KR101016459B1 - Power control method of multi input multi output system - Google Patents

Power control method of multi input multi output system Download PDF

Info

Publication number
KR101016459B1
KR101016459B1 KR1020040005174A KR20040005174A KR101016459B1 KR 101016459 B1 KR101016459 B1 KR 101016459B1 KR 1020040005174 A KR1020040005174 A KR 1020040005174A KR 20040005174 A KR20040005174 A KR 20040005174A KR 101016459 B1 KR101016459 B1 KR 101016459B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
antenna
transmitting
transmitting antenna
information
Prior art date
Application number
KR1020040005174A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050077217A (en
Inventor
임빈철
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020040005174A priority Critical patent/KR101016459B1/en
Publication of KR20050077217A publication Critical patent/KR20050077217A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101016459B1 publication Critical patent/KR101016459B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters

Abstract

본 발명은 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법에 관한 것으로, 수신단에서 복원된 신호들의 신호대 잡음비를 향상시키는 기준으로 각 송신 안테나에 할당될 전력정보를 산출하여 상기 송신단으로 피드백함으로써 복원된 신호들의 에러율을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 '안테나 수-1' 또는 '안테나 수' 만큼의 실수 데이터를 피드백함으로 정보비트를 줄일 수 있는 효과가 있다. 이를 위하여 본 발명은 다수의 송신 안테나를 통해 송신된 신호의 이득행렬을 단위행렬로 변환하여 웨이트 벡터를 산출하는 과정과; 상기 웨이트 벡터의 총합에 대한 각 웨이트 벡터의 비율을 해당 송신 안테나의 전력정보로 산출하는 과정과; 산출된 각 송신 안테나의 전력정보를 송신단으로 피드백하는 과정과; 상기 송신단은 상기 전력정보와 송신 안테나의 총 전력으로 각 송신 안테나의 전력을 계산하여 할당하는 과정을 수행한다.The present invention relates to a power control method of a multi-input multiple output system, and calculates power information to be allocated to each transmitting antenna as a reference for improving the signal-to-noise ratio of the recovered signals at the receiving end, and feeds back error to the transmitting end. In addition, the number of information bits can be reduced by feeding back real number data of 'antenna number-1' or 'antenna number'. To this end, the present invention comprises the steps of calculating a weight vector by converting a gain matrix of signals transmitted through a plurality of transmit antennas into a unit matrix; Calculating a ratio of each weight vector to the sum of the weight vectors as power information of a corresponding transmission antenna; Feeding back the calculated power information of each transmitting antenna to a transmitting end; The transmitter performs a process of calculating and allocating power of each transmitting antenna based on the power information and the total power of the transmitting antenna.

다중입력 다중출력 시스템(MIMO), V-BLAST, 채널행렬, 이득행렬Multiple Input Multiple Output System (MIMO), V-BLAST, Channel Matrix, Gain Matrix

Description

다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법{POWER CONTROL METHOD OF MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM}Power control method of multi-input multi-output system {POWER CONTROL METHOD OF MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM}

도 1은 본 발명에 이용되는 다중입력 다중출력 시스템의 구성을 도시한 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a multiple input multiple output system used in the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법을 도시한 흐름도2 is a flowchart illustrating a power control method of a multiple input multiple output system according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 송신단 20 : 수신단10: transmitting end 20: receiving end

본 발명은 다중입력 다중출력 시스템에 관한 것으로, 수신단에서 피드백되는 정보를 이용하여 송신단의 각 안테나에서 사용될 전력을 할당하는 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-input multiple output system, and more particularly, to a power control method of a multi-input multiple output system for allocating power to be used in each antenna of a transmitter using information fed back from a receiver.

일반적으로, 다중입력 다중출력 시스템(Multi-Input Multi-Output;MIMO)은 고용량의 데이터 전송을 요구하는 이동통신 시스템에 사용되기 위해 개발된 것으로, M개의 안테나를 통해 송신된 데이터를 N개의 안테나로 수신하는 방식으로 구현 된다. 즉, 송신단은 각각 다른 안테나를 통해 다른 신호를 송신하고, 수신단은 다수의 안테나를 통해 수신한 신호에 별도의 알고리즘을 적용하여 상기 송신단의 각 안테나에서 전송된 신호를 검출한다.In general, a multi-input multi-output system (MIMO) has been developed for use in a mobile communication system requiring a high capacity of data transmission, and transmits data transmitted through M antennas to N antennas. It is implemented by receiving. That is, the transmitting end transmits different signals through different antennas, and the receiving end detects signals transmitted from each antenna of the transmitting end by applying a separate algorithm to signals received through the plurality of antennas.

상기 다중입력 다중출력 시스템의 채널들은 서로 상이한 페이딩 및 다중경로의 영향으로 인해 안테나별로 다른 링크 상황이 발생하기 때문에, 서로 다른 신호대 잡음비(SNR)을 갖는다. 즉, 상기 채널에 의해 지원될 수 있는 전송용량이 채널마다 다르고, 채널에 의해 지원되는 비트율도 시간에 따라 가변한다.The channels of the multi-input multi-output system have different signal-to-noise ratios (SNR) because different link conditions occur for different antennas due to different fading and multipath effects. That is, the transmission capacity that can be supported by the channel varies from channel to channel, and the bit rate supported by the channel also varies with time.

따라서, 상기 다중입력 다중출력 시스템의 전송효율을 높이기 위해서는 채널의 상태에 따라 해당 송신단의 안테나 전력을 제어해야 하는데, 상기 수신단에서 송신 안테나의 전력을 제어할 정보를 피드백한다.Therefore, in order to increase the transmission efficiency of the multi-input multiple output system, the antenna power of the corresponding transmitter must be controlled according to the channel state, and the receiver feeds back information for controlling the power of the transmitter antenna.

종래 기술에 따라 다중입력 다중출력 시스템에서 피드백을 통하여 송신단의 안테나 전력을 제어하는 방법으로는 크게 워터 필링(water filling) 방법과 비트에러율(bit error rate;BER) 최소화 방법, 주 고유벡터(princial eigenvector) 방법이 있다.According to the prior art, the method of controlling the antenna power of the transmitter through the feedback in the multi-input multi-output system is largely a water filling method, a bit error rate (BER) minimization method, a principal eigenvector There is a way.

상기 워터 필링 방법은 수신단에서 채널행렬에 대한 고유벡터와 고유치를 이용하여 송신단에서 사용할 행렬을 구한 후, 상기 송신단으로 피드백하는 방법으로 채널 상황이 좋은 송신 안테나에 더 많은 전력을 할당한다. 즉, 상기 채널의 전송용량이 작을 경우에는 해당 송신 안테나의 전력을 작게 할당하고, 상기 채널의 전송용량이 클 경우에는 해당 송신 안테나의 전력을 더 할당하여 신호를 전송한다.The water filling method uses a eigenvector and an eigenvalue of a channel matrix at a receiver to obtain a matrix to be used by the transmitter, and then allocates more power to a transmit antenna having a good channel condition by feeding back to the transmitter. That is, when the transmission capacity of the channel is small, the power of the corresponding transmission antenna is allocated to be small, and when the transmission capacity of the channel is large, the power of the corresponding transmission antenna is further allocated to transmit the signal.

그러나, 상기 워터 필링 방법은 송신단으로 피드백해야 할 정보가 행렬 단위 이므로 안테나 개수의 제곱에 비례하는 정보량이 필요하며 복소수를 표현하기 위해 많은 비트가 소요된다는 문제점이 있다.However, in the water filling method, since information to be fed back to the transmitter is in a matrix unit, an amount of information proportional to the square of the number of antennas is required and a large number of bits are required to express a complex number.

상기 비트에러율 최소화 방법은 수신단에서 상기 비트에러율을 최소화하기 위해 변조방식에 따라 다른 알고리즘으로 송신 안테나별로 사용될 전력을 구한 후, 상기 송신단으로 해당 정보를 피드백하는 방법이다. 이때, 상기 비트에러율 최소화 방법은 상기 워터 필링 방법과 마찬가지로 채널 상황이 좋은 송신 안테나에 더 많은 전력을 할당한다.The method of minimizing the bit error rate is a method of obtaining power to be used for each transmit antenna by a different algorithm according to a modulation scheme in order to minimize the bit error rate at the receiving end, and then feeding back the corresponding information to the transmitting end. In this case, the bit error rate minimization method allocates more power to a transmission antenna having a good channel condition like the water filling method.

그러나, 상기 비트 에러율 최소화 방법은 상기 송신단에서 사용하는 변조에 따라 알고리즘이 다르기 때문에 변조방식마다 별도의 알고리즘이나 하드웨어적 구성을 필요로 하고, 상기 수신단에서 피드백되는 정보가 다르다는 문제점이 있다.However, the method of minimizing the bit error rate requires a separate algorithm or hardware configuration for each modulation scheme because the algorithm is different according to the modulation used in the transmitter, and the information fed back from the receiver is different.

상기 주 고유벡터 방법은 상기 채널행렬에 대한 고유벡터 중에서 주 고유벡터를 송신단으로 피드백하는 방법으로, 피드백되는 정보량이 상기 송신 안테나 개수만큼이지만 그 정보의 형태가 복소수이므로 많은 비트가 소요된다는 문제점이 있다.The main eigenvector method is a method of feeding back a main eigenvector among the eigenvectors for the channel matrix to a transmitting end. However, the amount of information fed back is as large as the number of transmitting antennas, but since the information is complex, a large number of bits are required. .

상기한 바와 같이 종래의 다입력 다출력 시스템의 전력제어 방법은 송신 안테나에 할당되는 전력을 제어하기 위해 수신단에서 피드백하는 정보가 행렬이나 복소수의 형태이기 때문에 정보량이 커진다는 문제점이 있다.As described above, the power control method of the conventional multi-input multi-output system has a problem in that the amount of information increases because the information fed back from the receiver in the form of a matrix or a complex number to control the power allocated to the transmitting antenna.

따라서, 본 발명의 목적은 수신단의 신호대 잡음비를 낮추는 방법으로 산출한 정보를 송신단에 피드백하여 송신 안테나의 전력을 제어하는 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power control method of a multi-input multiple output system for controlling the power of a transmission antenna by feeding back information calculated by a method of lowering a signal-to-noise ratio of a receiver to a transmitter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템은 M개의 송신 안테나를 통해 송신되는 신호를 N개의 수신 안테나를 통해 수신하는 다중입력 다중출력 시스템에 있어서, 송신된 신호의 이득행렬을 단위행렬로 변환하여 웨이트 벡터를 산출하는 과정과; 상기 웨이트 벡터의 총합에 대한 각 웨이트 벡터의 비율을 해당 송신 안테나의 전력정보로 산출하는 과정과; 산출된 각 송신 안테나의 전력정보를 송신단으로 피드백하는 과정과; 상기 송신단은 상기 전력정보와 송신 안테나의 총 전력으로 각 송신 안테나의 전력을 계산하여 할당하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the multi-input multiple output system according to the present invention is a multi-input multiple output system for receiving signals transmitted through M transmit antennas through N receive antennas, the gain of the transmitted signal Converting the matrix into a unit matrix and calculating a weight vector; Calculating a ratio of each weight vector to the sum of the weight vectors as power information of a corresponding transmission antenna; Feeding back the calculated power information of each transmitting antenna to a transmitting end; The transmitting end may be configured to calculate and allocate power of each transmitting antenna based on the power information and the total power of the transmitting antenna.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of a power control method of a multiple input multiple output system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 이용되는 다중입력 다중출력 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a multiple input multiple output system used in the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 스트림을 M개의 서브 스트림으로 나누어 M개의 송신 안테나를 통해 전송하는 송신단(10)과, 상기 M개의 송신 안테나를 통해 전송되는 데이터를 N개의 수신 안테나를 통해 수신하여 원래의 데이터 스트림으로 복원하고, 상기 송신 안테나에 할당될 전력을 계산하여 무선으로 상기 송신단에 피드백하는 수신단(20)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the data stream is divided into M sub-streams and transmitted through M transmit antennas, and the data transmitted through the M transmit antennas is received through N receive antennas. The receiver 20 is configured to recover an original data stream, calculate power to be allocated to the transmitting antenna, and wirelessly feed back to the transmitting terminal.

상기 수신단(20)에서는 각 송신 안테나에서 전송된 신호를 신호처리하여 원 래의 데이터 스트림으로 복원해야 하는데, V-BLAST 시스템에서 사용하는 SIC(successive interference cancellation) 기법을 사용하여 수신단에서의 신호처리 방법을 설명하면 다음과 같다.The receiving end 20 should signal-receive the signal transmitted from each transmitting antenna and restore the original data stream. The signal processing method at the receiving end using the successive interference cancellation (SIC) technique used in the V-BLAST system. This is as follows.

우선, 상기 송신단(10)에서 각 송신 안테나를 통해 전송하려는 신호는 si(i=1,2,…,M), 상기 송신단(10)에서 각 송신 안테나에 할당한 전력에 해당하는 이득은 αi(i=1,2,…,M), 상기 수신단(20)의 각 수신 안테나로 수신되는 신호는 xi(i=1,2,…,N), 상기 송신단(10)과 수신단(20) 사이의 페이딩 채널의 채널행렬은 H, 상기 수신단(20)에 나타나는 AWGN(additive white Gaussian noise)는 vi(i=1,2,…,N)라고 정의하자.First, a signal to be transmitted through each transmitting antenna by the transmitting terminal 10 is s i (i = 1, 2, ..., M), and a gain corresponding to power allocated to each transmitting antenna by the transmitting terminal 10 is α. i (i = 1, 2, ..., M), the signal received by each receiving antenna of the receiving end 20 is x i (i = 1, 2, ..., N), the transmitting end 10 and the receiving end 20 Let the channel matrix of the fading channel between H be H, and the additive white Gaussian noise (AWGN) appearing at the receiver 20 is v i (i = 1, 2, ..., N).

상기 수신단(20)에서 수신되는 신호벡터 x는 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.The signal vector x received at the receiving end 20 may be defined as in Equation 1.

x=HPs+vx = HPs + v

Figure 112004003239533-pat00001
Figure 112004003239533-pat00001

이때, 상기 P는 상기 송신 안테나별 이득을 행렬로 표시한 이득행렬로서, 상기 채널행렬 H와 이득행렬 P는 N×M 행렬이 된다. In this case, P is a gain matrix indicating the gain for each transmitting antenna in a matrix, and the channel matrix H and the gain matrix P are N × M matrix.                     

상기 수신단(20)은 상기 신호벡터에 대해 수학식 2와 같은 초기화를 수행한다.The receiving end 20 performs initialization as shown in Equation 2 on the signal vector.

i=1i = 1

G1=(HP)+ G 1 = (HP) +

r1=xr 1 = x

이때, 상기 G1은 상기 수신단(20)은 처음 주어진 HP 행렬의 Moore-Penrose pseudoinverse이다.In this case, the G 1 is the Moore-Penrose pseudoinverse of the first given HP matrix.

상기 G1의 각 행벡터 중에서 가장 작은 행벡터의 크기를 확인하여 그것을 k1라고 하고, k1번째 송신신호를 검출하기 위한 웨이트 벡터 wi는 G1행렬의 k1번째 행으로 선택한다.As the G each row vector of the check the size row vector by a small k 1 it from the first and, k 1 weight vector w i for detecting a first transmission signal is selected as the first k-th row of the matrix G 1.

상기 수신벡터 r1와 웨이트벡터 wk1를 곱해서 k1번째 송신 안테나에서 송출된 신호의 통계치 yk1를 검출하고, 상기 송신단(10)에서 사용하는 변조방법에 따라 상기 yk1를 양자화함으로써 상기 k1번째 안테나에서 송신된 신호

Figure 112004003239533-pat00002
를 검출한다.By quantizing the y k1 in accordance with the modulation method of multiplying the received vector r 1 and the weight vector w k1 detects the statistic y k1 of the signal sent out from a k 1 th transmit antenna, in the transmitter 10, the k 1 Transmitted from the first antenna
Figure 112004003239533-pat00002
Detect.

상기와 같이 k1번째 안테나에서 송신된 신호를 검출하면, 상기 수신단(20)에 수신되는 신호에서 상기 k1번째 신호의 감산하여 두번째 갱신에서 사용될 수신벡터 r2를 구한다. 그리고, 2번째 웨이트 벡터를 구하는데 사용될 G2는 HP행렬 중에서 k 1번째 열을 모두 0으로 만든 행렬의 Moore-Penrose pseudoinverse이다.When detecting the signal transmitted from the k-th antenna 1 as described above, is obtained by subtracting a received vector r 2 used in the second update of the k 1 th signal from the signal received at the receiving end (20). G 2, which is used to find the second weight vector, is a Moore-Penrose pseudoinverse of a matrix in which all k 1st columns are zero in the HP matrix.

모든 송신 안테나의 신호를 구할 때까지 상기와 같은 검출과정을 반복수행하는데, 상기 검출과정을 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.The above detection process is repeated until all the signals of the transmitting antennas are obtained. The detection process can be expressed by Equation 3 below.

Figure 112004003239533-pat00003
Figure 112004003239533-pat00003

상기 검출과정에서 복원된 신호

Figure 112004003239533-pat00004
의 에러율이 낮아지기 위해서는 신호대 잡음비가 커야하는데, 상기 신호대 잡음비를 상기 수학식으로 유추하면 수학식 4와 같다.The signal restored in the detection process
Figure 112004003239533-pat00004
In order to lower the error rate of, the signal-to-noise ratio must be large, and the signal-to-noise ratio can be inferred from Equation 4 below.

Figure 112004003239533-pat00005
Figure 112004003239533-pat00005

이때, 상기 Zki는 상기 이득행렬 P를 단위행렬 I로 변환한 후에 산출되는 웨이트 벡터 이고, 상기

Figure 112004003239533-pat00006
는 신호의 전력이며, 상기
Figure 112004003239533-pat00007
는 잡음의 전력이다.In this case, Z ki is a weight vector calculated after converting the gain matrix P into a unit matrix I.
Figure 112004003239533-pat00006
Is the power of the signal, and
Figure 112004003239533-pat00007
Is the power of noise.

상기 신호대 잡음비가 최대가 되기 위해서는

Figure 112004003239533-pat00008
가 최소화되어야 한다.In order to maximize the signal-to-noise ratio
Figure 112004003239533-pat00008
Should be minimized.

본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법은 상기 복원된 신호의 에러율을 낮추기 위해서 각 송신 안테나의 전력을 할당하는 사상을 기반으로 하여, 수학식 5를 기준으로 각 송신 안테나의 전력을 계산한다.The power control method of the multi-input multiple output system according to the present invention calculates the power of each transmit antenna based on Equation 5 based on the idea of allocating power of each transmit antenna to reduce the error rate of the restored signal. do.

Figure 112004003239533-pat00009
Figure 112004003239533-pat00009

여기서, 상기 P0는 송신 안테나의 총 전력으로, 상기 수신단(20)에는 상기 P0를 알고 있다. 따라서, 상기 수학식 5의 기준으로 계산되는 각 송신 안테나의 전력(

Figure 112004003239533-pat00010
)은 수학식 6과 같다.Here, P 0 is the total power of the transmitting antenna, and the receiving end 20 knows P 0 . Therefore, the power of each transmit antenna calculated based on Equation 5
Figure 112004003239533-pat00010
) Is the same as Equation 6.

Figure 112004003239533-pat00011
Figure 112004003239533-pat00011

즉, 전체 웨이트 벡터에 대한 각 웨이트 벡터(

Figure 112004003239533-pat00012
) 비율대로 전력을 할당받 는데, 상기
Figure 112004003239533-pat00013
이 작을수록 시스템의 신호대 잡음비가 커지기 때문에 본 발명에 따른 다중출력 다중입력 시스템이 전력제어방법은 채널상황이 좋지 않은 송신 안테나에 대해 더 많은 전력을 할당한다.That is, each weight vector for the overall weight vector (
Figure 112004003239533-pat00012
) Power is allocated in proportion,
Figure 112004003239533-pat00013
Since the smaller the signal, the greater the signal-to-noise ratio of the system, the power control method of the multi-output multi-input system according to the present invention allocates more power to a transmit antenna having a poor channel condition.

상기 송신단(10)에서 사용될 정보는 각 송신 안테나의 이득

Figure 112004003239533-pat00014
이므로, 상기 수신단(20)에서 송신단(10)으로
Figure 112004003239533-pat00015
을 피드백할 수도 있고, 각 송신 안테나의 전력
Figure 112004003239533-pat00016
을 피드백 할 수도 있다.Information to be used in the transmitter 10 is the gain of each transmit antenna
Figure 112004003239533-pat00014
Therefore, from the receiving end 20 to the transmitting end 10
Figure 112004003239533-pat00015
Can be fed back, and the power of each transmit antenna
Figure 112004003239533-pat00016
You can also feed back.

이때, 상기

Figure 112004003239533-pat00017
또는
Figure 112004003239533-pat00018
는 송신 안테나의 총 전력 P0을 포함하고 있는데, 상기 P0는 공통된 일정 실수값이므로 상기 송신단으로 피드백하는 정보의 모든 성분에 포함될 필요가 없다. 따라서, 상기 송신단(10)에 피드백되는 각 송신 안테나의 전력 정보는 수학식 7과 같다.At this time,
Figure 112004003239533-pat00017
or
Figure 112004003239533-pat00018
The total power P 0 of the transmitting antenna includes P 0 , and since P 0 is a common constant real value, it does not need to be included in all components of information fed back to the transmitting end. Therefore, power information of each transmit antenna fed back to the transmitter 10 is expressed by Equation 7 below.

Figure 112004003239533-pat00019
Figure 112004003239533-pat00019

상기 수학식 7에 의해 상기 송신단(10)에 피드백되는 송신 안테나의 전력정보는 0~1 구간의 실수값이 된다. Power information of the transmitting antenna fed back to the transmitting terminal 10 by Equation 7 becomes a real value of 0 to 1 section.

그리고, 상기 수신단(20)이 각 송신 안테나의 전력정보를 피드백할 때, 각 송신 안테나의 총 전력은 일정한 값으로 고정되어 있으므로 마지막 성분은 전송하지 않고, 상기 송신단(10)이 해당 송신 안테나의 전력을 계산한다. When the receiving end 20 feeds back power information of each transmitting antenna, since the total power of each transmitting antenna is fixed to a constant value, the last component is not transmitted, and the transmitting end 10 transmits power of the corresponding transmitting antenna. Calculate                     

상기 수신단(20)은 송신 안테나의 총 전력 P0이 변동되는 경우, 상기 각 송신 안테나의 전력정보와 함께 상기 변동된 총 전력정보를 전송한다.When the total power P 0 of the transmitting antenna is changed, the receiving end 20 transmits the changed total power information together with the power information of each transmitting antenna.

도 2는 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a power control method of a multiple input multiple output system according to the present invention.

상기 송신단(10)으로부터 전송된 신호의 이득행렬 P를 단위행렬로 변환한 후 산출되는 웨이트 벡터(

Figure 112004003239533-pat00020
)를 구하고(S1), 상기 웨이트 벡터(
Figure 112004003239533-pat00021
)의 총합에 대한 해당 웨이트 벡터(
Figure 112004003239533-pat00022
)의 비율(
Figure 112004003239533-pat00023
)을 산출한다(S2). 이때, 상기
Figure 112004003239533-pat00024
이 상기 송신단(10)에 피드백할 전력정보이다.The weight vector calculated after converting the gain matrix P of the signal transmitted from the transmitter 10 into a unit matrix,
Figure 112004003239533-pat00020
) (S1), and the weight vector (
Figure 112004003239533-pat00021
Corresponding weight vector (of the sum of)
Figure 112004003239533-pat00022
Of
Figure 112004003239533-pat00023
) Is calculated (S2). At this time,
Figure 112004003239533-pat00024
This is power information to be fed back to the transmitter 10.

각 송신 안테나에 할당할 전력정보를 모두 계산한 후, 상기 송신 안테나의 총 전력이 변동되었는지 판단하고(S3), 상기 총 전력이 변동되었으면 변동된 총 전력정보와 상기 각 송신 안테나의 전력정보를 동시에 상기 송신단(10)으로 피드백한다(S4). After calculating all the power information to be allocated to each transmitting antenna, it is determined whether the total power of the transmitting antenna is changed (S3), and if the total power is changed, the changed total power information and the power information of each transmitting antenna are simultaneously Feedback to the transmitter 10 (S4).

그러나, 상기 송신 안테나의 총 전력에 변동이 없으면, 각 송신 안테나의 전력정보만을 상기 송신단(10)으로 피드백한다(S5). 이때, 상기 각 송신 안테나의 전력정보 중에서 마지막 전력정보는 상기 송신단(10)으로 피드백하지 않는다.However, if there is no change in the total power of the transmitting antenna, only the power information of each transmitting antenna is fed back to the transmitting terminal 10 (S5). At this time, the last power information of the power information of each transmitting antenna does not feed back to the transmitting end (10).

상기 송신단(10)은 상기 송신 안테나의 총 전력과 피드백된 각 송신 안테나의 전력정보를 이용하여 피드백되지 않은 마지막 전력정보와 각 송신 안테나에 할당된 전력을 계산한다.(S6)The transmitting end 10 calculates the last unfeedback power information and the power allocated to each transmitting antenna using the total power of the transmitting antenna and the power information of each feedback antenna fed back (S6).

즉, 상기 송신 안테나의 총 전력에 변동이 없는 경우에, 상기 수신단(20)에 서 피드백하는 정보량은 '송신 안테나의 개수-1'만큼이고, 상기 송신 안테나의 총 전력에 변동이 있는 경우에 피드백하는 정보량은 '송신 안테나의 개수'만큼이며, 각 전력정보는 실수이다.That is, when there is no change in the total power of the transmitting antenna, the amount of information fed back from the receiving end 20 is equal to 'the number of transmitting antennas-1', and is feedback when there is a change in the total power of the transmitting antenna. The amount of information is equal to the number of transmitting antennas, and each power information is a real number.

상기 송신단(10)은 각 송신 안테나의 전력정보를 해당 송신 안테나에 할당하여 데이터를 전송한다(S7). The transmitter 10 transmits data by allocating power information of each transmit antenna to the corresponding transmit antenna (S7).

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법은 수신단에서 복원된 신호들의 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있도록 송신 안테나의 전력을 할당함으로써 복원된 신호의 에러율을 낮출 수 있는 효과가 있다.As described above, the power control method of the multi-input multiple output system according to the present invention has an effect of lowering the error rate of the recovered signal by allocating power of the transmitting antenna to improve the signal-to-noise ratio of the recovered signals at the receiving end. have.

또한, 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법은 채널상황이 좋지 않은 송신 안테나에 대해 더 많은 전력을 할당하고, 채널상황이 좋은 송신 안테나에 적은 전력을 할당함으로써 각 채널을 통해 수신된 신호들의 비슷한 신호대 잡음비를 갖도록 제어하는 효과가 있다.In addition, the power control method of the multi-input multiple output system according to the present invention allocates more power to a transmission antenna having a poor channel condition, and allocates less power to a transmission antenna having a good channel condition. There is an effect of controlling the signals to have a similar signal-to-noise ratio.

본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법은 고유치 분해(eigenvalue decomposition)와 같은 복잡한 계산없이 수신단이 신호를 복원하는 과정에 발생하는 변수들을 이용해 각 송신 안테나에 할당되는 전력정보를 계산함으로써 종래의 시스템에 비해 신호처리과정의 부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The power control method of a multiple input multiple output system according to the present invention is conventionally calculated by calculating the power information allocated to each transmitting antenna using variables generated in a process of recovering a signal by a receiver without complicated calculation such as eigenvalue decomposition. Compared with the system, the load of the signal processing can be reduced.

본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템의 전력제어방법은 수신단에서 피드백되는 전력정보가 실수일 뿐만 아니라 각 송신 안테나에 할당되는 전력의 합이 일정한 값으로 고정되어 있어 하나의 전력정보는 피드백하지 않아도 송신단에서 산출 할 수 있으므로 피드백에 사용되는 정보의 비트를 줄일 수 있는 효과가 있다.In the power control method of the multi-input multiple output system according to the present invention, the power information fed back from the receiving end is not only a real number but the sum of the powers allocated to each transmitting antenna is fixed to a constant value, so that the transmitting end does not have to feed back one power information. Because it can be calculated from, it has the effect of reducing the bits of information used for feedback.

Claims (3)

적어도 하나의 송신 안테나로부터 송신된 신호를 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 수신하는 방법에 있어서,A method for receiving a signal transmitted from at least one transmit antenna via at least one receive antenna, 수신된 신호의 이득행렬을 단위행렬로 변환하여 웨이트 벡터를 산출하는 과정과;Calculating a weight vector by converting a gain matrix of the received signal into a unit matrix; 각 웨이트 벡터를 정규화함으로써 0 내지 1 구간의 실수값에 해당하는 상기 각 송신 안테나의 전력정보를 산출하는 과정과;Calculating power information of each transmitting antenna corresponding to a real value of 0 to 1 by normalizing each weight vector; 상기 산출된 전력정보에 기초하여 상기 송신 안테나의 총 전력을 산출하고, 상기 산출된 송신 안테나의 총 전력이 변동되었는지 여부를 판단하는 과정과;Calculating a total power of the transmitting antenna based on the calculated power information, and determining whether the calculated total power of the transmitting antenna has changed; 상기 판단 결과, 총 전력이 변동되지 않은 경우 상기 산출된 전력정보만을 송신단으로 피드백하는 과정과;As a result of the determination, if the total power is not changed, feeding back only the calculated power information to the transmitting end; 상기 산출된 전력정보 및 이전의 총 전력에따라 안테나별 전력 할당이 변경된 송신 안테나로부터 신호를 수신하는 과정을 포함하되,Receiving a signal from a transmitting antenna whose power allocation for each antenna is changed according to the calculated power information and the previous total power, 상기 산출된 전력정보는 상기 웨이트 벡터의 총합(
Figure 112010062536131-pat00027
)에 대한 각 웨이트 벡터(
Figure 112010062536131-pat00028
)의 비율에 기초한 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.The calculated power information is the sum of the weight vectors (
Figure 112010062536131-pat00027
Angular weight vector for
Figure 112010062536131-pat00028
The signal receiving method, characterized in that based on the ratio. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 판단 결과, 상기 총 전력이 변동된 경우 상기 산출된 전력정보 및 상기 총 전력을 송신단으로 피드백하고, 상기 산출된 전력정보 및 상기 총 전력에 따라 송신 안테나별 전력 할당이 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 수신방법.As a result of the determination, when the total power is changed, the calculated power information and the total power are fed back to the transmitter, and the power allocation for each transmitting antenna is changed according to the calculated power information and the total power. Receive method. 삭제delete
KR1020040005174A 2004-01-27 2004-01-27 Power control method of multi input multi output system KR101016459B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040005174A KR101016459B1 (en) 2004-01-27 2004-01-27 Power control method of multi input multi output system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040005174A KR101016459B1 (en) 2004-01-27 2004-01-27 Power control method of multi input multi output system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050077217A KR20050077217A (en) 2005-08-01
KR101016459B1 true KR101016459B1 (en) 2011-02-23

Family

ID=37264779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040005174A KR101016459B1 (en) 2004-01-27 2004-01-27 Power control method of multi input multi output system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101016459B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946930B1 (en) * 2006-07-31 2010-03-09 삼성전자주식회사 Method and Apparatus for Controlling gain of Transmit Antenna In Communication System
KR101022120B1 (en) 2008-12-23 2011-03-17 주식회사 세아네트웍스 Method and Apparatus for Determining Weight Matrix for Beamforming

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010095535A (en) * 2000-04-10 2001-11-07 윤종용 Method and apparatus of the optimum weight estimator of the closed loop transmit diversity for mobile communications
KR20030039903A (en) * 2001-11-16 2003-05-22 주식회사 세스텍 Signnal processing method and apparatus using generalized on-off algorithm in an arrary antenna system
KR20030087296A (en) * 2002-05-08 2003-11-14 이광복 Wireless communication system employing multi-element antennas at both the transmitter and receiver and method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010095535A (en) * 2000-04-10 2001-11-07 윤종용 Method and apparatus of the optimum weight estimator of the closed loop transmit diversity for mobile communications
KR20030039903A (en) * 2001-11-16 2003-05-22 주식회사 세스텍 Signnal processing method and apparatus using generalized on-off algorithm in an arrary antenna system
KR20030087296A (en) * 2002-05-08 2003-11-14 이광복 Wireless communication system employing multi-element antennas at both the transmitter and receiver and method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050077217A (en) 2005-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100696208B1 (en) Transmitter, receiver and method for controlling multiple input multiple output system
KR100640514B1 (en) Apparatus and method for transmitting of data stream in a wireless communication system using multiple antenna
KR100995031B1 (en) Method for controlling signal transmitting applying for MIMO
KR100463526B1 (en) Method for allocating power in multiple input multiple output system
KR100980647B1 (en) Apparatus and method for interference cancellation in multi-antenna system
KR100976489B1 (en) Method for Controlling Modulation and Coding applying for Multi-Input Multi-Output System in Mobile Communication
US8284863B2 (en) Apparatus and method for beamforming with limited feedforward channel in multiple input multiple output wireless communication system
US8467729B2 (en) Method and apparatus for eliminating multi-user interference in multi-antenna system
US20090093265A1 (en) Radio transmitting apparatus, radio receiving apparatus and radio transmitting method
KR20060028989A (en) Method for processing receving signals in mimo system
KR20060110721A (en) Power loading method and apparatus for throughput enhancement in mimo systems
US8472566B2 (en) Apparatus and method for transmitting pilot signal in wireless communication system
KR101274871B1 (en) Method and apparatus for transceiving data in a multi antenna system of closed loop scheme
JPWO2007058264A1 (en) Transmitting apparatus, MIMO communication system, and transmission diversity method
KR100598601B1 (en) Transmitting/receiving apparatus for closed loop space time block code system having multiple input multiple output antennas and method thereof, and transmitting power allocation method thereof
WO2009107635A1 (en) Radio communication system, transmission device, and communication control method
KR101016459B1 (en) Power control method of multi input multi output system
JP5134077B2 (en) Wireless communication system, transmission apparatus, and communication control method
KR20030087296A (en) Wireless communication system employing multi-element antennas at both the transmitter and receiver and method thereof
WO2005008931A1 (en) Transmitter apparatus, receiver apparatus, and radio communication system
KR101213388B1 (en) Apparatus and method for determining search set for allocating resource in a multiple antenna system
KR101495840B1 (en) Method and apparatus for efficient transmit using a partial feedback in mutiple antenna system
KR100913101B1 (en) Method for signal transmitting applying for MIMO
KR20080073432A (en) Apparatus and method for interference cancellation in multi-antenna system
KR101373980B1 (en) Signal processing method, transmitting apparatus and receiving apparatus based on est in mimo spatial multiplexing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee