KR100938070B1 - 다중 안테나 시스템에서의 데이터 송/수신장치 및 방법과이를 제공하는 시스템 - Google Patents

다중 안테나 시스템에서의 데이터 송/수신장치 및 방법과이를 제공하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안테나를 그룹핑하여 사용하는 다중 안테나 시스템에서 피드백 정보를 생성하여 전송하는 데이터 수신장치 및 방법과, 상기 피드백 정보에 의해 선택되는 전송 모드에 의해 사용자의 데이터 스트림을 전송하는 송신장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 수신장치에서는 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보에 의해 피드백 정보를 생성하며, 상기 생성된 피드백 정보를 송신장치로 전송한다. 그리고 송신장치는 상기 피드백 정보에 의해 다중 사용자 모드 또는 단일 사용자 모드 중 하나의 전송 모드를 선택하고, 상기 선택된 전송 모드에 의해 선택된 사용자의 데이터 스트림을 복수의 안테나 그룹 또는 하나의 안테나 그룹을 통해 전송한다.
안테나 그룹, 폐 루프, MIMO SYSTEM, 피드백 정보, 단일 사용자 모드, 다중 사용자 모드

Description

다중 안테나 시스템에서의 데이터 송/수신장치 및 방법과 이를 제공하는 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA IN A MULTI-ANTENNA SYSTEM, AND SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 다중 안테나 시스템에서의 데이터 송/수신장치 및 방법과 이를 지원하는 시스템에 관한 것으로, 특히 안테나 그룹핑에 의해 데이터를 송/수신하는 장치 및 방법과 이를 지원하는 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 무선 채널 환경은 유선 채널과 달리 다중경로 간섭, 쉐도윙(Shadowing), 전파 감쇄, 시변 잡음, 간섭 등으로 인한 낮은 신뢰도를 나타낸다. 이것은 이동 통신에서 데이터의 전송 속도, 즉 전송률 (data rate)를 높이지 못하는 대표적인 원인이 된다. 따라서 높은 전송률의 서비스를 제공하기 위한 고속 무선 환경을 구현하기 위해서는 상기한 원인의 해결 방안 마련이 시급하였다.
다중 입력 다중 출력 시스템 (MIMO system : Multi Input Multi Output System, 이하 "MIMO 다중 안테나 시스템"이라 칭함)은 무선 채널 환경에서 낮은 신 뢰도의 문제를 극복하기 위한 일반적인 기술이다. 제안된 상기 MIMO 다중 안테나 시스템은 부가적인 전력과 스펙트럼의 추가 없이도 시스템의 성능을 증가시킬 수 있는 장점을 가진다.
일반적으로 다중 안테나 시스템은 단일 사용자 모드 (single user mode, 이하 "SU 모드"라 칭함)와 다중 사용자 모드 (multi user mode, 이하 "MU 모드"라 칭함)를 지원한다. 상기 SU 모드를 지원하는 다중 안테나 시스템은 복수의 송신 안테나를 통해 동일한 사용자에게 데이터를 전송하며, 상기 MU 모드를 지원하는 다중 안테나 시스템은 복수의 송신 안테나를 통해 복수의 사용자에게 데이터를 전송한다. 상기 MU 모드를 지원하는 다중 안테나 시스템은 안테나의 수와 하드웨어 구조의 복잡도에 대한 증가를 최소화시키면서 SU 모드를 지원하는 다중 안테나 시스템보다 향상된 성능을 얻기 위해 제안되었다. 또한 상기 MU 모드에서는 공간 분할 (SDMA; Spatial Division Multiple Access) 스케쥴링을 이용하여 시스템 전송 용량의 향상에 중점을 두고 있다.
그리고 상기 다중 안테나 시스템은 자원 할당을 피드백 정보에 의존하는 폐 루프 (closed loop) 방식과, 피드백 정보에 의존하지 않는 개 루프 (open loop) 방식으로 구분된다. 상기 폐 루프 방식의 경우에는 효율적인 자원 할당을 위해 피드백 정보를 최소화하기 위한 방안 마련이 가장 중요한 과제라 할 수 있다. 특히 MU 모드에서는 피드백 정보의 양을 줄이는 것이 더욱 절실하다 할 것이다.
한편 무선 통신 서비스의 다양화로 인해 동일 서비스 영역 내에서는 서로 다른 특성을 가지는 단말들이 동시에 존재할 확률이 높다. 따라서 기지국에서는 다양 한 통신 방식을 지원할 수 있어야 한다. 예컨대 기지국은 SU 모드 뿐만 아니라 MU 모드를 선택적으로 지원하는 것이 가능하여야 한다. 그리고 신호 검출을 위해 선형 검출 기법을 사용하는 단말과 비 선형 검출 기법을 사용하는 단말을 모두 지원할 수 있어야 할 것이다.
그래서 그룹핑된 안테나들을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 피드백 정보의 생성과 전송을 위한 장치 및 방법이 필요하였다. 그리고 피드백 정보에 의존하여 선택된 전송 모드에 따라 사용자의 데이터 스트림을 전송하기 위한 데이터 전송 장치 및 방법이 필요하였다.
본 발명의 바람직한 실시예로 채널 상황을 고려하여 최적화된 통신 방식에 의해 데이터 송/수신을 수행하는 데이터 송/수신장치 및 방법과 이를 지원하는 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로 다중 안테나 시스템에서 피드백 정보의 증가 없이 안테나 그룹핑에 의한 데이터 송/수신을 지원하는 데이터 송/수신장치 및 방법과 이를 위한 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로 안테나를 그룹핑하여 사용하는 다중 안테나 시스템에서 신호 검출을 위한 선형 검출 기법과 비 선형 검출 기법을 같이 고려하여 피드백 정보를 생성하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로 안테나를 그룹핑하여 사용하는 다중 안테나 시스템에서 피드백 정보에 의해 다양한 전송 모드를 지원하는 데이터 송/수신장치 및 방법과 이를 지원하는 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로 안테나를 그룹핑하여 사용하는 다중 안테나 시스템에서 SU 모드와 MU 모드를 선택적으로 지원하기 위한 피드백 정보를 생성하여 전송하는 데이터 송/수신장치 및 방법과 이를 지원하는 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로 송신장치가 구비된 안테나 별로 서로 다른 신호를 수신장치들에게 전송하고, 상기 수신장치가 상기 안테나 별로 수신된 신호를 통해서 정해진 스트림 그룹별로 피드백 정보를 생성하여 상기 송신장치로 전송하면, 상기 송신장치는 수신된 피드백 정보들을 분석하여 데이터 스트림을 다중 사용자에게 다양한 전송 모드로 스케줄링하여 전송하는 다중 안테나 시스템과 데이터 송/수신장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예들의 일 견지에서 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서, 수신신호로부터 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 획득하는 과정과, 상기 안테나 그룹별로 획득된 채널 품질 정보로부터 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스 및 랭크 정보와 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보를 결정하는 과정 및 상기 결정된 최대 채널 품질 정보, 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 피드백 정보로써 송신장치로 전송하는 과정을 포함하는 데이터 수신방법을 제안한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예들의 다른 견지에서 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서, 수신신호로부터 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 획득하는 채널 추정부와, 상기 안테나 그룹별로 획득된 채널 품질 정보로부터 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스 및 랭크 정보와 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보를 결정하고, 상기 결정된 최대 채널 품질 정보, 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보에 의해 피드백 정보를 생성하는 피드백 정보 생성부 및 상기 피드백 정보를 송신장치로 전송하는 송신부를 포함하는 데이터 수신장치를 제안한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예들의 또 다른 견지에서 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서, 복수의 수신장치로부터 최대 채널 품질 정보, 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 과정과, 상기 각 수신장치로부터 피드백 정보로 제공된 상기 최대 채널 품질 정보와 상기 안테나 그룹 인덱스를 기반으로 MU 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출하는 과정과, 상기 각 수신장치에 의해 피드백 정보로 제공된 상기 랭크 정보와 상기 잔존 채널 품질 정보 및 상기 최대 채널 품질 정보를 기반으로 SU 모드에서의 전송률 합 (R_SU)을 산출하는 과정과, 상기 MU 모드에서의 전송률 합 (R_MU)과 상기 SU 모드에서의 전송률 합 (R_SU)의 비교 결과에 의해 SU 모드와 MU 모드 중 하나를 전송 모드로 선택하는 과정 및 상기 선택된 전송 모드에 의해 데이터 스트림을 전송하는 과정을 포함하는 데이터 송신방법을 제안한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예들의 또 다른 견지에서 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서, 복수의 수신장치로부터 최대 채널 품질 정보, 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 의해 SU 모드와 MU 모드 중 하나를 전송 모드로 선택하고, 상기 선택된 전송 모드에 따른 제어를 수행하는 피드백 정보 처리부 및 상기 각 수신장치로 전송하고자 하는 데이터 스트림을 입력으로 하고, 상기 피드백 정보 처리부의 제어에 의해 상기 데이터 스트림을 MU 모드 또는 SU 모드에 의해 전송하는 데이터 송신부를 포함하는 데이터 송신장치를 제안한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예들의 또 다른 견지에서 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서, 상기 안테나 그룹별로 송신되는 데이터 스트림에 대응한 피드백 정보를 전송하는 수신장치와, 상기 수신장치로부터의 피드백 정보에 의해 결정된 전송 모드에 의해 상기 안테나 그룹별로 데이터 스트림을 전송하는 송신장치를 포함하며,
상기 수신장치는,
수신신호로부터 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 획득하는 채널 추정부와, 상기 안테나 그룹별로 획득된 채널 품질 정보로부터 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스 및 랭크 정보와 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보를 결정하고, 상기 결정된 최대 채널 품질 정보, 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채 널 품질 정보에 의해 상기 피드백 정보를 생성하는 피드백 정보 생성부 및 상기 피드백 정보를 송신장치로 전송하는 송신부로 구성되며,
상기 송신장치는,
복수의 수신장치로부터 최대 채널 품질 정보, 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 의해 SU 모드와 MU 모드 중 하나를 전송 모드로 선택하고, 상기 선택된 전송 모드에 따른 제어를 수행하는 피드백 정보 처리부 및 상기 각 수신장치로 전송하고자 하는 데이터 스트림을 입력으로 하고, 상기 피드백 정보 처리부의 제어에 의해 상기 데이터 스트림을 MU 모드 또는 SU 모드에 의해 전송하는 송신부로 구성됨을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 제안한다.
본 발명은 다수의 수신기가 송신기와 연결된 그룹 안테나의 채널 상태를 추출하여 피드백 정보를 생성한 후, 송신기로 전송함으로써, 각 안테나의 채널 상태를 피드백하는 경우에 비해 피드백 정보의 양을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에서 송신기는 다수의 수신기로부터 채널 상태를 피드백 받도록 구성되어 있어, 안테나 그룹별로 사용자 데이터 스트림이 전송되도록 하는 스케줄링이 가능하다. 이는 다중 안테나 시스템의 전송 용량을 증대시키는 효과를 갖는다.
그리고 본 발명에서 제안하는 피드백 정보는 종래 SU 모드와 MU 모드 각각에서 제안하고 있는 피드백 정보의 크기와 유사하다. 따라서 피드백 정보의 크기를 늘리지 않고, SU 모드와 MU 모드를 모두 지원할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 피드백 정보에는 빔포밍 (Beamforming, BF) 모드 또는 수신 간섭 제거 (Successive Interference Cancellation, 이하 SIC) 모드를 나타내는 랭크 값이 포함되어 있으므로, SU 모드로 동작할 경우 채널 상황에 적응적으로 사용될 수 있다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 발명에 관해 구체적으로 설명함에 있어 사용될 용어들은 그 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도와 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 상세한 설명의 전반에 걸쳐 기재된 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명에서 제안하고자 하는 실시예에 대한 구성 및 그 구성에 의한 동작 원리를 구체적으로 설명한다.
후술될 본 발명에서 제안하는 수신장치에서는 각 데이터 스트림 그룹에 대응한 채널 품질 정보들 중 가장 양호한 채널 품질 정보와, 상기 가장 양호한 채널 품질 정보에 대응한 데이터 스트림 그룹의 인덱스와, 유연한 SU 모드를 위해 부가적으로 필요한 정보인 활성 전송 스트림 그룹 수 (RANK value) 및 상기 활성 전송 스트림 그룹 수 (RANK value)에 따른 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성한다. 상기 데이터 스트림 그룹의 인덱스는 MU 모드를 지원하기 위한 기지국 스케쥴링 시에 필요한 정보이다. 상기 유연한 SU 모드는 한 명의 사용자에 대응한 데이터 스트림을 하나의 안테나 그룹을 통해 전송하는 전송 모드와 복수의 안테나 그룹을 통해 전송하는 전송 모드를 모두 포함하는 의미로 정의할 수 있다. 따라서 후술될 본 발명의 바람직한 실시예에서 SU 모드는 앞에서 정의한 유연한 SU 모드와 동일한 의미로 해석되어야 한다.
한편 MU 모드를 위한 채널 품질 값의 생성과 유연한 SU 모드를 위한 채널 품질 값의 생성시, 수신장치의 상황에 따라 서로 같은 수신기 또는 서로 다른 수신기를 가정할 수 있다. 예를 들면 MU 모드를 위한 채널 품질 값의 생성시 선형 수신기를 가정하고, 유연한 SU 모드를 위한 채널 품질 값의 생성시 SIC, Modified ML 등 고도화 수신기를 가정할 수 있다.
또한 후술될 본 발명에서는 안테나 그룹핑을 기반으로 SU 모드와 MU 모드를 동시에 지원하는 다중 안테나 시스템에 관해 구체적으로 설명할 것이다. 그리고 안테나 그룹핑에 의해 전송되는 데이터 스트림에 대응하여 피드백 정보를 생성하여 전송하는 수신장치의 구성과 동작에 관해 구체적으로 살필 것이며, 상기 피드백 정보에 의해 결정된 전송 모드에 의해 그룹핑이 이루어진 안테나 그룹을 통해 데이터 스트림을 전송하는 송신장치의 구성 및 동작에 관해서도 구체적으로 살펴볼 것이다.
A. 다중 안테나 시스템
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템을 보이고 있다. 도 1에서 보이고 있는 다중 안테나 시스템은 하나의 송신장치(110)와 복수의 수신장치(120-1, 120-N)로 구성된다. 상기 송신장치(110)는 기지국이라 가정할 수 있으며, 상기 복수의 수신장치(120-1, 120-N)는 사용자 단말이라 가정할 수 있다. 하기의 설명에서는 하나의 수신장치(120-1)를 기준으로 설명하며, 나머지 수신장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
도 1을 참조하면, 송신장치(110)는 Nt 개의 안테나를 구비하며, 수신장치(120-1)는 Nr 개의 안테나를 구비한다. 그리고 상기 송신장치(110)에 구비된 Nt 개의 안테나는 소정 개수 단위로 그룹핑된다. 이를 '안테나 그룹핑'이라 하며, 상기 그룹핑에 의한 안테나 묶음을 '안테나 그룹'이라 한다. 하지만 프리코딩 메트릭스 (precoding matrix)를 사용하는 다중 안테나 시스템의 경우, 컬럼에 대한 그룹핑과 빔 (beam)에 대한 그룹핑을 적용할 수 있다. 이 경우 본 발명은 안테나 그룹이 아닌 "컬럼 그룹" 또는 "빔 그룹 (beam group)"에 의한 구현이 가능하다. 따라서 본 발명에서 사용할 "안테나 그룹"은 앞에서 정의한 "컬럼 그룹"과 "빔 그룹"의 의미를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 2개의 안테나 그룹을 가정한다. 따라서 각 안테나 그룹은 Nt/2 개의 안테나로 구성된다.
상기 송신장치(110)는 수신장치로부터 제공되는 피드백 정보를 기반으로 사용자별 데이터 스트림을 안테나 그룹을 통해 전송한다. 즉 상기 송신장치(110)는 피드백 정보에 의해 데이터 스트림을 전송할 전송 모드를 결정한다. 상기 전송 모 드는 SU 모드 (single-user mode)와 MU 모드 (multi-user mode)로 구성된다. 상기 SU 모드는 랭크 정보에 의해 두 개의 전송 모드로 구분된다. 그리고 상기 송신장치(110)는 상기 피드백 정보에 의해 변조 및 부호화 선택 레벨 (Modulation & Coding Selection Level ; MCS 레벨)을 결정한다. 이하 상기 안테나 그룹을 구성하는 복수의 안테나들을 통해 전송되는 데이터 스트림들을 통칭하여 "데이터 스트림 그룹"이라 칭한다.
수신장치(120-1)는 적어도 하나의 안테나를 통해 신호를 수신하고, 상기 수신신호에 대한 채널 추정을 통해 각 안테나 그룹 (또는 데이터 스트림 그룹) 별 채널 특성을 추정한다. 상기 수신장치(120-1)는 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 각 안테나 그룹 별로의 채널 품질 정보 (Channel Quality Information ; CQI)를 획득한다. 상기 CQI는 각 안테나 그룹과 수신 안테나 간의 채널 품질을 추측할 수 있는 값이다.
그리고 상기 수신장치(120-1)는 각 안테나 그룹에 대응한 채널 품질 정보를 기초로 하여 피드백 정보를 생성한다. 상기 피드백 정보는 최대 CQI, 상기 최대 CQI에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 CQI (Remain CQI)를 포함한다. 상기 랭크 정보는 SU 모드에서 한명의 사용자로 데이터 스트림을 송신할 안테나 그룹의 개수를 지정하는 값이다. 만약 랭크 정보가 "1"이면 한 명의 사용자로 전송할 데이터 스트림을 하나의 안테나 그룹을 통해 전송할 것을 요청하는 것이다. 그리고 랭크 정보가 "2"이면 한 명의 사용자로 전송할 데이터 스트림을 두 개의 안테나 그룹을 통해 전송할 것을 요청하는 것이다.
한편 송신장치(110)는 각 수신장치(120-1, 120-N)로부터 제공되는 피드백 정보에 의해 전송 모드를 결정한다. 즉 상기 송신장치(110)는 SU 모드와 MU 모드를 선택적으로 사용할 수 있다.
이를 위해 수신장치(120-1)는 적어도 하나의 수신 안테나 (Ant_rx #1, Ant_rx #2, ..., Ant_rx #Nr), 채널 추정부(122-1) 및 피드백 정보 생성부(124-1)로 구성된다. 그리고 송신장치(110)는 복수의 송신 안테나 (Ant_tx #1, Ant_tx #2, ..., Ant_tx #Nt), 피드백 정보 처리부(114) 및 데이터 송신부(112)로 구성된다.
상기 수신장치(120-1)를 살펴보면, 적어도 하나의 수신 안테나 (Ant #1, Ant #2, ..., Ant #Nr)로부터 수신된 신호는 채널 추정부(122-1)로 입력된다. 상기 채널 추정부(122-1)는 신호가 전송되는 모든 채널들 (즉 데이터 스트림 그룹 또는 안테나 그룹) 각각에 대한 채널 특성을 추정한다. 그리고 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 미리 설정된 신호 검출 기법에 의해 안테나 그룹 별로 전송되는 데이터 스트림 그룹 각각에 대응한 CQI 정보를 계산한다.
상기 신호 검출 기법으로는 선형 검출 기법과 비선형 검출 기법이 존재한다. 상기 선형 검출 기법의 대표적인 예로 MMSE (Minimum Mean-Squared Error) 기법이 있으며, 상기 비선형 검출 기법의 대표적인 예로 SIC 기법이 있다. 본 발명에서는 MMSE 기법과 SIC 기법 및 빔포밍 (Beamforming, BF) 기법을 기준으로 설명할 것이다.
상기 채널 추정부(122-1)는 MMSE 기법과 SIC 기법 및 빔포밍 기법을 선택적으로 사용할 수 있다. 상기 채널 추정부(122-1)는 상기 MMSE 기법에 의해 추정된 각 안테나 그룹의 CQI 정보와 상기 SIC 기법에 의해 추정된 각 안테나 그룹의 CQI 정보 및 빔포밍 기법에 의해 추정된 각 안테나 그룹의 CQI 정보를 피드백 정보 생성부(124-1)로 제공한다.
상기 피드백 정보 생성부(124-1)는 상기 채널 추정부(122-1)로부터 제공된 각 안테나 그룹 별 CQI 정보에 의해 피드백 정보를 생성한다. 상기 각종 신호 검출 기법에 의해 CQI 정보를 획득하는 상기 채널 추정부(122-1)의 기능을 상기 피드백 정보 생성부(124-1)에서 수행하도록 구현하는 것도 가능하다.
상기 피드백 정보는 앞에서도 밝힌 바와 같이 최대 CQI, 상기 최대 CQI에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 CQI를 포함한다. 상기 최대 CQI는 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 획득한 CQI들 중 가장 양호한 CQI이다. 상기 랭크 정보는 안테나 그룹의 수에 해당한다. 예컨대 2개의 안테나 그룹을 가정할 시, 상기 랭크 정보는 "1" 또는 "2"가 될 수 있다. 그리고 상기 잔존 CQI는 상기 랭크 정보에 따라 다르게 정의될 수 있다. 예컨대 랭크 정보가 "1"인 경우, 잔존 CQI는 빔포밍 기법에 의해 최소의 CQI를 가지는 안테나 그룹 (또는 데이터 스트림 그룹)을 턴-오프(turn-off) 시킨 후 나머지 데이터 스트림 그룹에 대해 얻을 수 있는 CQI이다. 그리고 랭크 정보가 "2"인 경우, 잔존 CQI는 SIC 기법에 의해 상기 최대 CQI를 제거한 후 나머지 안테나 그룹 (또는 데이터 스트림 그룹)에 대해 얻을 수 있는 CQI이다.
상기 수신장치(120-1)는 상기 피드백 정보 생성부(124-1)에 의해 생성된 피드백 정보를 상기 송신장치(110)로 전송한다. 상기 피드백 정보의 전송은 상기 수신장치(120-1)에 의해 주기적으로 전송되는 것이 바람직하다. 하지만 전송 시점이 사전에 상기 송신장치(110)와 상기 수신장치(120-1) 간에 약속된다면, 피드백 정보를 비주기적으로 전송하는 것도 가능하다.
상기 송신장치(110)를 살펴보면, 모든 수신장치들(120-1, 120-N)로부터 수신되는 피드백 정보는 피드백 정보 처리부(114)로 제공된다. 상기 피드백 정보 처리부(114)는 각 수신장치로부터 수신된 피드백 정보를 기반으로 하여 전송 모드와 부호화 기법 및 MCS 레벨을 결정한다.
상기 피드백 정보 처리부(114)는 상기 전송 모드를 결정하기 위해 MU 모드에서의 전송률 합 (R_MU)과 SU 모드에서의 전송률 합 (R_SU)을 산출한다. 상기 R_MU와 상기 R_SU의 산출은 상기 피드백 정보에 의해 산출한다. 뿐만 아니라 상기 피드백 정보 처리부(114)는 상기 결정된 전송 모드를 지원하기 위한 부호화 및 MCS 레벨을 결정한다.
상기 신호 송신부(112)는 상기 피드백 정보 처리부(114)에 의해 제공된 전송 모드, 부호화 및 MCS 레벨에 의해 선택된 적어도 하나의 사용자 데이터 스트림을 안테나 그룹을 통해 전송한다.
B. 수신장치의 구성 및 동작
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수신장치의 구체적인 구성의 일 예를 보이고 있다. 도 2에서는 두 개의 데이터 스트림 그룹, 즉 송신장치로부터 두 개의 안테나 그룹을 통해 데이터 스트림이 전송되는 것을 가정하고 있다.
도 2를 참조하면, NR 개의 안테나를 통해 수신되는 신호는 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)와 그룹 신호 검출부(220)로 제공된다.
상기 그룹 신호 검출부(220)는 소정의 신호 검출 기법을 적용하여 수신신호로부터 복수의 데이터 스트림을 검출한다. 상기 소정의 신호 검출 기법은 비선형 신호 검출 기법과 선형 신호 검출 기법 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 소정의 신호 검출 기법의 일 예로 SIC 기법이 적용될 수 있다. 그리고 상기 복수의 데이터 스트림은 송신측의 안테나 그룹을 통해 전송된 데이터 스트림으로, 두 개의 데이터 스트림 그룹으로 분류된다. 하지만 송신측에서 빔포밍 기법에 의해 데이터 스트림이 전송된 경우에는 상기 복수의 데이터 스트림은 하나의 데이터 스트림 그룹으로 분류될 수도 있다. 상기 빔포밍 기법은 하나의 안테나 그룹을 통해 집중적으로 데이터 스트림을 전송하는 신호 전송 기법에 해당한다.
상기 그룹 신호 검출부(220)에 의해 검출된 복수의 데이터 스트림은 공간 역다중화부(230)로 제공된다. 상기 공간 역다중화부(230)는 상기 복수의 데이터 스트림을 데이터 스트림 그룹별로 역다중화하여 각 데이터 스트림 그룹에 대응하는 데이터 스트림을 출력한다.
이를 위해 상기 공간 역다중화부(230)는 각 안테나 그룹 (즉 각 데이터 스트림 그룹)에 대응하는 공간 역다중화기로 구성할 수 있다. 도 2에서는 두 개의 안테나 그룹을 가정하고 있으므로, 상기 공간 역다중화부(230)는 두 개의 공간 역다중 화기(232, 234)로 구성된다. 따라서 상기 각 공간 역다중화기(232, 234)는 상기 그룹 신호 검출부(220)로 제공되는 복수의 데이터 스트림을 역다중화하여 고유한 데이터 스트림 그룹에 해당하는 하나의 데이터 스트림을 출력한다.
상기 공간 역다중화부(230)로부터 출력되는 데이터 스트림 그룹별 데이터 스트림은 복조부 (Demodulator)(240)로 제공된다. 상기 복조부(240)는 상기 데이터 스트림 그룹별로 제공되는 데이터 스트림에 대한 복조를 수행한다.
상기 복조부(240)는 각 데이터 스트림 그룹에 대응하는 복수의 디매퍼(Demapper)(242, 244)로 구성된다. 상기 복수의 디매퍼(242, 244)는 대응하는 공간 역다중화기(232, 234)로부터 제공되는 데이터 스트림에 대한 복조, 즉 디매핑(de-mapping)를 수행하여 복조된 데이터 스트림을 출력한다.
상기 복조부(240)로부터 출력되는 복조된 복수의 데이터 스트림은 복호화부(250)로 제공된다. 상기 복호화부(250)는 상기 복조된 데이터 스트림 그룹별 데이터 스트림을 소정의 복호화 기법에 의해 복호화를 수행한다. 상기 소정의 복호화 기법의 일 예로써 터보 복호화 기법이 사용될 수 있다.
상기 복호화부(250)는 각 데이터 스트림 그룹에 대응하는 복수의 복호화기(252, 254)로 구성된다. 상기 복수의 복호화기(252, 254)는 대응하는 디매퍼(242, 244)로부터 제공되는 복조된 데이터 스트림에 대한 복호화를 수행한다.
상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 NR 개의 안테나를 통해 제공되는 수신신호에 대한 채널 추정에 의해 각 데이터 스트림 그룹에 대응한 채널 특성을 추정한다. 그리고 상기 데이터 스트림 그룹별로 추정된 채널 특성을 기반으로 각 데이터 스트림 그룹에 대응한 CQI를 획득한다. 상기 CQI는 유효 신호대 잡음비 (ESN ; Effective Signal-to-Noise Ratio)로 대표될 수 있다. 하기의 설명에서는 상기 CQI와 ESN이 혼용되어 사용될 것이다. 그렇다고 하더라도 본 발명의 바람직한 실시예의 적용이 CQI 또는 ESN에 한정되어서는 안될 것이다. 한편 상기 채널 특성으로부터 ESN을 획득하기 위해서는 다양한 신호 검출 기법이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 MMSE 기법, SIC 기법 및 빔포밍 기법을 사용하고 있다.
그리고 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 각 데이터 스트림 그룹별로 획득한 ESNj (j는 데이터 스트림 그룹 또는 안테나 그룹 인덱스)을 기반으로 피드백 정보를 생성한다. 상기 피드백 정보는 최대 ESN (MAX-ESN), 상기 MAX-ESN에 대응한 안테나 그룹 인덱스 (MAX group index), 랭크 정보 (RANK) 및 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 ESN (Remain-ESN)을 포함한다. 상기 MAX-ESN은 각 데이터 스트림 그룹별로 획득한 ESN 중에서 가장 양호한 ESN이며, 상기 MAX group index는 상기 MAX-ESN이 가지는 안테나 그룹 인덱스 (즉 데이터 스트림 그룹 인덱스)이다. 그리고 상기 랭크 정보는 송신측에서 안테나 그룹을 통해 전송하는 데이터 스트림의 개수 (즉 데이터 스트림 그룹의 개수)로써, 송신측의 전송 모드를 결정하는 정보이다. 상기 Remain-ESN은 상기 랭크 정보별로 지정된 신호 검출 기법에 의해 획득할 수 있다.
예컨대 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 서로 다른 세 가지의 신호 검출 기법을 적용하여 각 데이터 스트림 그룹에 대응한 ESN를 추정한다. 즉 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 세 가지의 신호 검출 기법 중 제1신호 검출 기법에 의해 추정된 ESN (이하 "MMSE-ESN"이라 칭함) 중 가장 양호한 MMSE-ESNm_best에 의해 MAX-ESN과 max group index를 획득한다. 상기 제1신호 검출 기법은 선형 검출 기법으로써, MMSE 기법이 사용될 수 있다.
그리고 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 세 가지의 신호 검출 기법 중 랭크 정보가 "2"인 경우 사용할 수 있는 제2신호 검출 기법에 의해 특정 데이터 스트림 그룹에 대응한 ESNn (여기서 n은 m_best와 상이함, 이하 "SIC-ESNn"이라 칭함)을 획득한다. 상기 제2신호 검출 기법은 비 선형 검출 기법으로써, SIC 기법이 사용될 수 있다.
또한 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 세 가지의 신호 검출 기법 중 랭크 정보가 "1"인 경우 사용할 수 있는 제3신호 검출 기법에 의해 특정 데이터 스트림 그룹에 대응한 ESNn (여기서 n은 m_best와 상이함, 이하 "OFF-ESNn"이라 칭함)을 획득한다. 상기 제3신호 검출 기법으로는 빔포밍 기법이 사용될 수 있다. 상기 빔포밍 기법은 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 제외한 나머지 안테나 그룹을 턴-오프하고, 상기 턴-오프되지 않은 하나의 안테나 그룹을 통해 송신되는 데이터 스트림에 대해서만 채널 추정을 수행하는 기법이다. 상기 턴-오프되는 데이터 스트림 그룹은 최소의 채널 품질을 가지는 데이터 스트림 그룹에 해당한다.
그리고 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 SIC-ESNn과 상기 OFF-ESNn 중 하나를 Remain-ESN으로 결정한다. 예컨대 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 SIC-ESNn에 의해 계산된 전송률 (이하 "RGSIC"이라 칭함)과 상기 OFF-ESNn에 의해 계산된 전송률 (이하 "RBF"이라 칭함) 중 높은 전송률을 얻을 수 있는 ESN을 Remain-ESN으로 결정한다. 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 RGSIC의 계산을 위해 MAX-ESN을 추가로 고려한다. 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)는 상기 Remain-ESN으로 결정된 ESN을 획득하기 위해 사용된 신호 검출 기법에 대응한 랭크 값을 랭크 정보로 결정한다.
한편 상기 피드백 정보를 획득하기 위한 상기 채널 추정 및 피드백 정보 생성부 (210)의 보다 구체적인 동작에 대해서는 수신장치의 동작 설명에서 상세히 설명하도록 한다. 한편 도 2에서는 채널 추정을 위한 구성과 피드백 정보를 생성하기 위한 구성을 하나의 구성으로 도시하고 있으나 별도의 구성으로써 구현하는 것도 가능할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 수신장치의 동작 예를 보이고 있다. 도 3에서 보이고 있는 동작은 수신장치의 채널 추정 및 피드백 정보 생성부에 의해 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 수신장치는 310단계에서 안테나를 통해 수신되는 신호로부터 송신측에 구비된 안테나 각각에 대응한 채널 특성 (H)을 추정한다. 즉 송신측의 안테나가 NT 개라 가정할 시, 상기 채널 특성 (H)은 [h 1, h 2, ..., h NT]로 정의할 수 있다.
상기 수신장치는 312단계에서 상기 추정된 채널 특성 (H)을 이용한 MMSE 기법에 의해 각 안테나 그룹별 MMSE-ESNj를 계산한다. 그리고 상기 수신장치는 314단계에서 각 안테나 그룹별로 계산된 MMSE-ESNj들 중 가장 양호한 MMSE-ESN을 MAX-ESN으로 선택하고, 상기 선택한 MAX-ESN에 대응한 안테나 그룹 인덱스를 MAX group index로 선택한다.
그 후 상기 수신장치는 316단계에서 SIC-ESN과 OFF-ESN을 계산한다. 즉 상기 수신장치는 상기 추정된 채널 특성 (H)을 이용한 SIC 기법에 의해 SIC-ESN을 계산한다. 또한 상기 수신장치는 상기 추정된 채널 특성 (H)을 이용한 빔포밍 기법에 의해 OFF-ESN을 계산한다. 상기 SIC-ESN은 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹에 대해 계산되며, 상기 SIC-ESN에 대응한 안테나 그룹 인덱스와 상기 MAX-group index는 서로 다르다. 그리고 상기 OFF-ESN은 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹에 대해 계산되며, 상기 OFF-ESN에 대응한 안테나 그룹 인덱스와 상기 SIC-ESN에 대응한 안테나 그룹 인덱스는 서로 다르다.
상기 수신장치는 318단계에서 SIC 기법을 적용할 시 얻을 수 있는 전송률 (RGSIC)과 빔포밍 기법을 적용할 시 얻을 수 있는 전송률 (RBF)을 계산한다. 상기 RGSIC의 계산을 위해서는 상기 MAX-ESN과 상기 SIC-ESN이 사용되며, 상기 RBF의 계산을 위해서는 상기 OFF-ESN이 사용된다.
상기 수신장치는 320단계에서 피드백 정보에 해당하는 RANK와 REMAIN-ESN을 결정한다. 상기 REMAIN-ESN은 상기 RGSIC와 RBF를 비교하여 높은 전송률을 선택한다. 그리고 상기 선택된 전송률에 대응한 신호 검출 기법을 확인하고, 상기 확인된 신호 검출 기법에 대응하여 계산된 ESN을 REMAIN-ESN로 결정한다. 한편 상기 RANK는 상기 결정된 REMAIN-ESN에 대응하여 결정된다. 상기 RANK는 신호 검출 기법에 대응하여 사전에 지정된다.
예컨대 상기 RGSIC가 RBF보다 높은 전송률이라면, 상기 SIC-ESN을 REMAIN-ESN로 결정하고, SIC 기법에 대응한 "2"를 RANK 값으로 결정한다. 하지만 상기 RBF가 RGSIC보다 높은 전송률이라면, 상기 OFF-ESN을 REMAIN-ESN로 결정하고, 빔포밍 기법에 대응한 "1"을 RANK 값으로 결정한다.
상기 수신장치는 322단계에서 피드백 정보를 생성한다. 상기 피드백 정보는 상기 314단계에서 결정된 MAX-ESN와 MAX group index와 상기 320단계에서 결정된 RANK와 REMAIN-ESN를 포함한다. 그리고 상기 수신장치는 상기 피드백 정보를 송신장치로 전송한다.
도 4는 본 발명에서 2개의 안테나 그룹을 가정할 시, 수신장치에서 이루어지는 동작을 보이고 있다.
도 4를 참조하면, 수신장치는 410단계에서 안테나를 통해 수신되는 신호로부터 송신측에 구비된 안테나 각각에 대응한 채널 특성 (H)을 추정한다. 즉 송신측의 안테나가 NT 개라 가정할 시, 상기 채널 특성 (H)은 [h 1, h 2, ..., h NT]로 정의할 수 있다.
상기 수신장치는 412단계에서 상기 추정된 채널 특성 (H)을 이용한 MMSE 기법에 의해 MMSE-ESN1과 MMSE-ESN2를 계산한다. 첫 번째 안테나 그룹에 대응한 MMSE-ESN1은 하기 <수학식 1>에 의해 계산될 수 있으며, 두 번째 안테나 그룹에 대응한 MMSE-ESN2는 하기 <수학식 2>에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112007063775177-pat00001
Figure 112007063775177-pat00002
여기서
Figure 112008050444560-pat00003
은 m 번째 송신 안테나에 대해 추정된 CQI이고, 용량 함수 (capacity function)는
Figure 112008050444560-pat00004
로 정의할 수 있다. 상기
Figure 112008050444560-pat00005
는 실제 처리 성능과 사론 용량 (Shannon capacity) 간의 성능 차이이다.
상기 <수학식 1>과 상기 <수학식 2>에서 정의된 바와 같이 각 안테나 그룹에 대응한 CQI는 각 안테나 그룹을 구성하는 안테나별 CQI의 합에 의해 계산된다.
상기 MMSE 기법에 의한
Figure 112007063775177-pat00006
은 하기 <수학식 3>에 의해 계산된다.
Figure 112007063775177-pat00007
상기 수신장치는 414단계에서 상기 MMSE-ESN1과 상기 MMSE-ESN2 중 양호한 MMSE-ESN을 판단한다. 즉 상기 MMSE-ESN1이 상기 MMSE-ESN2 보다 큰지를 판단한다. 상기 MMSE-ESN1이 상기 MMSE-ESN2 보다 크면, 416단계로 진행한다.
상기 수신장치는 416단계로 진행하면, MAX group index를 첫 번째 안테나 그룹을 가리키는 "1"로 설정하고, MAX-ESN을 MMSE-ESN1로 설정한다.
전술한 바에 의해 각 안테나 그룹에 대응하여 MMSE-ESN을 계산하고, 상기 계산된 MMSE-ESN에 의해 설정된 MAX-ESN과 MAX group index를 정리하면 하기 <표 1>과 같다.
안테나 그룹 인덱스 계산된 ESN
Group 1 MMSE-ESN1
Group 2 MMSE-ESN2
MAX-ESN MMSE-ESN1
Max group index 1
상기 수신장치는 418단계에서 SIC-ESN2와 OFF-ESN1을 계산하여 SIC-ESN과 OFF-ESN로 설정한다. 상기 수신장치는 상기 SIC-ESN을 산출하기 위해 첫 번째 안테나 그룹 (MAX group index에 해당하는 안테나 그룹)에 의해 전송된 데이터 스트림을 처음에 검출하여야 한다. 그 이유는 MMSE-ESN1이 MAX-ESN으로 설정되었기 때문이다. 그리고 상기 첫 번째 안테나 그룹에 의해 전송된 데이터 스트림 성분이 제거된 수신신호로부터 두 번째 안테나 그룹에 의해 전송된 데이터 스트림에 대응한 ESN (SIC-ESN2)을 획득한다. 한편 상기 수신장치는 OFF-ESN1을 획득하기 위해 두 번째 안테나 그룹에 속하는 안테나를 턴-오프하고, 첫 번째 안테나 그룹에 의해 전송된 데이터 스트림에 대응한 ESN (OFF-ESN1)을 획득한다.
하지만 상기 수신장치는 상기 414단계에서 상기 MMSE-ESN2가 상기 MMSE-ESN1 보다 크면, 420단계로 진행한다. 도 4에서는 상기 MMSE-ESN1과 상기 MMSE-ESN2가 같으면, 420단계로 진행하도록 하고 있다. 하지만 상기 MMSE-ESN1과 상기 MMSE-ESN2가 같으면, 416단계로 진행하도록 구현하는 것도 가능하다.
상기 수신장치는 420단계로 진행하면, MAX group index를 두 번째 안테나 그룹을 가리키는 "2"로 설정하고, MAX-ESN을 MMSE-ESN2로 설정한다.
전술한 바에 의해 각 안테나 그룹에 대응하여 MMSE-ESN을 계산하고, 상기 계산된 MMSE-ESN에 의해 설정된 MAX-ESN과 MAX group index를 정리하면 하기 <표 2>와 같다.
안테나 그룹 인덱스 계산된 ESN
Group 1 MMSE-ESN1
Group 2 MMSE-ESN2
MAX-ESN MMSE-ESN2
Max group index 2
상기 수신장치는 422단계에서 SIC-ESN1과 OFF-ESN2를 계산하여 SIC-ESN과 OFF-ESN로 설정한다. 상기 수신장치는 상기 SIC-ESN을 산출하기 위해 두 번째 안테나 그룹 (MAX group index에 해당하는 안테나 그룹)에 의해 전송된 데이터 스트림을 처음에 검출하여야 한다. 그 이유는 MMSE-ESN2가 MAX-ESN으로 설정되었기 때문이다. 그리고 상기 두 번째 안테나 그룹에 의해 전송된 데이터 스트림 성분이 제거된 수신신호로부터 첫 번째 안테나 그룹에 의해 전송된 데이터 스트림에 대응한 ESN (SIC-ESN1)을 획득한다. 한편 상기 수신장치는 OFF-ESN2를 획득하기 위해 첫 번째 안테나 그룹에 속하는 안테나를 턴-오프하고, 두 번째 안테나 그룹에 의해 전송된 데이터 스트림에 대응한 ESN (OFF-ESN2)을 획득한다.
상기 SIC-ESN과 OFF-ESN을 산출하는 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 수신장치는 랭크가 2인 것으로 가정하여 상기 SIC-ESN을 산출하며, 랭크가 1인 것을 가정하여 상기 OFF-ESN을 산출한다. 이러한 가정에서 SIC-ESN과 OFF-ESN은 하기 <수학식 4>에 의해 계산할 수 있다.
Figure 112007063775177-pat00008
여기서
Figure 112007063775177-pat00009
이며,
Figure 112007063775177-pat00010
은 Remain-ESN이다.
상기 <수학식 4>에 의해 계산되는
Figure 112008050444560-pat00011
는 빔포밍 기법에 의해 수신된 SINR (Signal to Interference Noise Ratio)로서, 'm=1,2'인 경우 하기 <수학식 5>로 표현할 수 있다.
Figure 112007063775177-pat00012
상기 <수학식 5>에서
Figure 112007063775177-pat00013
는 빔포밍이 적용되는 전송 안테나 'm'의 CQI를 나타낸다.
상기
Figure 112007063775177-pat00014
은 하기 <수학식 6>에 의해 계산된다.
Figure 112007063775177-pat00015
여기서
Figure 112007063775177-pat00016
이다.
또한, 상기 <수학식 4>에서의
Figure 112007063775177-pat00017
는 SIC 기법에 의해 수신된 SINR로서 'm=1,2'인 경우 다음 <수학식 7>로 표현할 수 있다.
Figure 112007063775177-pat00018
여기서
Figure 112007063775177-pat00019
는 m 번째 안테나 그룹을 제외한 나머지 안테나 그룹에 의해 전송되는 신호를 제거한 후 안테나 그룹 'm'에 대해 계산된 CQI를 의미한다.
상기
Figure 112007063775177-pat00020
은 하기 <수학식 8>에 의해 계산된다.
Figure 112007063775177-pat00021
상기 수신장치는 상기 418단계 또는 상기 422단계에서 SIC-ESN과 OFF-ESN을 획득하면, 424단계로 진행하여 SIC 기법을 적용할 시에 얻을 수 있는 전송률 (RGSIC)과 빔포밍 기법을 적용할 시에 얻을 수 있는 전송률 (RBF)을 계산한다. 상기 RGSIC와 상기 RBF는 하기 <수학식 9>에 의해 계산할 수 있다.
Figure 112007063775177-pat00022
Figure 112007063775177-pat00023
상기 수신장치는 426단계에서 상기 RBF가 상기 RGSIC보다 더 높은 전송률에 해당하는지를 판단한다. 상기 RBF가 상기 RGSIC보다 더 높은 전송률에 해당한다면, 빔포밍 기법에 의해 데이터 스트림을 전송하는 것이 전송효율이 우수함을 의미한다. 그렇지 않고 상기 RGSIC가 상기 RBF보다 더 높은 전송률에 해당한다면, SIC 기법에 의해 데이터 스트림을 전송하는 것이 전송효율이 우수함을 의미한다.
상기 수신장치는 상기 RBF가 상기 RGSIC보다 더 크면 428단계로 진행하며, 상기 RGSIC가 상기 RBF보다 더 크면 430단계로 진행한다. 한편 도 4에서는 상기 RBF와 상기 RGSIC가 같은 값을 가질 경우, 430단계로 진행하도록 하고 있다. 하지만 상기 RBF와 상기 RGSIC가 같은 값을 가질 경우, 428단계로 진행하도록 할지 아니면 430단계로 진행하도록 할지는 구현상의 문제이다. 따라서 어떠한 형태로 구현할지는 당업자에 의해 용이하게 변경할 수 있는 사항이라 할 것이다.
상기 수신장치는 428단계에서 랭크 정보를 빔포밍 기법의 사용에 해당하는 값 ("1")으로 설정하고, Remain-ESN을 앞서 계산된 OFF-ESN으로 설정한다. 그렇지 않고 430단계로 진행하면, 상기 수신장치는 랭크 정보를 SIC 기법의 사용에 해당하는 값 ("2")으로 설정하고, Remain-RSN을 앞서 계산된 SIC-ESN으로 설정한다.
전술한 바에 의해 수신장치는 MAX-ESN, MAX group index, RANK 및 Remain-ESN을 획득하며, 상기 획득한 MAX-ESN, MAX group index, RANK 및 Remain-ESN에 의해 피드백 정보를 생성하여 송신장치로 전송한다.
C. 송신장치의 구성 및 동작
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신장치의 구체적인 구성의 일 예를 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 피드백 정보 처리부(510)는 모든 수신장치로부터의 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 의해 데이터 스트림을 전송하기 위한 동작을 전반적으로 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 피드백 정보 처리부(510는 각 수신장치로부터 수신된 피드백 정보를 기반으로 하여 전송 모드와 부호화 기법 및 MCS 레벨을 결정한다. 상기 전송 모드는 SU 모드와 MU 모드로 구분된다.
상기 피드백 정보 처리부(510)는 전송 모드를 결정하기 위해 R_MU과 R_SU를 산출한다. 상기 R_MU는 피드백 정보로 제공된 MAX-ESN과 MAX group index에 의해 산출한다. 그리고 상기 R_SU는 피드백 정보로 제공된 RANK와 Remain-ESN 및 MAX- ESN에 의해 산출한다.
예컨대 상기 R_MU를 산출하기 위해서는 MAX group index를 참조하여 MAX-ESN을 안테나 그룹별로 수집하여야 한다. 그리고 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 MAX-ESN으로부터 상기 안테나 그룹별로 가장 양호한 CQI (MAX-ESNi,j, 여기서 i는 사용자 인덱스이고, j는 안테나 그룹 인덱스임)를 선택하며, 상기 안테나 그룹별로 선택된 MAX-ESNi,j의 합에 의해 상기 R_MU를 산출한다.
한편 상기 R_SU를 산출하기 위해서는 RANK를 고려하여 각 안테나 그룹에 대응한 CQI (MAX-ESN 또는 Remain-ESN)를 수집하여야 한다. 그리고 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 CQI를 기반으로 상기 송신장치별로의 전송률 합 (R_SU_i, 여기서 i는 사용자 인덱스)을 산출하며, 상기 R_SU_i 중 가장 양호한 전송률을 상기 R_SU로 산출한다.
그 후 상기 피드백 정보 처리부(510)는 R_MU와 R_SU를 비교하고, 상기 비교 결과에 의해 MU 모드와 SU 모드 중 하나를 전송 모드로 선택한다. 예컨대 상기 R_SU가 상기 R_MU보다 작거나 같으면 MU 모드를 전송 모드로 선택한다. 그리고 상기 R_SU가 상기 R_MU보다 크면 SU 모드를 전송 모드로 선택한다.
또한 상기 피드백 정보 처리부(510)는 SU 모드 또는 MU 모드를 지원하기 위한 MCS 레벨 및 사용자 스케줄링 정보를 결정한다. 상기 사용자 스케줄링 정보는 전송 모드에 대응하여 전송할 사용자 데이터 스트림을 선별하기 위한 제어 정보이다.
사용자 스트림 처리부(520)는 복수의 사용자들 (User #1 내지 User #K) 각각에 대응한 데이터를 입력으로 하고, 상기 피드백 정보 처리부(510)의 제어에 의해 상기 사용자별 데이터를 그룹핑하여 적어도 하나의 데이터 스트림으로 출력한다. 이때 상기 사용자 스트림 처리부(520)는 상기 피드백 정보 처리부(510)로부터 제공되는 전송 모드와 사용자 스케줄링 정보에 의해 입력된 사용자별 데이터를 선별하고, 상기 선별된 데이터를 적어도 하나의 데이터 스트림으로 출력한다. 상기 사용자 스트림 처리부(520)는 MU 모드가 지정되면, 복수의 사용자 데이터를 안테나 그룹의 수에 일치하는 데이터 스트림으로 출력한다. 하지만 상기 사용자 스트림 처리부(520)는 SU 모드가 지정되면, 선택된 사용자 데이터를 하나의 데이터 스트림으로 출력한다.
부호화부(530)는 안테나 그룹의 수만큼의 부호화기로 구성된다. 도 5에서는 두 개의 안테나 그룹을 가정하고 있음에 따라 상기 부호화부(530)는 두 개의 부호화기(532, 534)로 구성된다. 상기 부호화부(530)는 상기 사용자 스트림 처리부(520)로부터 제공되는 적어도 하나의 데이터 스트림에 대한 부호화를 수행한다. 이때 상기 부호화부(530)는 상기 피드백 정보 처리부(510)로부터 제공되는 MCS 레벨을 고려한다. 즉 상기 부호화부(530)에서의 부호화율은 상기 MCS 레벨에 의해 결정된다.
변조부(540)는 상기 부호화부(530)에 의해 부호화된 적어도 하나의 데이터 스트림을 입력으로 하고, 상기 부호화된 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 MCS 레벨을 고려하여 변조한다. 상기 변조부(540)는 안테나 그룹의 수만큼의 매퍼로 구 성된다. 도 5에서는 두 개의 안테나 그룹을 가정하고 있음에 따라 상기 변조부(540)는 두 개의 매퍼(542, 544)로 구성된다.
공간 다중화부(550)는 각 안테나 그룹에 대응하는 공간 다중화기(552, 554)로 구성된다. 상기 공간 다중화기(552, 554)는 각 안테나 그룹에 대응하여 상기 변조부(540)로부터 제공되는 변조된 데이터 스트림을 다중화하여 출력한다. 상기 공간 다중화기(552, 554)에 의해 출력되는 데이터 스트림의 수는 안테나 그룹을 구성하는 안테나의 수에 대응한다. 상기 공간 다중화기(552, 554)로부터 출력되는 데이터 스트림 각각은 대응하는 안테나를 통해 전송된다.
한편 도 5에서는 피드백 정보 처리부(510)와 사용자 스트림 처리부(520)를 별도의 구성으로 구현한 예를 보이고 있다. 하지만 피드백 정보 처리부(510)에서 수행하는 동작과 사용자 스트림 처리부(520)에서 수행하는 동작을 하나의 구성에 의해 처리할 수 있도록 구현하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 송신장치에서 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 6을 참조하면, 송신장치는 610단계에서 사용자별로 전송되는 피드백 정보를 수신한다. 상기 피드백 정보는 MAX-ESNi, MAX group indexi, RANKi, Remain-ESNi을 포함한다. 하기 <표 3>은 송신장치가 각 사용자별로 수신한 피드백 정보의 일 예를 보이고 있다. 하기 <표 3>에서는 세 명의 사용자와 두 개의 안테나 그룹을 가정하고 있다.
Figure 112007063775177-pat00024
상기 송신장치는 612단계에서 각 사용자로부터 수신된 피드백 정보를 기반으로 MAX group indexi에 의해 MAX-ESNi를 수집한다. 즉 상기 송신장치는 상기 MAX-ESNi를 상기 MAX group indexi를 고려하여 사용자 (수신장치)별로 수집한다.
하기 <표 4>는 상기 <표 3>와 같은 피드백 정보를 수신한 송신장치에 의해 수집된 MAX-ESNi ,j의 일 예를 보이고 있다.
USER 1 USER 2 USER 3
GROUP 1 - MAX-ESN2 ,1 -
GROUP 2 MAX-ESN1 ,2 - MAX-ESN3 ,2
m_best 2 1 2
상기 <표 4>에서 알 수 있는 바와 같이 상기 송신장치는 각 사용자별로 MAX-ESNi와 MAX group indexi를 확인하고, 상기 확인된 MAX-ESNi를 상기 확인된 MAX group indexi가 지정하는 안테나 그룹에 배치시킨다. 이러한 룰에 의해 배치된 MAX-ESNi는 안테나 그룹 인덱스를 고려하여 MAX-ESNi,j라 표기한다. 여기서 j는 안테나 그룹 인덱스를 의미한다. 그리고 상기 <표 4>에서 m_best는 각 사용자별로 확인된 MAX group index에 해당한다.
일 예로 USER 1로부터 수신된 MAX-ESN1은 MAX group index가 "2"이므로, MAX-ESN1,2에 배치되며, USER 2로부터 수신된 MAX-ESN2는 MAX group index가 "1"이므로, MAX-ESN2,1에 배치된다.
상기 송신장치는 614단계에서 상기 수집된 정보에 의해 R_MU를 산출한다. 이를 위해 상기 송신장치는 각 안테나 그룹별로 수집된 MAX-ESNi,j 중 가장 양호한 품질의 MAX-ESNi,j를 선택하고, 상기 각 안테나 그룹별로 선택된 MAX-ESNi,j에 의해 서비스 가능한 전송률을 산출한다. 상기 산출된 전송률을 R_MU로 설정한다.
하기 <표 5>는 상기 <표 4>와 같이 수집된 MAX-ESNi ,j를 기반으로 R_MU를 산출한 예를 보이고 있다.
USER 1 USER 2 USER 3 Maximum
GROUP 1 - MAX-ESN2 ,1 - MAX-ESN2 ,1
GROUP 2 MAX-ESN1 ,2 - MAX-ESN3 ,2 MAX-ESN1 ,2
M_best 2 1 2 R_MU
상기 <표 5>에 의하면, 첫 번째 안테나 그룹에 대응하여서는 MAX-ESN2 ,1이 선택되고, 두 번째 안테나 그룹에 대응하여서는 MAX-ESN1 ,2가 선택되었다. 상기 MAX-ESN1,2가 선택된 것은 MAX-ESN3 ,2에 비해 상기 MAX-ESN1 ,2가 양호한 품질을 가졌기 때문이다. 그리고 상기 송신장치는 상기 첫 번째 안테나 그룹에 대응하여 선택된 MAX-ESN2,1과 상기 두 번째 안테나 그룹에 대응하여 선택된 MAX-ESN1 ,2에 의해 지원 가능한 전송률을 R_MU로 설정한다.
상기 송신장치는 616단계에서 각 사용자로부터 수신된 피드백 정보를 기반으로 RANKi에 의해 MAX-ESNi 및 Remain-ESNi를 수집한다. 즉 상기 송신장치는 상기 MAX-ESNi와 Remain-ESNi를 상기 RANKi를 고려하여 안테나 그룹별로 수집한다.
하기 <표 6>은 상기 <표 3>와 같은 피드백 정보를 수신한 송신장치에 의해 RANKi를 기반으로 수집된 MAX-ESNi ,j와 Remain-ESNi의 일 예를 보이고 있다.
USER 1 (RANK=1) USER 2 (RANK=2) USER 3 (RANK=1)
GROUP 1 OFF MAX-ESN2 ,1 Remain-ESN3 ,1
GROUP 2 Remain-ESN1 ,2 Remain-ESN2 ,2 OFF
상기 <표 6>에서 알 수 있는 바와 같이 상기 송신장치는 RANKi가 1로 확인된 사용자에 대해서는 Remain-ESNi 만을 수집하고, RNAKi가 2로 확인된 사용자에 대해서는 MAX-ESNi,j와 Remain-ESNi를 수집한다. 이는 상기 RANKi가 1인 경우는 빔포밍에 의한 SU 모드를 요청하는 것이며, 상기 RANKi가 2인 경우는 SIC 기법에 의한 MU 모드를 요청하는 것이기 때문이다. 따라서 상기 송신장치는 RNAKi가 "1"인 USER 1과 USER 3에 대응하여서는 두 개의 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹에 대응한 Remain-ESNi를 수집한다. 그리고 나머지 안테나 그룹에 대응하여서는 턴-오프를 설정한다. 즉 USER 1에 대해서는 두 번째 안테나 그룹에 대응하여 Remain-ESN1,2를 수집하고, 첫 번째 안테나 그룹에 대응하여 턴-오프를 설정한다. 그리고 USER 3에 대해서는 첫 번째 안테나 그룹에 대응하여 Remain-ESN3,1을 수집하고, 두 번째 안테나 그룹에 대응하여 턴-오프를 설정한다.
하지만 상기 송신장치는 RNAKi가 "2"인 USER 2에 대응하여서는 두 개의 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹에 대해서는 MAX-ESNi ,j를 수집하고, 나머지 안테나 그룹에 대해서는 Remain-ESNi ,j를 수집한다. 즉 USER 2에 대해서는 첫 번째 안테나 그룹에 대응하여 MAX-ESN2 ,1을 수집하고, 두 번째 안테나 그룹에 대응하여 Remain-ESN2,2를 수집한다.
그 후 상기 송신장치는 618단계에서 상기 수집된 정보에 의해 R_SU를 산출한다. 이를 위해 상기 송신장치는 앞에서 각 사용자별로 수집된 Remain-ESNi,j 또는 MAX-ESNi,j와 Remain-ESNi,j에 의해 서비스 가능한 전송률 (R_SU_i)을 산출한다.
하기 <표 7>은 상기 <표 6>과 같이 수집된 정보를 기반으로 각 사용자별로 서비스 가능한 전송률 (R_SU_1, R_SU_2, R_SU_3)을 산출한 예를 보이고 있다.
USER 1 (RANK=1) USER 2 (RANK=2) USER 3 (RANK=1)
GROUP 1 OFF MAX-ESN2 ,1 Remain-ESN3 ,1
GROUP 2 Remain-ESN1 ,2 Remain-ESN2 ,2 OFF
SUM RATE R_SU_1 R_SU_2 R_SU_3
상기 송신장치는 상기 사용자별로 산출된 전송률 R_SU_1, R_SU_2, R_SU_3을 비교하여 가장 높은 전송률을 선택한다. 그리고 상기 선택된 전송률을 R_SU로 설정한다.
하기 <표 8>은 상기 <표 7>과 같이 사용자별로 산출된 전송률 R_SU_1, R_SU_2, R_SU_3 중 R_SU_3이 가장 높은 전송률에 해당하는 경우를 가정하여 R_MU를 설정하는 예를 보이고 있다.
USER 1 (RANK=1) USER 2 (RANK=2) USER 3 (RANK=1) Maximum
GROUP 1 OFF MAX-ESN2 ,1 Remain-ESN3 ,1 Remain-ESN3 ,1
GROUP 2 Remain-ESN1 ,2 Remain-ESN2 ,2 OFF OFF
SUM RATE R_SU_1 R_SU_2 R_SU_3 R_SU = R_SU_3
상기 송신장치는 620단계에서 R_MU와 R_SU를 비교하여 지원할 전송 모드를 결정한다. 즉 상기 송신장치는 R_MU와 R_SU를 비교하여 상대적으로 높은 전송률을 지원할 수 있는 전송 모드를 결정한다.
만약 R_SU가 R_MU보다 높다면, 상기 송신장치는 622단계에서 해당 사용자의 데이터 스트림을 SU 모드에 의해 전송한다. 즉 해당 사용자의 데이터 스트림을 복수의 안테나 그룹들 중 상기 R_SU로 설정된 전송률에 대응한 안테나 그룹을 통해 전송한다. 이때 상기 사용자의 데이터 스트림을 전송할 안테나 그룹의 수는 해당 사용자에 의해 지정된 RANK에 따라 결정된다. 예컨대 RANK가 "1"로 지정된 경우에는 해당 사용자의 데이터 스트림을 하나의 안테나 그룹을 통해 전송한다. 이때 나머지 하나의 안테나 그룹에 해당하는 안테나들은 턴-오프된다. 하지만 RANK가 "2"로 지정된 경우에는 해당 사용자의 데이터 스트림을 두 개의 안테나 그룹을 통해 전송한다. 상기 <표 8>에 의하면, USER 3의 데이터 스트림을 R_SU_3에 해당하는 전송률로 첫 번째 안테나 그룹을 통해 전송한다.
그렇지 않고 R_MU가 R_SU보다 높다면, 상기 송신장치는 624단계에서 각 안테나 그룹에 대응하여 선택된 사용자들의 데이터 스트림을 MU 모드에 의해 전송한다. 즉 해당 사용자들의 데이터 스트림 각각을 복수의 안테나 그룹들 중 대응하는 안테나 그룹을 통해 전송한다. 이때 사용되는 전송률은 안테나 그룹별로 선택된 각 사용자에 대응하는 MAX-ESNi ,j을 지원할 수 있는 전송률이다. 상기 <표 5>에 의하면, 첫 번째 안테나 그룹을 통해서는 USER 2의 데이터 스트림이 MAX-ESN2 ,1을 지원할 수 있는 전송률에 의해 전송된다. 그리고 두 번째 안테나 그룹을 통해서는 USER 1의 데이터 스트림이 MAX-ESN1 ,2를 지원할 수 있는 전송률에 의해 전송된다.
한편 전술한 동작에서는 R_SU와 R_MU가 동일한 값을 갖는 경우에 대해서는 설명하고 있지 않다. 도 6에서는 R_SU와 R_MU가 동일한 값을 갖는 경우, MU 모드로 동작하는 것을 가정하고 있다. 하지만 R_SU와 R_MU가 동일한 값을 갖는 경우, SU 모드로 동작하는 것도 구현 가능할 것이다.
한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
예컨대 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 사용자의 데이터 스트림에 의해 피드백 정보를 생성하고, 이를 전송하는 것을 가정하고 있다. 하지만 사용자의 데이터 스트림이 아니라 각 사용자에 대응하여 약속된 신호 (파일럿 신호 등)를 이용하여 구현하는 것도 가능하다. 또한 전술한 본 발명에서는 두 개의 안테나 그룹을 가정하고 있으나 복수의 안테나 그룹에 대해 공통적으로 적용할 수 있음은 자명하다. 단지 안테나 그룹의 수에 대응하여 RANK 정보를 새로이 정의할 필요가 있다. 예컨대 세 개의 안테나 그룹들로 구현되는 경우, RANK 정보는 하나 내지 세 개의 안테나 그룹을 선택할 수 있는 정보에 의해 RANK 정보를 정의하여야 한다. 뿐만 아니라 본 발명은 사용자의 수에 대해서도 무관하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템을 보이고 있는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수신장치의 구체적인 구성의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 수신장치의 동작 예를 보이고 있는 도면;
도 4는 본 발명에서 2개의 안테나 그룹을 가정할 시, 수신장치에서 이루어지는 동작을 보이고 있는 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신장치의 구체적인 구성의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 송신장치에서 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

Claims (44)

  1. 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서,
    수신신호로부터 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 획득하는 과정;
    상기 안테나 그룹별로 획득된 채널 품질 정보로부터 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스 및 랭크 정보와 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보를 결정하는 과정; 및
    상기 결정된 최대 채널 품질 정보, 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 피드백 정보로써 송신장치로 전송하는 과정을 포함하는 데이터 수신방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널 품질 정보를 획득하는 과정은,
    상기 수신신호에 대한 채널 추정을 통해 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대응한 채널 특성을 추정하며;
    상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대응한 채널 품질 정보를 획득함을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최대 채널 품질 정보를 결정하는 과정은,
    제1신호 검출 기법을 사용하여 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 계산하며;
    상기 각 데이터 스트림별로 계산된 채널 품질 정보들을 비교하여 가장 양호한 채널 품질 정보를 상기 최대 채널 품질 정보로 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 랭크 정보를 결정하는 과정은,
    제2신호 검출 기법을 사용하여 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 통해 송신된 데이터 스트림에 대한 채널 품질 정보를 계산하고;
    제3신호 검출 기법을 사용하여 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 통해 송신된 데이터 스트림에 대한 채널 품질 정보를 계산하며;
    상기 제2신호 검출 기법을 사용하여 계산된 채널 품질 정보와 상기 제3신호 검출 기법을 사용하여 계산된 채널 품질 정보에 의해 상기 랭크 정보를 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1신호 검출 기법은 선형 검출 기법이며, 상기 제2신호 검출 기법은 비선형 검출 기법임을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3신호 검출 기법은 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 제외한 나머지 안테나 그룹을 턴-오프하고, 상기 하나의 안테나 그룹을 통해 송신되는 데이터 스트림에 대해서만 채널 추정을 수행하는 기법임을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1신호 검출 기법은 MMSE (Minimum Mean-Squared Error) 기법이고, 상기 제2신호 검출 기법은 SIC (Successive Interference Cancellation) 기법이며, 상기 제3신호 검출 기법은 빔포밍 (Beamforming) 기법임을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 채널 품질 정보는, 유효 신호대 잡음비 (ESN ; Effective Signal-to-Noise Ratio)임을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 랭크 정보를 결정하는 과정은,
    상기 최대 채널 품질 정보과 상기 SIC 기법에 의해 계산된 ESN에 의해 제1전송률을 산출하고;
    상기 빔포밍 기법에 의해 계산된 ESN에 의해 제2전송률을 산출하고;
    상기 제1전송률과 상기 제2전송률을 비교하며;
    상기 비교 결과에 의해 상기 랭크 정보를 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 랭크 정보를 결정하는 과정은,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 크거나 같으면 상기 랭크 정보를 상기 안테나 그룹을 통해 복수의 데이터 스트림을 송신할 것을 요청하는 값으로 결정하며,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 작으면 상기 랭크 정보를 상기 안테나 그룹을 통해 하나의 데이터 스트림을 송신할 것을 요청하는 값으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 잔존 채널 품질 정보를 결정하는 과정은,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 크거나 같으면 상기 잔존 채널 품질 정보를 상기 SIC 기법에 의해 계산된 ESN으로 결정하며,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 작으면 상기 잔존 채널 품질 정보를 상기 빔포밍 기법에 의해 계산된 ESN으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신방법.
  12. 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서,
    수신신호로부터 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 획득하는 채널 추정부;
    상기 안테나 그룹별로 획득된 채널 품질 정보로부터 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스 및 랭크 정보와 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보를 결정하고, 상기 결정된 최대 채널 품질 정보, 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보에 의해 피드백 정보를 생성하는 피드백 정보 생성부; 및
    상기 피드백 정보를 송신장치로 전송하는 송신부를 포함하는 데이터 수신장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 채널 추정부는,
    상기 수신신호에 대한 채널 추정을 통해 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대응한 채널 특성을 추정하고, 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대응한 채널 품질 정보를 획득함을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    제1신호 검출 기법을 사용하여 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 계산하며, 상기 각 데이터 스트림별로 계산된 채널 품질 정보들을 비교하여 가장 양호한 채널 품질 정보를 상기 최대 채널 품질 정보로 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    제2신호 검출 기법을 사용하여 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 통해 송신된 데이터 스트림에 대한 채널 품질 정보를 계산하고, 제3신호 검출 기법을 사용하여 상기 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 통해 송신된 데이터 스트림에 대 한 채널 품질 정보를 계산하고, 상기 제2신호 검출 기법을 사용하여 계산된 채널 품질 정보와 상기 제3신호 검출 기법을 사용하여 계산된 채널 품질 정보에 의해 상기 랭크 정보를 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1신호 검출 기법은 선형 검출 기법이며, 상기 제2신호 검출 기법은 비선형 검출 기법임을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제3신호 검출 기법은 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 제외한 나머지 안테나 그룹을 턴-오프하고, 상기 하나의 안테나 그룹을 통해 송신되는 데이터 스트림에 대해서만 채널 추정을 수행하는 기법임을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1신호 검출 기법은 MMSE 기법이고, 상기 제2신호 검출 기법은 SIC 기법이며, 상기 제3신호 검출 기법은 빔포밍 기법임을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 채널 품질 정보는, 유효 신호대 잡음비 (ESN)임을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    상기 최대 ESN과 상기 SIC 기법에 의해 계산된 ESN에 의해 제1전송률을 산출하고, 상기 빔포밍 기법에 의해 계산된 ESN에 의해 제2전송률을 산출하고, 상기 제1전송률과 상기 제2전송률을 비교하며, 상기 비교 결과에 의해 상기 랭크 정보를 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 크거나 같으면 상기 랭크 정보를 상기 안테나 그룹을 통해 복수의 데이터 스트림을 송신할 것을 요청하는 값으로 결정하며, 상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 작으면 상기 랭크 정보를 상기 안테나 그룹을 통해 하나의 데이터 스트림을 송신할 것을 요청하는 값으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 크거나 같으면 상기 잔존 채널 품질 정보를 상기 SIC 기법에 의해 계산된 ESN으로 결정하며, 상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 작으면 상기 잔존 채널 품질 정보를 상기 빔포밍 기법에 의해 계산된 ESN으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신장치.
  23. 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서,
    복수의 수신장치로부터 최대 채널 품질 정보, 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 과정;
    상기 각 수신장치로부터 피드백 정보로 제공된 상기 최대 채널 품질 정보와 상기 안테나 그룹 인덱스를 기반으로 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출하는 과정;
    상기 각 수신장치에 의해 피드백 정보로 제공된 상기 랭크 정보와 상기 잔존 채널 품질 정보 및 상기 최대 채널 품질 정보를 기반으로 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)을 산출하는 과정;
    상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)과 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)의 비교 결과에 의해 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드 중 하나를 전송 모드로 선택하는 과정; 및
    상기 선택된 전송 모드에 의해 데이터 스트림을 전송하는 과정을 포함하는 데이터 송신방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출하는 과정은,
    상기 안테나 인덱스를 참조하여 상기 최대 채널 품질 정보를 상기 안테나 그룹별로 수집하고;
    상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 최대 채널 품질 정보로부터 상기 안테나 그룹별로 최대 채널 품질 정보를 선택하며;
    상기 안테나 그룹별로 선택된 최대 채널 품질 정보의 합에 의해 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출함을 특징으로 하는 데이터 송신방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)을 산출하는 과정은,
    상기 수신장치별로 상기 랭크 정보를 고려하여 상기 각 안테나 그룹에 대응한 채널 품질 정보를 수집하고;
    상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 채널 품질 정보를 기반으로 상기 송신장치별로의 전송률 합을 산출하며;
    상기 송신장치별로 산출된 전송률 합들 중 가장 큰 전송률 합을 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 송신방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 채널 품질 정보는, 해당 수신장치로부터의 피드백 정보에 포함된 최대 채널 품질 정보와 잔존 채널 품질 정보 중 하나임을 특징으로 하는 데이터 송신방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 최대 채널 품질 정보와 잔존 채널 품질 정보는, 유효 신호대 잡음비 (ESN)임을 특징으로 하는 데이터 송신방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 전송 모드를 선택하는 과정은,
    상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)이 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)보다 작거나 같으면 상기 다중 사용자 모드를 전송 모드로 선택하며;
    상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)이 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)보다 크면 상기 단일 사용자 모드를 전송 모드로 선택함을 특징으로 하는 데이터 송신방법.
  29. 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서,
    복수의 수신장치로부터 최대 채널 품질 정보, 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 의해 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드 중 하나를 전송 모드로 선택하고, 상기 선택된 전송 모드에 따른 제어를 수행하는 피드백 정보 처리부; 및
    상기 각 수신장치로 전송하고자 하는 데이터 스트림을 입력으로 하고, 상기 피드백 정보 처리부의 제어에 의해 상기 데이터 스트림을 다중 사용자 모드 또는 단일 사용자 모드에 의해 전송하는 데이터 송신부를 포함하는 데이터 송신장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 각 수신장치로부터 피드백 정보로 제공된 상기 최대 채널 품질 정보와 상기 안테나 그룹 인덱스를 기반으로 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출하고, 상기 각 수신장치에 의해 피드백 정보로 제공된 상기 랭크 정보와 상기 잔존 채널 품질 정보 및 상기 최대 채널 품질 정보를 기반으로 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)을 산출하며, 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)과 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)의 비교 결과에 의해 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드 중 하나를 전송 모드로 선택함을 특징으로 하는 데이터 송신장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 안테나 인덱스를 참조하여 상기 최대 채널 품질 정보를 상기 안테나 그룹별로 수집하고, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 최대 채널 품질 정보로부터 상기 안테나 그룹별로 최대 채널 품질 정보를 선택하며, 상기 안테나 그룹별로 선택된 최대 채널 품질 정보의 합에 의해 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출함을 특징으로 하는 데이터 송신장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 수신장치별로 상기 랭크 정보를 고려하여 상기 각 안테나 그룹에 대응한 채널 품질 정보를 수집하고, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 채널 품질 정보를 기반으로 상기 수신장치별로의 전송률 합을 산출하며, 상기 수신장치별로 산출된 전송률 합들 중 가장 큰 전송률 합을 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 송신장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 채널 품질 정보는, 해당 송신장치로부터의 피드백 정보에 포함된 최대 채널 품질 정보와 잔존 채널 품질 정보 중 하나임을 특징으로 하는 데이터 송신장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 최대 채널 품질 정보와 잔존 채널 품질 정보는, 유효 신호대 잡음비 (ESN)임을 특징으로 하는 데이터 송신장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)이 상기 다중 사용자 모드에 서의 전송률 합 (R_MU)보다 작거나 같으면 상기 다중 사용자 모드를 전송 모드로 선택하며, 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)이 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)보다 크면 상기 단일 사용자 모드를 전송 모드로 선택함을 특징으로 하는 데이터 송신장치.
  36. 복수의 안테나들에 대한 안테나 그룹핑을 통해 복수의 안테나 그룹을 정의하고, 상기 복수의 안테나 그룹별로의 데이터 송신을 수행하는 폐 루프 방식의 다중 안테나 시스템에 있어서,
    상기 안테나 그룹별로 송신되는 데이터 스트림에 대응한 피드백 정보를 전송하는 수신장치와,
    상기 수신장치로부터의 피드백 정보에 의해 결정된 전송 모드에 의해 상기 안테나 그룹별로 데이터 스트림을 전송하는 송신장치를 포함하며,
    상기 수신장치는,
    수신신호로부터 상기 안테나 그룹별로 송신된 데이터 스트림 각각에 대한 채널 품질 정보를 획득하는 채널 추정부;
    상기 안테나 그룹별로 획득된 채널 품질 정보로부터 최대 채널 품질 정보와 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스 및 랭크 정보와 상기 랭크 정보에 대응한 잔존 채널 품질 정보를 결정하고, 상기 결정된 최대 채널 품질 정보, 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보에 의해 상기 피드백 정보를 생성하는 피드백 정보 생성부; 및
    상기 피드백 정보를 송신장치로 전송하는 송신부로 구성되며,
    상기 송신장치는,
    복수의 수신장치로부터 최대 채널 품질 정보, 상기 최대 채널 품질 정보에 대응한 안테나 그룹 인덱스, 랭크 정보 및 잔존 채널 품질 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 의해 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드 중 하나를 전송 모드로 선택하고, 상기 선택된 전송 모드에 따른 제어를 수행하는 피드백 정보 처리부; 및
    상기 각 수신장치로 전송하고자 하는 데이터 스트림을 입력으로 하고, 상기 피드백 정보 처리부의 제어에 의해 상기 데이터 스트림을 다중 사용자 모드 또는 단일 사용자 모드에 의해 전송하는 송신부로 구성됨을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    MMSE 기법을 사용하여 상기 안테나 그룹별로 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 데이터 스트림 각각에 대한 유효 신호대 잡음비 (ESN)를 계산하며, 상기 각 데이터 스트림별로 계산된 ESN들을 비교하여 가장 양호한 ESN을 상기 최대 채널 품질 정보로 결정함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    SIC 기법을 사용하여 상기 안테나 그룹별로 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 통해 송신된 데이터 스트림에 대한 ESN을 계산하고, 빔포밍 기법을 사용하여 상기 안테나 그룹별로 추정된 채널 특성을 기반으로 상기 안테나 그룹들 중 하나의 안테나 그룹을 통해 송신된 데이터 스트림에 대한 ESN을 계산하고, 상기 SIC 기법을 사용하여 계산된 ESN과 상기 빔포밍 기법을 사용하여 계산된 ESN에 의해 상기 랭크 정보를 결정함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  39. 제38항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    상기 최대 최대 채널 품질 정보와 상기 SIC 기법에 의해 계산된 ESN에 의해 제1전송률을 산출하고, 상기 빔포밍 기법에 의해 계산된 ESN에 의해 제2전송률을 산출하고, 상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 크거나 같으면 상기 랭크 정보를 다중 사용자 모드를 지정하는 값으로 결정하며, 상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 작으면 상기 랭크 정보를 단일 사용자 모드를 지정하는 값으로 결정함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  40. 제39항에 있어서, 상기 피드백 정보 생성부는,
    상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 크거나 같으면 상기 잔존 채널 품질 정보를 상기 SIC 기법에 의해 계산된 ESN으로 결정하며, 상기 제1전송률이 상기 제2전송률보다 작으면 상기 잔존 채널 품질 정보를 상기 빔포밍 기법에 의해 계산된 ESN으로 결정함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  41. 제36항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 각 수신장치로부터 피드백 정보로 제공된 상기 최대 채널 품질 정보와 상기 안테나 그룹 인덱스를 기반으로 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출하고, 상기 각 수신장치에 의해 피드백 정보로 제공된 상기 랭크 정보와 상기 잔존 채널 품질 정보 및 상기 최대 채널 품질 정보를 기반으로 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)을 산출하며,
    상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)이 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)보다 작거나 같으면 상기 다중 사용자 모드를 전송 모드로 선택하며, 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)이 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)보다 크면 상기 단일 사용자 모드를 전송 모드로 선택함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  42. 제41항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 안테나 인덱스를 참조하여 상기 최대 채널 품질 정보를 상기 안테나 그룹별로 수집하고, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 최대 채널 품질 정보로부터 상기 안테나 그룹별로 최대 채널 품질 정보를 선택하며, 상기 안테나 그룹별로 선택된 최대 채널 품질 정보의 합에 의해 상기 다중 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_MU)을 산출함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 상기 피드백 정보 처리부는,
    상기 송신장치별로 상기 랭크 정보를 고려하여 상기 각 안테나 그룹에 대응한 채널 품질 정보를 수집하고, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 채널 품질 정보를 기반으로 상기 송신장치별로의 전송률 합을 산출하며, 상기 송신장치별로 산출된 전송률 합들 중 가장 큰 전송률 합을 상기 단일 사용자 모드에서의 전송률 합 (R_SU)으로 결정함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 상기 각 안테나 그룹에 대응하여 수집된 채널 품질 정보는, 해당 송신장치로부터의 피드백 정보에 포함된 최대 채널 품질 정보와 잔존 채널 품질 정보 중 하나임을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
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