KR100972806B1 - Ｍｉｍｏ 빔형성 기반의 단일 반송파 주파수 분할 다중접속 시스템 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 빔형성 기반의 단일 반송파 주파수 분할 다중접속 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중입력 다중출력(MIMO) 빔형성 기반의 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 시스템을 개시한다. 송신기에서, 주파수 도메인 데이터를 생성하도록 송신 데이터에 대해 고속 퓨리에 변환(FFT)이 수행된다. 주파수 도메인 송신 데이터는 할당된 부반송파에 매핑된다. 시간 도메인 송신 데이터를 생성하도록 할당된 부반송파에 매핑된 송신 데이터에 대해 역 고속 퓨리에 변환(IFFT)이 수행된다. 시간 도메인 송신 데이터가 안테나를 통하여 전송된다. 수신기에서, 주파수 도메인 수신 데이터를 생성하도록 수신된 데이터에 대해 FFT가 수행된다. 할당된 부반송파에 대해 매핑된 데이터를 추출하도록 부반송파 디매핑이 수행된다. 채널 추정기는 U, D 및 VH 행렬로 분해되는 채널 행렬을 생성한다. 추출된 주파수 도메인 수신 데이터에 대해 분해된 채널 행렬에 기초하여 채널 왜곡 및 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간섭이 등화된다.

Description

ＭＩＭＯ 빔형성 기반의 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템{MIMO BEAMFORMING-BASED SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 다중입력 다중출력(MIMO; multiple-input multiple-output) 빔형성 기반의 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA; single carrier frequency division multiple access) 시스템에 관한 것이다.
제3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 및 3GPP2는 현재 범용 이동 통신 시스템 지상 무선 액세스[UTRA; UMTS(universal mobile telecommunication system) terrestrial radio access]의 LTE(long term evolution)를 고려하고 있다. 현재, 진화된 UTRA(E-UTRA)의 경우 SC-FDMA가 고려되고 있는 중이다.
SC-FDMA에서, 복수의 직교 부반송파(subcarrier)는 복수의 부반송파 블록("리소스 블록"으로도 알려짐)으로 분할된다. 부반송파 블록은 국부(localized) 부반송파 블록 또는 분배(distributed) 부반송파 블록일 수 있다. 국부 부반송파 블록은 여러 연속적인 부반송파의 세트로서 정의되고, 분배 부반송파 블록은 여러 비연속적인 부반송파의 세트로서 정의된다. 부반송파 블록은 SC-FDMA 시스템에서 업링크 전송을 위한 기본 스케쥴링 단위이다. 데이터 전송률 또는 버퍼 상태에 따라, 적어도 하나의 부반송파 블록이 전송을 위한 무선 송수신 유닛(WTRU)에 대하여 할당된다.
MIMO는 송신기 및 수신기가 둘 다 하나보다 많은 안테나를 채용하는 무선 송신 및 수신 방식의 유형을 칭한다. MIMO 시스템은 공간 다이버시티 또는 공간 다중화를 이용하여 신호 대 잡음 비(SNR)를 개선하고 처리량(throughput)을 증가시킨다.
본 발명은 송신기 및 수신기를 포함하는 MIMO 빔형성 기반의 SC-FDMA 시스템에 관한 것이다. 송신기에서, 전송용 데이터에 대해 고속 퓨리에 변환(FFT)이 수행되어 주파수 도메인 송신 데이터를 생성한다. 부반송파 매핑 유닛은 주파수 도메인 송신 데이터를 할당된 부반송파에 매핑한다. 할당된 부반송파에 매핑된 송신 데이터에 대해 역 고속 퓨리에 변환(IFFT; inverse fast Fourier transform)이 수행되어 시간 도메인 송신 데이터를 생성하고, 그 다음 시간 도메인 송신 데이터는 다수의 안테나를 통하여 전송된다. 수신기에서, 전송된 데이터는 복수의 수신 안테나에 의해 검출된다. 수신된 데이터에 대해 FFT가 수행되어 주파수 도메인 수신 데이터를 생성한다. 수신기에서의 부반송파 디매핑 유닛은 할당된 부반송파에 대해 매핑된 데이터를 추출한다. 수신기에서의 채널 추정기는 채널 행렬을 생성하고, 특이값 분해(SVD; singular value decomposition) 유닛은 채널 행렬을 U, D 및 VH 행렬로 분해한다. 그 다음 수신기에서의 채널 대각화(diagonalization) 및 빔형성 유닛은 추출된 주파수 도메인 수신 데이터에 대해 분해된 채널 행렬에 기초하여 채널 왜곡(distortion) 및 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간섭을 등화한다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 송신기의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따라 구성된 수신기의 블록도이다.
이하 언급될 때, 용어 "WTRU"는 사용자 기기(UE), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 기타 유형의 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하 언급될 때, 용어 "기지국"은 노드 B, 사이트 제어기, 액세스 포인트(AP) 또는 무선 환경에서의 임의의 기타 유형의 인터페이싱 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 WTRU 또는 기지국에서 구현될 수 있다.
본 발명의 특징들은 집적 회로(IC)로 통합될 수 있거나, 또는 다수의 상호접속 컴포넌트를 포함하는 회로에 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 송신기(100)의 블록도이다. 도 1은 예로서 제공된 것이며 도 1에 도시된 컴포넌트에 의해 수행되는 기능들은 더 많거나 더 적은 물리적 컴포넌트에 의해 수행될 수 있음을 주목하여야 한다. 송신기(100)는 인코더(102a-102n), 변조기(104a-104n), 고속 퓨리에 변환(FFT) 유닛(106a-106n), 펄스 정형 필터(108a-108n), 부반송파 매핑 유닛(110a-110n), 빔 형성기(112)(선택적), 역 FFT(IFFT) 유닛(114a-114n), 순환 프리픽스(CP) 삽입 유닛(116a-116n) 및 MIMO 를 위한 다수 안테나(118a-118n)를 포함한다.
전송용 데이터(101a-101n)는 인코더(102a-102n)에 의해 인코딩된다. 송신기(100)는 시스템 구성에 따라 하나의 인코더만 포함할 수 있음을 주목하여야 한다. 인코딩된 입력 데이터(103a-103n)는 변조 방식에 따라 각각 변조기(104a-104n)에 의해 변조된다. 변조된 입력 데이터(105a-105n)는 각각 FFT 유닛(106a-106n)에 의해 처리되어 주파수 도메인 데이터(107a-107n)로 변환된다. 주파수 도메인 데이터(107a-107n)는 각각 펄스 정형 필터(108a-108n)를 통하여 처리된다. 펄스 정형 필터(108a-108n)에 의해 처리한 후에, 주파수 도메인 데이터(107a-107n)는 각각 부반송파 매핑 유닛(110a-110n)에 의해 할당된 부반송파에 매핑된다. 부반송파 매핑된 데이터(111a-111n)는 아래에 보다 상세하게 설명될, 빔 형성기(112)에 의한 송신 빔 형성 행렬 및/또는 스케일링 팩터(120)를 이용하여 선택적으로 처리될 수 있다.
그 다음, 부반송파 매핑된 데이터(111a-111n)(또는 빔 형성기(112)에 의해 처리되는 데이터(113a-113n))는 각각 IFFT 유닛(114a-114n)에 의해 처리되어 시간 도메인 데이터(115a-115n)로 변환된다. 다음으로 CP가 CP 삽입 유닛(116a-116n)에 의해 각각의 시간 도메인 데이터(115a-115n)에 추가되고, 이들 도메인 데이터(115a-115n)가 각각 안테나(118a-118n)를 통하여 전송된다.
도 2는 본 발명에 따라 구성되는 수신기(200)의 블록도이다. 도 2는 예로서 제공된 것이며 도 2에 도시된 컴포넌트에 의해 수행되는 기능들은 더 많거나 더 적은 물리적 컴포넌트에 의해 수행될 수 있음을 주목하여야 한다. 수신기(200)는 다 수의 안테나(202a-202n), CP 제거 유닛(204a-204n), IFFT 유닛(206a-206n), 부반송파 디매핑 유닛(208a-208n), 제어기(210), 펄스 정형 필터(212a-212n), 채널 추정기(214), 특이값 분해(SVD) 유닛(216), 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218), IFFT 유닛(220a-220n), 복조기(222a-222n) 및 디코더(224a-224n)를 포함한다.
송신기(100)로부터 전송된 신호는 다수의 안테나(202a-202n)에 의해 검출되고, 다수의 수신 데이터 스트림(203a-203n)이 생성된다. 각각의 수신 데이터 스트림(203a-203n)은 송신기(100)에서 삽입된 CP를 제거하도록 CP 제거 유닛(204a-204n)에 의해 각각 처리된다.
CP를 제거한 후에, 수신 데이터 스트림(205a-205n)은 각각 주파수 도메인 데이터(207a-207n)로 변환되도록 FFT 유닛(206a-206n)으로 보내진다. 각각의 부반송파 디매핑 유닛(208a-208n)은 제어기(210)로부터 수신된 제어 신호(211)에 따라 특정 부반송파 신호(209a-209n)를 추출한다. 제어기(210)는 수신기(200)에 대하여 할당된 부반송파에 기초하여 제어 신호(211)를 생성한다. 할당된 부반송파는 국부 부반송파의 블록 또는 분배 부반송파의 세트일 수 있다.
그 다음 추출된 부반송파 데이터(209a-209n)는 각각 펄스 정형 필터(212a-212n)를 통하여 처리된다. 펄스 정형 필터(212a-212n)에 의해 처리한 후에, 데이터(213a-213n)는 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)과 채널 추정기(214)에 보내진다. 채널 추정기(214)는 기지의 파일럿 신호(230)를 사용하여 채널 임펄스 응답을 생성하고, 각각의 부반송파에 대하여 채널 행렬
Figure 112008020682505-pct00001
을 생성한다. 채널 추정 기(214)는 도 2에 도시된 바와 같은 공동 채널 추정기(joint channel estimator)일 수 있다. 대안으로, 다수의 수신 데이터 스트림(213a-213n)을 각각 처리하기 위한 다수의 채널 추정기가 사용될 수 있다. 채널 행렬
Figure 112008020682505-pct00002
은 SVD 유닛(216)으로 보내진다.
SVD 유닛(216)은 다음과 같이 채널 행렬
Figure 112008020682505-pct00003
을 대각 행렬
Figure 112008020682505-pct00004
및 단위 행렬
Figure 112008020682505-pct00005
와
Figure 112008020682505-pct00006
으로 분해한다.
Figure 112008020682505-pct00007
여기서, 위첨자 H는 에르미트 전치행렬(Hermitian tranpose)을 나타낸다.
Figure 112008020682505-pct00008
와
Figure 112008020682505-pct00009
는, 각각, k번째 사용자와 n번째 부반송파에 대한 단위 행렬이고, 행렬
Figure 112008020682505-pct00010
와
Figure 112008020682505-pct00011
의 고유벡터를 각각 포함한다.
Figure 112008020682505-pct00012
이다. 대각 행렬
Figure 112008020682505-pct00013
는
Figure 112008020682505-pct00014
의 고유값의 제곱근을 포함한다. SVD는 채널 행렬 분해를 위한 하나의 예이며, 같은 결과를 달성하기 위해 (고유값 분해(EVD)와 같은) 임의의 기타 행렬 분해 방법을 이용하여 채널 행렬 분해가 수행될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 분해된 행렬
Figure 112008020682505-pct00015
,
Figure 112008020682505-pct00016
및
Figure 112008020682505-pct00017
는 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)에 보내지고, 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)은 채널 왜곡 및 안테나들 사이의 간섭이 제거되도록 주파수 도메인 등화를 수행한다.
주파수 도메인에서 수신된 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008020682505-pct00018
여기서,
Figure 112008020682505-pct00019
및
Figure 112008020682505-pct00020
는 사용자 k의 n번째 부반송파에 대하여 각각 주파수 도메인에서의 수신된 신호 및 전송된 데이터이고,
Figure 112008020682505-pct00021
는 잡음이다. 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)은 주파수 도메인 수신 신호
Figure 112008020682505-pct00022
에 행렬
Figure 112008020682505-pct00023
및
Figure 112008020682505-pct00024
을 적용함으로써 채널 왜곡 및 간섭을 등화한다. 대각화 후의 결과적인 신호
Figure 112008020682505-pct00025
는 다음과 같이 표현되며, 이는 주파수 도메인 데이터에 잡음을 더한 것이다.
Figure 112008020682505-pct00026
[수학식 3]은 수신기(200)에서만 빔형성을 수행하는 제로 포싱(zero forcing) 해법이다. 이 해법은 채널 왜곡 및 안테나 간섭을 등화할 수 있지만, 잡음을 증대시킨다.
채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)에 의한 채널 대각화 후에, 데이터(219a-219n)는 각각 IFFT 유닛(220a-220n)에 의해 처리되어 시간 도메인 데이터(221a-221n)로 변환된다. 시간 도메인 데이터(221a-221n)는 각각 복조기(222a-222n)에 의해 복조되고, 복조된 데이터(223a-223n)는 각각 디코더(224a-224n)에 의해 처리되어 추정 데이터(225a-225n)를 생성한다. 시스템 구성에 따라 하나의 디코더만 사용 될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 빔형성은 송신기(100) 및 수신기(200) 둘 다에서 수행된다. 송신기(100)에서, 전송용 데이터(101)는 대각 행렬 D의 역을 이용하여 스케일링되고, 빔형성기(112)에 의해 조정(steering) 행렬 V와 승산된다. 대안으로, 송신기(100)는 조정 행렬 V만 적용할 수 있다. 행렬 D 및 V는 수신기(200)에 의해 송신기(100)로 피드백될 수 있다. 대안으로, 송신기(100)는 송신기(100)가 채널 상호성(reciprocity)에 기초하여 D 및 V 행렬을 획득할 수 있도록 채널 추정기 및 SVD 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 동작은 사용자 및 부반송파에 대하여 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008020682505-pct00027
수신 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008020682505-pct00028
수신기(200)에서, 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)에 의해 수신 신호
Figure 112008020682505-pct00029
에 대해 행렬
Figure 112008020682505-pct00030
을 승산함으로써 수신 빔형성이 수행된다. 빔형성 후의 결과적인 신호는 다음과 같다.
Figure 112008020682505-pct00031
[수학식 6]은 송신기(100) 및 수신기(200) 둘 다에서 빔형성을 수행하기 위한 제로 포싱 해법이다. 이 해법은 송신기(100)에서의 등화에 따른 사전 빔형성(pre-beamforming)을 수행함으로써 [수학식 3]의 해법의 잡음 증대 문제점을 피할 수 있다. 그러나, [수학식 6]에서의 해법은 송신기(100)에서의 피크 전력 대 평균 전력 비(PAPR)가 커지게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 송신기(100)에서 PAPR을 억제하기 위해 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 해법이 사용된다. 제3 실시예에 따른 송신기(100)에서의 빔형성은 수신기(200)로부터의 피드백 정보를 필요로 한다. 피드백 정보는
Figure 112008020682505-pct00032
및
Figure 112008020682505-pct00033
행렬 및 추정 SNR을 포함한다. 피드백 정보는 완전 피드백 정보이거나 부분 피드백 정보일 수 있다. 송신기(100)의 빔형성기(122)는 MMSE 해법에 기초하여 전송용 데이터(101)를 다음과 같이 스케일링 및 조정한다.
Figure 112008020682505-pct00034
수신 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008020682505-pct00035
채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)이 행렬
Figure 112008020682505-pct00036
을 승산함으로써 수신 빔형성을 수행한 후에, 그 결과의 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008020682505-pct00037
PAPR은 [수학식 7]에서 나타낸 바와 같이 감소된다. 수신기(200)에서의 추정 데이터는 [수학식 9]에 나타낸 바와 같이 신호 대 잡음 비(SNR)가 커지면 전송된 데이터에 가까워진다.
제4 실시예에 따르면, 빔형성은 수신기(200)에서만 수행되고, 송신기(100)에 아무런 피드백도 보내지 않는다. MMSE 해법에 기초하여 채널 대각화 및 빔형성 유닛(218)에 의한 수신 빔형성 및 잡음 억제 후의 수신 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008020682505-pct00038
Figure 112008020682505-pct00039
[수학식 11]에 나타낸 바와 같이, 수신기(200)에서 빔형성 후의 등화된 신호는 높은 SNR에서는 전송된 데이터에 가까워진다. 이는 중간 항
Figure 112008020682505-pct00040
이 높은 SNR에서 항등 행렬(indentity)이 되고
Figure 112008020682505-pct00041
이기 때문이다. 낮은 SNR에서는, 수신기(200)에서 등화된 빔형성 신호는 근사화 오차를 이용하여 추정된다.(즉,
Figure 112008020682505-pct00042
플러스 잡음에 의해 야기된 오차)
실시예
1. SC-FDMA 시스템으로서, 복수의 부반송파 중 일부가 통신을 위해 송신기 및 수신기에 할당되는 것인 SC-FDMA 시스템.
2. 실시예 1에 있어서, MIMO 송신기를 포함하는 SC-FDMA 시스템.
3. 실시예 2에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 주파수 도메인 데이터를 생성하도록 전송용 데이터에 대해 FFT를 수행하는 제1 세트의 FFT 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
4. 실시예 3에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 상기 MIMO 송신기 및 MIMO 수신기에 대하여 할당된 부반송파에 대해 상기 주파수 도메인 송신 데이터를 매핑하는 복수의 부반송파 매핑 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
5. 실시예 4에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 시간 도메인 송신 데이터를 생성하도록 상기 할당된 부반송파에 매핑된 송신 데이터에 대해 IFFT를 수행하는 제1 세트의 IFFT 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
6. 실시예 5에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 상기 시간 도메인 송신 데이터를 전송하는 복수의 송신 안테나를 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
7. 실시예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, MIMO 수신기를 포함하는 SC-FDMA 시스템.
8. 실시예 7에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 상기 전송된 시간 도메인 송신 데이터를 수신하여 그 수신된 데이터의 다수 스트림을 생성하는 복수의 수신 안테나를 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
9. 실시예 8에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 주파수 도메인 수신 데이터를 생성하도록 상기 수신된 데이터에 대해 FFT를 수행하는 제2 세트의 FFT 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
10. 실시예 9에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 상기 할당된 부반송파에 대해 매핑된 데이터를 추출하는 복수의 부반송파 디매핑 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
11. 실시예 7 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 채널 행렬을 생성하도록 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 MIMO 채널에 대하여 채널 추정을 수행하는 적어도 하나의 채널 추정기를 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
12. 실시예 11에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 상기 채널 행렬을 대각 행렬 D 및 단위 행렬 U와 VH로 분해하는 채널 행렬 분해 유닛을 더 포함하고, 상기 위첨자 H는 에르미트 전치행렬을 나타내는 것인, SC-FDMA 시스템.
13. 실시예 12에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 상기 추출된 주파수 도메인 수신 데이터에 상기 U, D 및 VH 행렬 중 적어도 하나를 적용함으로써 채널 왜곡을 등화하는 채널 대각화 및 빔형성 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
14. 실시예 13에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 시간 도메인 수신 데이터를 생성하도록 상기 등화된 데이터에 대해 IFFT를 수행하는 제2 세트의 IFFT 유닛을 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
15. 실시예 13 또는 14에 있어서, 상기 채널 대각화 및 빔형성 유닛은 제로 포싱 해법에 기초하여 상기 채널 왜곡을 등화하는 것인 SC-FDMA 시스템.
16. 실시예 13 또는 14에 있어서, 상기 채널 대각화 및 빔형성 유닛은 MMSE 해법에 기초하여 상기 채널 왜곡을 등화하는 것인 SC-FDMA 시스템.
17. 실시예 2 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 상기 주파수 도메인 송신 데이터에 상기 V 행렬을 적용함으로써 송신 빔형성을 수행하는 빔형성기를 더 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
18. 실시예 17에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 상기 수신기로부터 상기 V 행렬을 획득하는 것인 SC-FDMA 시스템.
19. 실시예 17 또는 18에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 채널 상호성에 기초하여 상기 V 행렬을 획득하도록 채널 추정을 수행하는 제2 채널 추정기를 더 포함하 는 것인 SC-FDMA 시스템.
20. 실시예 17 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 빔형성기는 스케일링 팩터를 적용하는 것인 SC-FDMA 시스템.
21. 실시예 20에 있어서, 상기 스케일링 팩터는 역 D 행렬인 것인 SC-FDMA 시스템.
22. 실시예 20에 있어서, 상기 스케일링 팩터는 상기 D 행렬 및 잡음 분산에 기초하여 생성되는 것인 SC-FDMA 시스템.
23. 실시예 1 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 수신기에 할당된 부반송파는 국부 부반송파의 블록인 것인 SC-FDMA 시스템.
24. 실시예 1 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 수신기에 할당된 부반송파는 분배 부반송파의 세트인 것인 SC-FDMA 시스템.
25. 실시예 2 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 상기 시간 도메인 송신 데이터에 CP를 삽입하는 CP 삽입 유닛을 더 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
26. 실시예 25에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 상기 수신된 데이터로부터 상기 CP를 제거하는 CP 제거 유닛을 더 포함하는 것인 SC-FDMA 시스템.
27. 실시예 10 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 상기 수신기에 할당되는 부반송파를 표시하는 제어 신호를 생성하는 제어기를 더 포함하고, 이에 의해 상기 부반송파 디매핑 유닛은 상기 제어 신호에 기초하여 상기 부반송파에 대해 매핑된 특정 데이터를 추출하는 것인 SC-FDMA 시스템.
28. 실시예 12 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 채널 행렬 분해 유닛은 SVD 유닛인 것인 SC-FDMA 시스템.
29. 실시예 12 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 채널 행렬 분해 유닛은 EVD 유닛인 것인 SC-FDMA 시스템.
30. 실시예 2 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 송신기는 WTRU인 것인 SC-FDMA 시스템.
31. 실시예 7 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 상기 MIMO 수신기는 기지국인 것인 SC-FDMA 시스템.
32. 실시예 2 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 상기 송신기는 기지국인 것인 SC-FDMA 시스템.
33. 실시예 7 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 상기 수신기는 WTRU인 것인 SC-FDMA 시스템.
34. SC-FDMA 시스템에서의 MIMO 빔형성 방법으로서, 복수의 부반송파 중 일부가 통신을 위해 송신기 및 수신기에 할당되는 것인 MIMO 빔형성 방법.
35. 실시예 34에 있어서, 상기 송신기가 주파수 도메인 데이터를 생성하도록 전송용 데이터에 대해 FFT를 수행하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
36. 실시예 35에 있어서, 상기 송신기가 상기 송신기 및 상기 수신기에 대하여 할당된 부반송파에 상기 주파수 도메인 송신 데이터를 매핑하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
37. 실시예 36에 있어서, 상기 송신기가 시간 도메인 송신 데이터를 생성하 도록 상기 할당된 부반송파에 매핑된 상기 송신 데이터에 대해 IFFT를 수행하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
38. 실시예 37에 있어서, 상기 송신기가 다수의 안테나를 통해 상기 시간 도메인 송신 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
39. 실시예 38에 있어서, 상기 수신기가 상기 전송된 시간 도메인 송신 데이터를 수신하여 그 수신된 데이터의 다수 스트림을 생성하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
40. 실시예 39에 있어서, 상기 수신기가 주파수 도메인 수신 데이터를 생성하도록 상기 수신된 데이터에 대해 FFT를 수행하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
41. 실시예 40에 있어서, 상기 수신기가 상기 할당된 부반송파에 대해 매핑된 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
42. 실시예 41에 있어서, 상기 수신기가 채널 행렬을 생성하도록 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 MIMO 채널의 채널 추정을 수행하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
43. 실시예 42에 있어서, 상기 수신기가 상기 채널 행렬을 대각 행렬 D 및 단위 행렬 U와 VH로 분해하는 단계를 더 포함하고, 상기 위첨자 H는 에르미트 전치행렬을 나타내는 것인, MIMO 빔형성 방법.
44. 실시예 43에 있어서, 상기 수신기가 상기 추출된 주파수 도메인 수신 데 이터에 상기 U, D 및 VH 행렬 중 적어도 하나를 적용함으로써 채널 왜곡을 등화하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
45. 실시예 44에 있어서, 상기 수신기가 시간 도메인 수신 데이터를 생성하도록 상기 등화된 데이터에 대해 IFFT를 수행하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
46. 실시예 44 또는 45에 있어서, 상기 채널 왜곡은 제로 포싱 해법에 기초하여 등화되는 것인 MIMO 빔형성 방법.
47. 실시예 44 또는 45에 있어서, 상기 채널 왜곡은 MMSE 해법에 기초하여 등화되는 것인 MIMO 빔형성 방법.
48. 실시예 35 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 상기 송신기가 상기 주파수 도메인 송신 데이터에 상기 V 행렬을 적용함으로써 송신 빔형성을 수행하는 단계를 더 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
49. 실시예 48에 있어서, 상기 송신기는 상기 수신기로부터 상기 V 행렬을 획득하는 것인 MIMO 빔형성 방법.
50. 실시예 48 또는 49에 있어서, 상기 송신기가 채널 상호성에 기초하여 상기 V 행렬을 획득하도록 채널 추정을 수행하는 단계를 더 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
51. 실시예 36 내지 50 중 어느 하나에 있어서, 상기 송신기가 상기 주파수 도메인 송신 데이터에 스케일링 팩터를 적용하는 단계를 더 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
52. 실시예 51에 있어서, 상기 스케일링 팩터는 역 D 행렬인 것인 MIMO 빔형성 방법.
53. 실시예 51에 있어서, 상기 스케일링 팩터는 상기 D 행렬 및 잡음 분산에 기초하여 생성되는 것인 MIMO 빔형성 방법.
54. 실시예 34 내지 53 중 어느 하나에 있어서, 상기 수신기에 할당된 부반송파는 국부 부반송파의 블록인 것인 MIMO 빔형성 방법.
55. 실시예 34 내지 53 중 어느 하나에 있어서, 상기 수신기에 할당된 부반송파는 분배 부반송파의 세트인 것인 MIMO 빔형성 방법.
56. 실시예 37 내지 55 중 어느 하나에 있어서, 상기 송신기가 상기 시간 도메인 송신 데이터에 CP를 삽입하는 단계를 더 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
57. 실시예 56에 있어서, 상기 수신기가 상기 수신된 데이터로부터 상기 CP를 제거하는 단계를 포함하는 MIMO 빔형성 방법.
58. 실시예 41 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 상기 수신기가 상기 수신기에 할당되는 부반송파를 표시하는 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 이에 의해 상기 할당된 부반송파에 대해 매핑된 데이터는 상기 제어 신호에 기초하여 추출되는 것인, MIMO 빔형성 방법.
59. 실시예 43 내지 58 중 어느 하나에 있어서, 상기 채널 행렬은 SVD를 수행함으로써 분해되는 것인 MIMO 빔형성 방법.
60. 실시예 43 내지 58 중 어느 하나에 있어서, 상기 채널 행렬은 EVD를 수 행함으로써 분해되는 것인 MIMO 빔형성 방법.
본 발명의 특징 및 구성요소는 특정 조합으로 상기 바람직한 실시예에서 설명되었지만, 각각의 특징 또는 구성요소는 상기 바람직한 실시예의 다른 특징 및 구성요소 없이 단독으로 사용될 수 있고, 또는 본 발명의 다른 특징 및 구성요소와 함께 또는 본 발명의 다른 특징 및 구성요소 없이 다양한 조합으로 사용될 수 있다.

Claims (34)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA, single carrier frequency division multiple access) 다중입력 다중출력(MIMO, multiple-input multiple-output) 통신을 위한 무선 송수신 유닛(WTRU, wireless transmit/receive unit)에 있어서,
    전송된 시간 도메인 데이터를 수신하고, 수신된 데이터의 다중의 스트림을 생성하기 위한 복수의 수신 안테나;
    주파수 도메인 수신 데이터를 생성하기 위해, 상기 수신된 데이터에 대해 FFT를 수행하는 FFT 엔티티;
    상기 주파수 도메인 수신 데이터로부터, 할당된 부반송파 상에 매핑된 데이터를 추출하는 부반송파 디매핑(demapping) 엔티티;
    채널 행렬을 생성하기 위해 MIMO 채널에 대하여 채널 추정을 수행하는 채널 추정기;
    상기 채널 행렬을 대각 행렬 D 및 단위 행렬 U와 VH로 분해하는 채널 행렬 분해 엔티티로서, 상기 위첨자 H는 에르미트 전치행렬(Hermitian transpose)을 나타내는 것인, 상기 채널 행렬 분해 엔티티;
    상기 주파수 도메인 수신 데이터에 상기 U, D 및 VH 행렬 중 적어도 하나를 곱함(multiply)으로써 등화된 데이터를 생성하는 채널 대각화(diagonalization) 엔티티;
    시간 도메인 수신 데이터를 생성하기 위해 상기 등화된 데이터에 대해 IFFT를 수행하는 IFFT 엔티티;
    상기 시간 도메인 수신 데이터를 복조하기 위한 복조기; 및
    복조된 데이터를 복호화하기 위한 디코더
    를 포함하는 무선 송수신 유닛.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 채널 대각화 엔티티는 제로 포싱(zero forcing) 해법에 기초하여 채널 왜곡을 등화하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 채널 대각화 엔티티는 최소 평균 제곱 오차(MMSE, minimum mean square error) 해법에 기초하여 채널 왜곡을 등화하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA, single carrier frequency division multiple access) 다중입력 다중출력(MIMO, multiple-input multiple-output) 통신을 수신하기 위한 방법에 있어서,
    전송된 시간 도메인 데이터를 수신하고;
    수신된 데이터의 다중의 스트림을 생성하고;
    주파수 도메인 데이터를 생성하기 위해, 상기 수신된 데이터에 대해 FFT를 수행하고;
    상기 주파수 도메인 데이터로부터, 할당된 부반송파 상에 매핑된 데이터를 추출하기 위해 부반송파 디매핑을 수행하고;
    채널 행렬을 생성하기 위해 MIMO 채널의 채널 추정을 수행하고;
    채널 행렬을 대각 행렬 D 및 단위 행렬 U와 VH로 분해 - 상기 위첨자 H는 에르미트 전치행렬(Hermitian transpose)을 나타냄 - 하고;
    상기 주파수 도메인 데이터에 상기 U, D 및 VH 행렬 중 적어도 하나를 곱함(multiply)으로써 등화된 데이터를 생성하고;
    시간 도메인 수신 데이터를 생성하기 위해 상기 등화된 데이터에 대해 IFFT를 수행하고;
    상기 시간 도메인 수신 데이터에 대해 복조(demodulation)를 수행하고;
    복조된 데이터에 대해 복호화를 수행하는 것을 포함하는 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 다중입력 다중출력(MIMO) 통신을 수신하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 채널 왜곡이 제로 포싱(zero forcing) 해법에 기초하여 등화되는 것인, 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 다중입력 다중출력(MIMO) 통신을 수신하기 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서, 채널 왜곡이 최소 평균 제곱 오차(MMSE, minimum mean square error) 해법에 기초하여 등화되는 것인, 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 다중입력 다중출력(MIMO) 통신을 수신하기 위한 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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