Referring to FIG. 4, in step 401, the transmitter divides the entire uplink band into N channel estimation intervals. In this case, the number N of the channel estimation intervals has the same value as the divisor of the total number of clusters included in all the downlink bands (the total number of clusters% N = 0).

상기 전체 대역을 채널 추정 구간으로 분할한 후, 상기 송신기는 403단계로 진행하여 상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정한다. 다시 말해 상기 송신기는 상기 상향링크에 할당 슬롯 동안 각 타일 인덱스별로 할당된 타일이 존재하는지 확인한다. 이후, 상기 송신기는 상기 각 채널 추정 구간에 존재하는 상기 할당된 타일을 이용하여 상기 각 채널 구간의 채널 정보를 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정 구간에 다수 개의 타일 인덱스에 타일이 할당된 경우, 상기 타일 인덱스들의 채널 정보의 평균을 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 한다. 만일, 상기 채널 추정 구간 내에 하나의 타일 인덱스에만 타일이 할당된 경우, 상기 타일 인덱스의 채널 정보를 상기 채널 추정구간의 채널 정보로 한다. 한편, 상기 채널 추정 구간의 모든 타일 인덱스에 할당된 타일이 없는 경우, 상기 채널 추정 구간의 채널 정보를 0으로 한다. 여기서, 상기 채널 정보가 0인 채널추정 구간은, 이전 채널 추정 구간의 채널 정보와 동일한 채널 정보를 갖는다. After dividing the entire band into channel estimation intervals, the transmitter proceeds to step 403 to estimate channel information of each channel estimation interval. In other words, the transmitter checks whether there is a tile allocated to each tile index during the uplink slot. Thereafter, the transmitter estimates channel information of each channel section using the allocated tile existing in each channel estimation section. For example, when tiles are allocated to a plurality of tile indexes in the channel estimation interval, the average of channel information of the tile indexes is used as channel information of the channel estimation interval. If a tile is assigned to only one tile index in the channel estimation section, channel information of the tile index is used as channel information of the channel estimation section. On the other hand, if there is no tile assigned to all tile indexes of the channel estimation interval, the channel information of the channel estimation interval is set to zero. Here, the channel estimation section in which the channel information is 0 has the same channel information as the channel information of the previous channel estimation section.

상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정한 후, 상기 송신기는 405단계로 진행하여 하기 <수학식 3>과 같이 빔을 형성하기 위한 프레임의 순시 빔 계수를 산출한다.After estimating channel information of each channel estimation section, the transmitter proceeds to step 405 to calculate the instantaneous beam coefficients of a frame for forming a beam as shown in Equation 3 below.

Figure 112006083082168-pat00004
Figure 112006083082168-pat00004

여기서, 상기 Wins(k)는 k번째 프레임의 순시 빔 계수를 나타내고, 상기 hi는 i번째 송신 안테나의 채널 정보를 나타내며, 상기 NT는 상기 송신기의 송신 안테나 개수를 나타낸다. Here, the ins W (k) represents the instantaneous beam coefficient of the k-th frame, the i h denotes the channel information of the i-th transmit antenna, the N T denotes a number of transmit antennas of the transmitter.

상기 순시 빔 계수를 산출한 후, 상기 송신기는 407단계로 진행하여 상기 순시 빔 계수와 이전 빔 계수를 이용하여 채널 변화에 따른 빔 계수를 생성한다. 여기서, 상기 채널 변화에 따른 빔 계수는 하기 <수학식 4>와 <수학식 5>를 이용하여 생성한다.After calculating the instantaneous beam coefficient, the transmitter proceeds to step 407 to generate a beam coefficient according to a channel change using the instantaneous beam coefficient and the previous beam coefficient. Here, the beam coefficients according to the channel change are generated using Equations 4 and 5 below.

Figure 112006083082168-pat00005
Figure 112006083082168-pat00005

여기서, 상기 AvgW(k)는 k번째 프레임의 채널 변화에 따른 빔 계수를 나타내고, 상기 AvgW(k-1)은 이전 프레임의 빔 계수를 나타내며, 상기 Wins(k)는 k번째 프레임의 순시 빔 계수를 나타낸다. 또한, 상기 α는 상기 빔 계수에 채널 변화량을 결정하기 위한 계수로 채널 변화가 심한 경우 상기 α는 큰 값을 갖는다. 즉, 상기 채널 변화에 따른 빔 계수는 채널 변화가 큰 경우, 상기 이전 프레임의 빔 계수보다 상기 순시 빔 계수에 큰 가중치를 준다.Here, AvgW (k) represents a beam coefficient according to a channel change of a k-th frame, AvgW (k-1) represents a beam coefficient of a previous frame, and W ins (k) represents an instantaneous beam of a k-th frame. Indicates coefficients. Also, α is a coefficient for determining a channel change amount in the beam coefficient, and α has a large value when the channel change is severe. That is, the beam coefficient according to the channel change gives a greater weight to the instantaneous beam coefficient than the beam coefficient of the previous frame when the channel change is large.

상기 <수학식 4>와 같이 채널 변화에 따른 빔 계수를 생성한 후, 상기 송신기는 하기 <수학식 5>와 같이 상기 빔 계수의 전력을 정규화한다.After generating the beam coefficient according to the channel change as shown in Equation 4, the transmitter normalizes the power of the beam coefficient as shown in Equation 5 below.

Figure 112006083082168-pat00006
Figure 112006083082168-pat00006

여기서, 상기 W(b)는 정규화된 빔 계수를 나타내고, 상기 AvgW(b)는 b번째 채널 추정 구간의 빔 계수를 나타내며, 상기

Figure 112006083082168-pat00007
는 상기 채널 정보의 전력을 나타낸다. 여기서, 상기 다중 안테나 시스템은 상기 채널 추정 구간으로 하향링크의 채널 정보를 추정하였으므로 상기 채널 추정 구간으로 빔을 형성하기 위한 빔 계수를 생성한다.Here, W (b) represents the normalized beam coefficient, AvgW (b) represents the beam coefficient of the b-th channel estimation interval,
Figure 112006083082168-pat00007
Denotes the power of the channel information. Here, the multi-antenna system estimates downlink channel information in the channel estimation section, and generates beam coefficients for forming a beam in the channel estimation section.

상기 빔 계수를 생성한 후, 상기 송신기는 409단계로 진행하여 상기 생성된 빔 계수를 이용하여 하향링크 빔을 형성한다.After generating the beam coefficients, the transmitter proceeds to step 409 to form a downlink beam using the generated beam coefficients.

이후, 상기 송신기는 본 알고리즘을 종료한다. Thereafter, the transmitter terminates the present algorithm.

도 5는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 송신기의 블록 구성을 도시하고 있다.5 is a block diagram of a transmitter in a multiple antenna system according to the present invention.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 송신기는 다중 송수신 안테나, 듀플렉서(500), 수신단(510) 및 송신단(520)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the transmitter includes a multiple transmit / receive antenna, a duplexer 500, a receiver 510, and a transmitter 520.

먼저 상기 듀플렉서(500)는 상기 수신단(510)과 송신단(520)이 상기 안테나를 공유할 수 있도록 송수신 구간에 따라 상기 안테나와 송수신단(510, 520)을 연결한다. 즉, 상기 듀플렉서(500)는 송신 구간 동안 상기 안테나와 상기 송신단(520)을 연결하고, 수신 구간 동안 상기 안테나와 상기 수신단(510)을 연결한다. 여기서, 상기 안테나는 빔을 형성하기 위한 배열 안테나로 구성된다.First, the duplexer 500 connects the antenna and the transmitting and receiving terminals 510 and 520 according to a transmission and reception interval so that the receiving end 510 and the transmitting end 520 share the antenna. That is, the duplexer 500 connects the antenna and the transmitter 520 during the transmission interval, and connects the antenna and the receiver 510 during the reception interval. Here, the antenna is composed of an array antenna for forming a beam.

상기 수신단(510)은 RF처리기(511), OFDM 복조기(513), 채널 추정기(515) 및 빔 계수 생성기(517)를 포함하여 구성된다.The receiving end 510 includes an RF processor 511, an OFDM demodulator 513, a channel estimator 515, and a beam coefficient generator 517.

상기 RF처리기(511)는 상기 안테나를 통해 수신된 RF신호를 기저대역신호로 주파수 하향변조시켜 출력한다.The RF processor 511 outputs a frequency down-modulated RF signal received through the antenna to a baseband signal.

상기 OFDM 복조기(513)는 상기 RF 처리기(511)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 고속 푸리에 변환(Fant Fourier Transform)하여 주파수 영역 신호를 출력한다.The OFDM demodulator 513 outputs a frequency domain signal by performing Fast Fourier Transform on the time domain signal provided from the RF processor 511.

상기 채널 추정기(515)는 상기 OFDM 복조기(513)로부터 제공받은 신호의 전체 대역을 N개의 채널 추정 구간으로 분할하여 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정한다. 여기서, 상기 채널 추정기(515)는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정한다.The channel estimator 515 estimates channel information of each channel estimation interval by dividing the entire band of the signal provided from the OFDM demodulator 513 into N channel estimation intervals. Here, the channel estimator 515 estimates channel information of each channel estimation interval as shown in FIG. 2.

상기 빔계수 생성기(517)는 상기 채널 추정기(515)로부터 제공받은 각 채널 추정 구간의 채널 정보 중 빔을 형성하기 위한 채널 추정 구간의 채널 정보와 상기 빔을 형성하기 위한 사용자의 채널 변화량을 고려하여 빔 계수를 생성한다. 예를 들어, 상기 빔계수 생성기(517)는 상기 <수학식 4>와 <수학식 5>를 이용하여 채널 변화에 따른 빔 계수를 생성한다.The beam coefficient generator 517 considers channel information of a channel estimation section for forming a beam and channel change amount of the user for forming the beam among channel information of each channel estimation section provided from the channel estimator 515. Generate beam coefficients. For example, the beam coefficient generator 517 generates beam coefficients according to channel changes by using Equations 4 and 5 below.

상기 송신단(520)은 빔 형성기(521), OFDM 변조기(523) 및 RF처리기(525)를 포함하여 구성된다.The transmitter 520 includes a beam former 521, an OFDM modulator 523, and an RF processor 525.

상기 빔 형성기(521)는 하향링크 자원 할당 대역과 일치하는 데이터에 상기 빔계수 생성기(517)에서 생성된 빔계수를 곱하여 빔 성형을 수행한다.The beam former 521 performs beamforming by multiplying data corresponding to a downlink resource allocation band by a beam coefficient generated by the beam coefficient generator 517.

상기 OFDM 변조기(523)는 상기 빔 형성기(521)에서 빔 성형된 주파수 영역 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 시간 영역 신호로 변환한다.The OFDM modulator 523 converts the beamformed frequency domain signal from the beamformer 521 into a time domain signal by performing an inverse fast Fourier transform.

상기 RF처리부(525)는 상기 OFDM 변조기(523)로부터 제공받은 빔 성형된 시간 영역 신호를 RF신호로 주파수 상향 변조하여 상기 안테나를 통해 해당 사용자로 빔을 형성한다. The RF processor 525 frequency-modulates the beam-formed time-domain signal received from the OFDM modulator 523 into an RF signal to form a beam to the corresponding user through the antenna.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 성능 변화 그래프를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 송신 신호대 잡음비(Carrier to Noise Ratio)를 나타내고, 세로축은 FER(Frame Error Ratio)를 나타낸다.6 is a graph illustrating performance change according to an embodiment of the present invention. In the following description, the horizontal axis represents a carrier to noise ratio, and the vertical axis represents a frame error ratio (FER).

상기 도 6을 참조하면, 상기 다중 안테나 시스템에서 전 대역을 30개의 채널 할당 구간으로 나누어 빔을 형성하는 본 발명과 전 대역에 하나의 빔 계수를 적용하는 교환 빔(Switched Beamforming)을 사용할 때의 성능 변화 그래프를 도시한다. 여기서, 상기 교환 빔 형성 방식은 수신신호의 대략적인 방향만을 선택하여 하향링크 빔을 적용하는 빔 형성 방식을 의미한다. Referring to FIG. 6, in the multi-antenna system, the present invention forms a beam by dividing the entire band into 30 channel allocation intervals and the performance when using a switched beamforming that applies one beam coefficient to the entire band. The change graph is shown. Here, the switched beamforming method refers to a beamforming method of applying a downlink beam by selecting only an approximate direction of a received signal.

먼저, 상기 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템에서 빔을 형성할 사용자가 3km/h로 이동하는 경우, 상기 본 발명은 상기 교환 빔보다 낮은 신호대 잡음비에서도 프레임에 에러가 발생한 확률이 낮게 나타난다.First, as shown in (a) of FIG. 6, when the user to form a beam moves to 3 km / h in the multi-antenna system, the present invention generates an error in a frame even at a signal to noise ratio lower than that of the switched beam. The probability is low.

다음으로, 상기 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템에 서 빔을 형성할 사용자가 60km/h로 이동하는 경우에도 상기 본 발명은 상기 교환 빔보다 낮은 신호대 잡음비에서도 프레임에 에러가 발생한 확률이 낮게 나타난다.Next, as shown in (b) of FIG. 6, even when a user to form a beam moves in the multi-antenna system at 60 km / h, the present invention provides an error in a frame even at a signal-to-noise ratio lower than that of the switched beam. The probability of occurrence is low.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이, 시분할 복신 방식을 사용하며 상/하향링크의 부채널 할당 방식이 다른 다중 안테나 시스템에서 전 대역에 퍼져 있는 상향링크 할당 정보를 N개의 채널 추정 구간으로 분할하여 추정한 채널 정보와 채널 변화량에 따라 하향링크 빔을 형성함으로써, 하향링크의 자원 할당 대역의 채널 정보를 획득할 수 있고, 채널의 변화에 따라 적응적으로 빔을 형성하여 상기 다중안테나 시스템의 링크 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the channel information and the channel estimated by dividing uplink allocation information spread over all bands into N channel estimation intervals in a multi-antenna system using a time division duplex scheme and having different uplink / downlink subchannel allocation schemes. By forming the downlink beam according to the amount of change, channel information of the resource allocation band of the downlink can be obtained, and the beam performance can be improved by adaptively forming the beam according to the channel change to improve the link performance of the multi-antenna system. There is this.

Claims (20)

다중 안테나 시스템의 송신기에서 빔 형성 방법에 있어서,In the beamforming method in a transmitter of a multi-antenna system, 상/하향링크의 자원 할당 방식이 상이한 경우, 수신기로부터 수신된 신호를 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하는 과정과,When the resource allocation scheme of the uplink / downlink is different, dividing a signal received from the receiver into a predetermined number of channel estimation intervals; 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정하는 과정과,Estimating channel information of each channel estimation section; 상기 수신기의 채널 변화량을 확인하는 과정과,Checking a channel change amount of the receiver; 상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보와 상기 채널 변화량을 이용하여 빔 계수를 생성하여 빔을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And generating a beam coefficient by using the channel information of each channel estimation section and the channel variation amount to form a beam. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 정보를 추정하는 과정은,The process of estimating the channel information, 상기 각 채널 추정 구간의 자원 할당 정보를 확인하는 과정과,Checking resource allocation information of each channel estimation section; 상기 자원 할당 정보를 이용하여 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Estimating channel information of each channel estimation interval using the resource allocation information. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 채널 정보의 추정하는 과정은, Estimating the channel information, 상기 채널 추정 구간에 할당된 자원을 확인하는 과정과,Identifying a resource allocated to the channel estimation interval; 상기 채널 추정 구간에 적어도 두 개의 자원들이 할당된 경우, 상기 자원들의 채널을 추정하는 과정과,Estimating a channel of the resources when at least two resources are allocated to the channel estimation interval; 상기 자원들의 채널 추정 값들의 평균을 산출하는 과정과, Calculating an average of channel estimates of the resources; 상기 채널 추정 값들의 평균을 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And setting the average of the channel estimation values as channel information of the channel estimation interval. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 할당된 자원은, 상기 각 채널 추정 구간에 할당된 타일을 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.The allocated resource identifies a tile allocated to each channel estimation interval. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 채널 추정 구간에 한 개의 자원이 할당된 경우, 상기 자원의 채널을 추정하는 과정과,Estimating a channel of the resource when one resource is allocated to the channel estimation interval; 상기 채널 추정 값을 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And setting the channel estimate value as channel information of the channel estimation interval. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 채널 추정 구간에 할당된 타일이 없는 경우, 이전 채널 추정 구간의 채널 정보를 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And if there is no tile assigned to the channel estimation interval, setting channel information of a previous channel estimation interval as channel information of the channel estimation interval. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 추정 구간의 개수는, 하향링크의 전체 대역에 포함된 클러스터(Cluster)의 개수의 약수 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법. The number of channel estimation intervals, characterized in that any one of the divisor of the number of clusters (Cluster) included in the entire band of the downlink. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신기의 채널 변화량은, 상기 수신기의 이동속도인 것을 특징으로 하는 방법.The channel change amount of the receiver, characterized in that the movement speed of the receiver. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 계수를 생성하는 과정은,The process of generating the beam coefficients, 상기 각 채널 추정 구간의 채널 정보 중 신호를 전송하기 위한 대역의 채널 정보를 확인하는 과정과,Checking channel information of a band for transmitting a signal among channel information of each channel estimation section; 상기 확인한 채널 정보를 이용하여 순시(Instantaneous) 빔 계수를 생성하는 과정과,Generating an instantaneous beam coefficient using the checked channel information; 상기 채널 변화량에 따른 가중치를 산출하는 과정과,Calculating a weight according to the channel change amount; 상기 순시 빔 계수와 이전 빔 계수에 상기 가중치를 적용하여 빔 계수를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And generating the beam coefficients by applying the weights to the instantaneous beam coefficients and the previous beam coefficients. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 계수는, 하기 <수학식 6>과 같이 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.The beam coefficients are generated as in Equation 6 below.
Figure 112006083082168-pat00008
Figure 112006083082168-pat00008
여기서, 상기 AvgW(k)는 k번째 프레임의 채널 변화에 따른 빔 계수, 상기 AvgW(k-1)은 이전 프레임의 빔 계수, 상기 Wins(k)는 k번째 프레임의 순시 빔 계수를 나타냄.Here, AvgW (k) denotes a beam coefficient according to a channel change of a k-th frame, AvgW (k-1) denotes a beam coefficient of a previous frame, and W ins (k) denotes an instantaneous beam coefficient of a k-th frame.
다중 안테나 시스템의 빔 형성 장치에 있어서,In the beam forming apparatus of a multiple antenna system, 상/하향링크의 자원 할당 방식이 상이한 경우, 수신기로부터 수신된 신호를 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하여 각 채널 추정 구간의 채널 정보를 추정하는 채널 추정기와,A channel estimator for estimating channel information of each channel estimation interval by dividing the entire band into a predetermined number of channel estimation intervals when the resource allocation scheme of the uplink / downlink is different; 상기 채널 정보와 상기 수신기의 채널 변화량을 이용하여 빔 계수를 생성하는 빔 계수 생성기와,A beam coefficient generator for generating a beam coefficient using the channel information and the channel change amount of the receiver; 상기 빔 계수를 이용하여 상기 수신기로 빔을 형성하는 빔 형성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a beam former for forming a beam to the receiver using the beam coefficients. 제 11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 채널 추정기는, 상기 각 채널 추정 구간에 할당된 자원 정보를 이용하여 상기 각 채널 추정 구간들의 채널 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.And the channel estimator estimates channel information of each channel estimation interval using resource information allocated to each channel estimation interval. 제 11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 빔 계수 생성기는,The beam coefficient generator, 상기 채널 정보를 이용하여 생성한 순시(Instantaneous) 빔 계수와 이전 빔 계수에 채널 변화량에 따른 가중치를 적용하여 빔 계수를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.And generating a beam coefficient by applying weights according to channel variation to instantaneous beam coefficients generated using the channel information and previous beam coefficients. 제 11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 빔 계수 생성기는, 하기 <수학식 7>을 이용하여 빔 계수를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.The beam coefficient generator, characterized in that for generating a beam coefficient using the equation (7).
Figure 112006083082168-pat00009
Figure 112006083082168-pat00009
여기서, 상기 AvgW(k)는 k번째 프레임의 채널 변화에 따른 빔 계수, 상기 AvgW(k-1)은 이전 프레임의 빔 계수, 상기 Wins(k)는 k번째 프레임의 순시 빔 계수를 나타냄.Here, AvgW (k) denotes a beam coefficient according to a channel change of a k-th frame, AvgW (k-1) denotes a beam coefficient of a previous frame, and W ins (k) denotes an instantaneous beam coefficient of a k-th frame.
상/하향링크의 자원 할당 방식이 다른 시분할 복신(Time Division Duplex)방식의 무선통신 시스템의 송신기에서 상향링크 신호를 이용하여 하향링크의 채널을 추정하기 위한 방법에 있어서,A method for estimating a downlink channel using an uplink signal in a transmitter of a time division duplex type wireless communication system having different uplink / downlink resource allocation schemes, 상기 상향링크 신호의 전체 대역을 소정 개수의 채널 추정 구간으로 분할하는 과정과,Dividing the entire band of the uplink signal into a predetermined number of channel estimation intervals; 상기 각 채널 추정 구간의 자원 할당 정보를 확인하는 과정과,Checking resource allocation information of each channel estimation section; 상기 자원 할당 정보를 이용하여 각 채널 추정 구간들의 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Estimating channel information of each channel estimation interval using the resource allocation information. 제 15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 채널 정보의 추정하는 과정은, Estimating the channel information, 상기 채널 추정 구간에 할당된 자원을 확인하는 과정과,Identifying a resource allocated to the channel estimation interval; 상기 채널 추정 구간에 적어도 두 개의 자원들이 할당된 경우, 상기 자원들의 채널을 추정하는 과정과,Estimating a channel of the resources when at least two resources are allocated to the channel estimation interval; 상기 자원들의 채널 추정 값들의 평균을 산출하는 과정과, Calculating an average of channel estimates of the resources; 상기 채널 추정 값들의 평균을 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And setting the average of the channel estimation values as channel information of the channel estimation interval. 제 16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 할당된 자원은, 상기 각 채널 추정 구간에 할당된 타일을 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.The allocated resource identifies a tile allocated to each channel estimation interval. 제 16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 채널 추정 구간에 한 개의 자원이 할당된 경우, 상기 자원의 채널을 추정하는 과정과,Estimating a channel of the resource when one resource is allocated to the channel estimation interval; 상기 채널 추정 값을 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And setting the channel estimate value as channel information of the channel estimation interval. 제 16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 채널 추정 구간에 할당된 타일이 없는 경우, 이전 채널 추정 구간의 채널 정보를 상기 채널 추정 구간의 채널 정보로 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And if there is no tile assigned to the channel estimation interval, setting channel information of a previous channel estimation interval as channel information of the channel estimation interval. 제 15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 채널 추정 구간의 개수는, 하향링크의 전체 대역에 포함된 클러스터(Cluster)의 개수의 약수 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법. The number of channel estimation intervals, characterized in that any one of the divisor of the number of clusters (Cluster) included in the entire band of the downlink.
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