KR100984737B1 - 다중 사용자 ｍｉｍｏ 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호제거 방법 - Google Patents

다중 사용자 ｍｉｍｏ 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호제거 방법 Download PDF

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유병욱
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Abstract

본 발명은 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국이 간섭없는 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국이 간섭없는 신호를 전송하는 방법에 있어서, 중계국과 단말간의 채널 정보와 상기 단말에서 송신된 신호를 이용하여 상기 중계국으로부터 전송된 신호를 추정하고, 상기 추정된 중계국의 전송 신호를 통해서 상기 기지국이 상기 중계국으로 전송할 신호를 추정하고, 상기 기지국이 전송할 신호와 상기 중계국과 상기 단말의 신호대 잡음비를 고려하여 전력 제한 계수를 구하는 과정을 포함한다.
Figure R1020090052831
다중 안테나, 중계국, 전처리

Description

다중 사용자 ＭＩＭＯ 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호제거 방법{METHOD FOR CANCELLING INTERFERENCE SIGNAL OF BASE STATION IN A MULTIUSER MIMO RELAY SYSTEM}
본 발명은 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 사용자 MIMO 시스템에서 단말 개수와 동일한 중계국 개수만을 이용하여 기지국에서 단말에 간섭신호 영향 없이 신호를 전달하는 다중 사용자 ＭＩＭＯ 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호제거 방법에 관한 것이다.
일반적으로 3G 이후의 시스템(beyond the 3G system) 즉, 4세대 시스템은 무선망(Wireless Network)과 핵심 망(Core Network) 모두 Ubiquitous & Seamless connection, High data rate, Openness, Network convergence의 특징이 갖춰져 있는 시스템을 말한다. 그리고, 이러한 4세대 시스템은 high data rate에 초점을 맞춰 대용량 데이터 전송이 가능하도록 설계된다.
이러한, 4세대 시스템은 하나의 단일 망이 아닌 복합적인 형태를 가져야 한다. 즉, 위성 망, 무선 LAN, 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcast, DAB), 디지털 비디오 방송(Digital Video Broadcast, DVB)망 등을 모두 통합하는 형태가 되어야 한다. 이처럼, 모든 망들이 통합이 되면 MIMO(Multiple Input Multiple Output)을 이용하여 동시에 다수의 송수신기들(예: 기지국들과 단말들) 간의 데이터 또는 신호를 송수신할 수 있다. 이러한, MIMO는 송수신 양단에 다중 안테나를 사용함으로써 한정된 주파수 자원 내에서 채널 용량을 증대하여 높은 데이터 전송 율을 제공하기 위한 기술로서, 송신기(예: 기지국)에 N개의 안테나를 배열하고 수신기에도 N개의 안테나를 배열한다. 이와 같이, 배열된 안테나를 사용하여 신호를 송수신하면 N배의 전송 율 증가를 낼 수 있다.
이렇듯, MIMO 시스템에서 다중 사용자가 동시에 서비스를 받을 수 있는 다중 사용자 환경에서 사용자간의 간섭 신호는 시스템 성능을 열화시키는 가장 주된 신호이다. 현재 진행되고 있는 다중 사용자 환경에 관한 연구의 대부분은 다중 사용자 간섭 신호를 효율적으로 제거하는 방식에 관하여 다루고 있다.
기지국이 N개의 안테나를 가지고 있고, 한 개의 안테나를 가지고 있는 중계국이 K개 존재하는 시스템이 N개의 단말을 지원하고 있다고 가정한다. 그리고, xS, xR, yR, yD 각각을 기지국에서의 전송 신호(xS), 중계국에서의 전송 신호(xR), 중계국에서의 수신 신호(yR), 단말에서의 수신 신호(yD)라고 정의하고, 또한, 중계국에서의 잡음을 nR, 기지국에서의 잡음을 nD라고 하자. 이 때 중계국에서 수신되는 신호 yR은 다음과 같이 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112009035951017-pat00001
상기 수학식 1에서 k는 시간을 나타내는 인덱스이다. 한편, 중계국에서의 전력 할당 행렬을 G라는 대각행렬을 선택하였을 때, 단말기에서 수신되는 신호는 다음과 같이 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure 112009035951017-pat00002
다중 사용자 MIMO 시스템에서 시스템 성능은 사용자간의 간섭신호에 따라 좌우된다. 이러한 간섭 신호를 제거하기 위한 전력 할당 행렬 G를 선택하기 위해서는 다음과 같은 단계를 거친다.
먼저, 간섭 신호를 발생시키는 가상의 채널을 간섭 채널 Hint로 정의할 때, Hint는 K×N(N-1) 크기의 행렬로서 아래 수학식 3과 같은 성분들의 집합으로 구성될 수 있다.
h1 (p) ⊙ h2 (q)
상기 수학식 3에서 h1 (p)는 H1의 p번째 열 벡터를 의미하며, ⊙는 행끼리의 곱 으로
Figure 112009035951017-pat00003
이다. 그리고, p와 q는 다음 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112009035951017-pat00004
사용자의 수신 신호 각각이 간섭 신호를 받지 않기 위해서는 신호에 해당되는 부분의 가상 채널인
Figure 112009035951017-pat00005
이 대각 행렬로 구성되어야 한다. 이 대각 행렬로 구성되기 위해서는 Hint의 열 성분을 0으로 만드는 G를 선택해야 한다. 이러한 조건을 만족하는 G행렬은 Hint에 대한 영공간 중에 선택을 하면 되고, Hint에 대한 영공간은 다음 수학식 5와 같이 특이값 분해를 함으로써 구할 수 있다.
Figure 112009035951017-pat00006
여기서 r은 Hint의 rank를 의미하며, U(r)행렬은 Hint를 특이값 분해한 왼쪽 행렬의 결과 값의 첫 번째 열부터 r번째 행렬까지의 모음이고, U(r)는 나머지 성분들의 집합으로 Hint에 대한 영공간을 형성한다. 이러한 영공간을 이용하여 G는 다음 과 같이 수학식 6으로 구성된다.
Figure 112009035951017-pat00007
여기서 c는 중계국의 사용 가능한 전력에 맞춰서 신호의 파워를 조절하는 상수이고,
Figure 112009035951017-pat00008
는 K가 무한히 많을 때 Hint의 영공간을 구성하는 벡터로 수학식 7과 같이 기지국과 중계국 사이의 채널과 중계국과 단말기 사이의 채널의 곱이 대각부분으로 구성된다.
Figure 112009035951017-pat00009
한편, U(0)이 존재하기 위해서는 기지국의 안테나 개수와 사용자 수인 N과 중계국의 노드의 개수인 K 사이에는 다음 수학식 8의 관계를 가져야 한다.
Figure 112009035951017-pat00010
그런데, 이러한 종래 기술은 단말기의 수가 증가함에 따라서 중계국의 개수는 지수적으로 증가하게 되고, 이러한 중계국의 증가는 한정적 자원 문제뿐만 아니라, 기지국이 중계국을 조절하기 위한 복잡도 측면에서도 어려움을 겪게 되는 문제점이 있다. 또한, 분산된 중계 노드를 이용하는 기법의 최대 한계는 분산된 환경하 에서 중계국들이 전처리 필터를 사용할 수 없다는 것이다. 이러한 전처리 필터를 사용하지 못함으로, 기존의 다중 사용자 시스템의 기법을 적용할 수 없고, 실질적인 전처리 필터없이 단순한 전력 할당만으로 간섭 채널을 제거하기 위해 중계국이 많이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 문제점을 해결하기 위해서 착안된 것으로서, 다중 사용자 MIMO 시스템에서 단말 개수와 동일한 중계국 개수만을 이용하여 기지국에서 단말에 간섭 신호 영향없이 신호를 전달하는 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호제거 방법을 제공한다.
상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은 다중 사용자 MIMO 시스템에서 단말 개수와 동일한 중계국의 개수를 갖도록 하기 위해 기지국이 중계국과 단말기간의 채널을 추정하는 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호제거 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국이 간섭없는 신호를 전송하는 방법에 있어서, 중계국과 단말간의 채널 정보와 상기 단말에서 송신된 신호를 이용하여 상기 중계국으로부터 전송된 신호를 추정하는 제1 과정과, 상기 추정된 중계국의 전송 신호를 통해서 상기 기지국이 상기 중계국으로 전송할 신호를 추정하는 제2 과정과, 상기 기지국이 전송할 신호와 상기 중계국과 상기 단말의 신호대 잡음비를 고려하여 전력 제한 계수를 구하는 과정을 포함한다.
상술한 바와 같이, 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국이 중계국과 단 말간의 채널을 고려한 신호 전송 방법을 제공함으로써, 중계국에서 전처리 필터를 두지 않아도, 중계국에서 전처리 필터를 사용하는 효과를 줄 수 있다. 또한, 이러한 효과를 주기 위해서는 중계국의 역할을 기지국에 전담시킴으로써, 중계국은 단순한 전력 제한 파라미터 만을 가지고도 전처리 필터를 사용한 효과를 단말에게 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 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 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 후술 될 상세한 설명에서 사용될 용어들에 대해 정의하면 다음과 같다.
- 기지국(Base Station) : 셀 내에 위치한 다수의 단말들로 전송되는 데이터를 라우팅 하거나 또는 다수의 단말들로부터 수신되는 데이터를 목적지에 전송하는 장치이며, MT개의 송신 안테나와 MR개의 수신안테나가 구비되어 있다.
- 중계국(Relaying Node) : 기지국과 단말간의 데이터의 원활한 송수신을 위한 장치로서, MT개의 송신 안테나와 MR개의 수신안테나가 구비되어 있다. 그리고, 원활한 데이터의 송수신을 위해 전파의 세기가 약한 지역 또는 음영 지역에 설치될 수 있으며, 셀 내에 다수 구비되어 있을 수 있다.
- 단말(Mobile Terminal) : 기지국 또는 중계국과 연결된 채널을 추정하고, 추정된 채널을 이용하여 전처리 행렬 인덱스를 구하여 기지국 또는 중계국으로 전송하고, MT개의 송신 안테나와 MR개의 수신안테나가 구비되어 있다. 그리고, 이동성이 보장되며, 상기 기지국의 제어 하에 사용자에게 다양한 서비스를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 시스템을 나타낸 구성도이다.
도시 된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 시스템은 기지국(100)과, 상기 기지국(100)으로부터 송수신되는 데이터 또는 신호를 중계해 주는 다수의 중계국들(200-250)과, 상기 기지국의 전파 반경 내에 위치하며, 상기 기지국 또는 다수의 중계국들을 통해 데이터를 송수신하는 다수의 단말들(300-320)로 구성된다. 본 발명은 다수의 중계국 및 단말이 존재하는 다중 안테나 중계 시스템에서 적용됨은 자명하다.
이와 같이, 기지국(100), 다수 중계국들(200-250), 및 다수 단말들(300-320)로 구성된 다중 안테나 중계 시스템에서, 기지국(100)은 셀 내의 단말들에게 전송 할 데이터를 전처리 과정을 수행한 후, 전처리 과정이 수행된 데이터를 구비된 다수의 안테나를 통해 중계국 또는 단말로 전송한다. 중계국으로 데이터가 전송되는 경우는 단말이 기지국으로부터 전송된 데이터를 직접 수신하지 못하는 음영 지역에 위치할 경우, 중계국은 기지국으로부터 수신된 데이터를 해당 단말로 포워딩 해준다. 이처럼, 기지국이 전송한 데이터는 단말로 직접 전송되거나 중계국을 통해서 단말로 전송된다. 이러한 경로를 통해 데이터를 수신한 단말 역시 다수의 수신 안테나를 통해 기지국이 전송하거나 중계국이 전송한 데이터를 수신한다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 기지국, 중계국 및 단말의 기능을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 시스템에서 기지국, 중계국 및 단말의 구성 블록도이다.
도시 된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 중계 시스템은 기지국(100), 중계국(200), 및 단말(300)로 구성된다. 그리고, 기지국(100)은 N개의 안테나가 구비되어 있고, 중계국(200)은 한 개의 안테나를 가지고 있으며, 단말(300)의 수를 N이라 가정한다. 또한, 중계국이 전처리 필터를 가지고 있다고 가정한다.
도시 된 바와 같이, 중계국(200)과 단말(300)은 기지국으로 파일럿 신호를 송신한다. 이러한 파일럿 신호를 수신하는 기지국(100)의 채널 추정기(108, 110)는 수신된 파일럿 신호들을 이용하여 채널 상태를 추정한다. 즉, 기지국과 중계국간의 채널 상태를 추정하는 송신-중계 채널 추정기(108)는 중계국(200)으로부터 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 기지국과 중계국간의 채널 상태를 추정하고, 중계국과 단말간의 채널 상태를 추정하는 중계-사용자 채널 추정기(110)는 단말(300)로부터 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 중계국과 단말간의 채널 상태를 추정한다. 즉, 단말(300)은 중계국(200)으로부터 신호가 수신되면, 단말(300)은 수신된 신호를 통해 중계국(200)과 단말 자신간의 채널을 추정하고, 추정된 채널을 기지국(100)으로 송신함으로써, 기지국(100)은 중계국(200)과 단말(300)간의 채널을 파악할 수 있다. 이후, 중계 신호 추정기(106)는 중계국이 단말에게 어떤 신호를 전송해야 단말이 간섭 없는 신호를 수신할 수 있을지를 추정한다. 그리고, 송신 신호 추정기(104)는 중계 신호 추정기(106)로부터 수신된 추정 결과를 이용하여 기지국에서 전송할 신호를 결정한다. 상기 송신 신호 추정기가 결정한 신호는 송신 전처리기(102)를 통하여 전처리 과정을 수행 한 후, 중계국으로 전송되고, 기지국에서 전송된 신호는 송신-중계 채널을 통해 중계국으로 전송된다. 즉, 상기 송신 전처리기(102)는 중계국과 단말간의 채널 상태를 나타내는 전처리 행렬의 역 행렬과 기지국과 중계국간의 채널 상태를 나타내는 전처리 행렬을 이용하여 상기 중계국으로 전송할 신호를 전처리 한다. 또한, 중계국은 기지국으로부터 수신된 전력 제한 계수(β)를 단말에 전송할 신호에 곱하여 단말에 전송할 신호의 전력을 제한한다. 그리고, 단말은 중계국으로부터 수신된 신호를 통해서 기지국이 전송한 신호를 추정한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 기지국이 전처리 필터의 역할을 중계국 대신 수행하는 분산된 중계국을 이용하는 ZF(Zero Forcing) 기법 과 THP(Thomlinson- Harashima precoding) 기법에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 분산된 중계국을 이용하는 ZF(Zero Forcing) 기법
상기 ZF 기법에서 단말이 수신되어야 하는 신호를 s라 할 때, 중계국이 단말에 전송해야 할 신호 xR,opt는 다음 수학식 9와 같다.
Figure 112009035951017-pat00011
상기 수학식 9에서 H2는 MR×MT 행렬로 표현될 수 있으며 중계국과 단말기의 채널 상태를 나타낸 행렬이고, s는 기지국이 전송한 신호이다.
만일, 중계국이 전처리 필터를 사용할 수 없더라도 기지국에서 채널 정보를 알 고 있다면, 단말기가 xR,opt를 수신할 수 있도록, 기지국이 정보를 전송할 수 있다. 상기 기지국이 정보를 전송하면, 중계국은 수신된 정보를 단순한 전력 제한만을 위한 계수를 곱해서 단말기에 전송한다. 이렇게 함으로써 단말기는 기지국이 보낸 정보를 간섭의 영향없이 수신할 수 있게 된다.
중계국에서 단순한 계수만을 곱하여 xR,opt 형성할 수 있도록 기지국의 송신 신호를 나타내면 아래 수학식 10과 같다.
Figure 112009035951017-pat00012
상기 수학식 10에서 H1는 MR×MT 행렬로 표현될 수 있으며 기지국과 중계국의 채널 상태를 나타낸 행렬이다. 또한, 기지국에서 xS를 전송하였을 때, 중계국에서 수신되는 신호 yR는 아래 수학식 11과 같다.
Figure 112009035951017-pat00013
수학식 11에서 nR은 기지국과 중계국간의 잡음 벡터로서 서로 독립적이며 평균이 0이다.
중계국이 기지국으로부터 수신된 신호 yR의 전력의 역수를 전력 제한 계수 β는 아래 수학식 12와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009035951017-pat00014
상기 수학식 12에서
수학식 12를 이용하여 중계국의 송신 신호를 구하면 아래 수학식 13과 같다.
Figure 112009035951017-pat00015
그리고, 만일 중계국이 수학식 13의 신호를 단말기로 전송하였을 때, 단말기에 수신되는 신호는 아래 수학식 14와 같다.
Figure 112009035951017-pat00016
Figure 112009035951017-pat00017
Figure 112009035951017-pat00018
Figure 112009035951017-pat00019
상기 수학식 14에서 nD는 중계국과 단말기간의 잡음 벡터로서 서로 독립적이며 평균이 0이다. 상기 수학식 14와 같이, 각 단말기들에게 수신된 신호 yD는 기지국이 전송한 신호 S에 단순한 채널에 따른 손실과 잡음많이 첨가된 상태로 간섭의 영향없이 수신되는 것을 알 수 있다.
2. 분산된 중계국을 이용하는 THP(Thomlinson-Harashima precoding) 기법
비선형 전처리 필터는 Thomlinson-Harashima precoding(THP)를 이용한다.
먼저, 단말기가 간섭 신호의 영향을 받지 않도록 전송해야 하는 중계국의 전 송 신호를 구하기 위해, 기지국과 중계국간의 채널과 중계국과 단말기간의 채널 각각에
Figure 112009035951017-pat00020
을 취한 결과를 QR분해를 하면 아래 수학식 15와 같다.
Figure 112009035951017-pat00021
상기 수학식 15에서 QR은 QR 분해를 나타내며, Q는 N×N 직교행렬이고, R은 상삼각 행렬이다. 그리고, a를 단말기에게 전송하고자 하는 신호라 하고, xR을 중계국에서 단말기로 전송한 신호라고 할때, 단말기에서 수신되는 신호 yD는 아래 수학식 16으로 표현될 수 있다.
Figure 112009035951017-pat00022
그리고, 중계국이 단말기로 전송하는 신호를 아래 수학식 17로 표현할 경우,
Figure 112009035951017-pat00023
단말기가 수신하는 수신 신호는 아래 수학식 18과 같다.
Figure 112009035951017-pat00024
상기 수학식 18에서 k번째 단말기가 수신하는 신호는 아래 수학식 19와 같다.
Figure 112009035951017-pat00025
수학식 19에서도 알 수 있는 바와 같이, 수신 신호는 자신의 신호를 전달하는 채널 부분에 해당되는 rk,kak와 간섭 신호에 해당하는 rk,iai, 그리고 잡음에 해당하는 nk로 구분됨을 알 수 있다.
이때, 신호를 전송할 때, 간섭 신호를 고려하여 전송한다면, 수신 신호는 간섭 신호의 영향없이 자신의 정보만을 수신할 수 있다. 이러한 송신 신호는 아래 수학식 20으로 표현할 수 있다.
Figure 112009035951017-pat00026
중계국에서 전송하는 신호 xR을 아래 수학식 21과 같이 구성하면,
Figure 112009035951017-pat00027
k번째 단말기의 수신 신호 yk는 수학식 22와 같다.
Figure 112009035951017-pat00028
Figure 112009035951017-pat00029
Figure 112009035951017-pat00030
Figure 112009035951017-pat00031
Figure 112009035951017-pat00032
Figure 112009035951017-pat00033
그러나, 전력 제한의 문제로
Figure 112009035951017-pat00034
보다는
Figure 112009035951017-pat00035
에 모듈로 연산을 사용한 신호를 이용한다.
즉, 중계국에서 전송하는 신호 xR에 사용하는 신호
Figure 112009035951017-pat00036
는 다음 수학식 23과 같다.
Figure 112009035951017-pat00037
각각의 단말이 중계국으로부터 전송신 신호를 중계국과 동일한 크기의 모듈로 연산을 거치면, 본래 전송하려는 신호를 간섭 없이 수신할 수 있다. 이때, 모듈로의 크기가 전송하려는 정보의 값보다 작으면 안된다. 다음으로, 기지국이 전송하는 신호에 대해 살펴보면, 기지국의 전송 신호의 최대 목적은 중계국에 도달하는 신호가 αxR가 되게 하여, 단순한 전력 제한 계수만으로, 단말에 간섭 없는 신호가 도달하게 하는 것이다.
따라서, 중계국에 전송하고자 하는 신호를 xR로 정하고, THP 방식을 이용하여 중계국에 xR의 신호가 도달하도록 하는 기지국의 신호를 계산한다. 그러나 중계국에서 전송하기 원하는 신호를 THP의 목적 신호로 만드는 데에 고려할 점은 중계국에서 전송하기 원하는 신호의 전력을 조절하는 것이다. 즉, 신호의 전력을 조절하는 것은 모듈로의 크기로 나타나는데, 중계국에서 전송하기 원하는 신호 xR에서 Q2는 유니터리 행렬이므로
Figure 112009035951017-pat00038
가 전력량을 결정하게 된다. 또한,
Figure 112009035951017-pat00039
를 결정하는 모듈로의 크기는 PR보다 전력을 더 사용하게 되고, 작은 모듈러를 사용하면 PR보다 작은 전력을 사용하게 되어 시스템이 얻을 수 있는 성능에서 손실을 가지게 된다. 그러나, xR의 신호를 살펴보면 Q를
Figure 112009035951017-pat00040
에 곱함으로 인하여 기존의 모듈로 크기를 벗어나는 신호가 발생되는데 이러한 문제를 해결하기 위해 모듈로 크기를 늘릴 경우 전력을 더 사용해야 하는 문제가 발생된다.
그래서, 이러한 문제를 보완하기 위하여 기지국의 신호는 다음과 같은 방식으로 결정한다. 기지국에서 xR을 목적 신호로서 중계국과 단말 사이의 채널을 고려하여 THP 신호를 만들고, 모듈로의 크기는 보래 모듈로 크기로 설정한다. 이 후, 송신 신호의 전력이 기존의 모듈로 크기를 사용하였을 때보다 커진 경우를 고려하여, 전력 제한 계수를 곱하여 전력을 맞추어 준다. 이러한 방법으로 만든 신호를 xS라 할 때, 중계국은 기지국과 중계국 사이의 채널을 통과한 신호를 수신한 후, 기 지국에서 사용한 모듈로 크기에 맞게 모듈로 연산을 수행한 후, 중계국에서의 전력 제한 계수를 곱하여 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산된 중계 노드 환경에서의 시스템 비트 오류 확률을 나타낸 도면이다.
도시 된 바와 같이, 단말이 4개라고 가정한 경우, 본 발명에 따른 기법(ZF+ZF, THP+THP)은 중계국을 4개만 사용하였음에도 불구하고, 중계국을 13개나 사용한 종래 기법보다 비트 오류 확률에 있어서 근소한 차이만 가질 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 중계 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 중계 시스템에서 기지국, 중계국 및 단말기의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분산된 중계 노드 환경에서의 시스템 비트 오류 확률.

Claims (4)

  1. 다중 사용자 MIMO 중계 시스템에서 기지국의 간섭신호 제거 방법에 있어서,
    중계국과 단말간의 채널 정보와 상기 단말에서 송신된 신호를 이용하여 상기 중계국으로부터 전송된 신호를 추정하는 제1 과정과;
    상기 추정된 중계국의 전송 신호를 통해서 상기 기지국이 상기 중계국으로 전송할 신호를 추정하는 제2 과정과;
    상기 기지국이 전송할 신호와 상기 중계국과 상기 단말의 신호대 잡음비를 고려하여 전력 제한 계수를 구하는 과정을 포함하는 기지국의 간섭신호 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계국과 상기 단말간의 채널의 상태를 나타내는 전처리 행렬의 역 행렬을 구하고, 상기 구해진 역 행렬과 상기 기지국과 상기 중계국간의 채널의 상태를 나타내는 전처리 행렬을 이용하여 상기 중계국으로 전송할 신호를 전처리하는 과정을 포함하는 기지국의 간섭신호 제거 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중계국은
    상기 기지국으로부터 수신된 전력 제한 계수와 상기 전처리 된 신호를 곱하여 상기 단말로 전송하는 기지국의 간섭신호 제거 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중계국과 상기 단말간의 채널의 상태를 고려하여 상기 중계국에서 전송할 신호를 THP(Thomlinson-Harashima precoding)를 적용하여 추정하고, 상기 중계국에서 전송할 신호의 크기를 고려한 모듈로 크기를 고려하는 기지국의 간섭신호 제거 방법.
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