KR101045454B1

KR101045454B1 - 멀티 안테나 송신 기술을 이용한 무선 통신 시스템 및,이에 적용하는 멀티 유저 스케줄러

Info

Publication number: KR101045454B1
Application number: KR1020087019088A
Authority: KR
Inventors: 히또시 요꼬야마
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2011-06-30
Also published as: WO2007091317A1; CN101366304A; EP1983781B1; US8345641B2; CN101366304B; JP4727678B2; EP1983781A4; US20120275416A1; JPWO2007091317A1; EP1983781A1; US20080285524A1; US9191091B2; KR20080083055A

Abstract

복수 안테나를 갖는 송신국으로부터 복수의 수신국에 스케줄링하여 송신을 행하는 무선 시스템으로서, 송신국에서, 복수의 수신국으로부터의 피드백 정보로부터 추정되는 수신 품질의 정보를 취득하고, 상기 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여, 복수 안테나의 각각의 안테나에 대하여 가중치 부여를 하여 동일한 스트림의 데이터를 송신하는 빔 포밍 송신을 행할지, 상기 복수 안테나의 각각으로부터 서로 다른 스트림의 데이터를 송신하는 MIMO 다중화 송신을 행할지의 송신 방식을 결정하고, 상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 스케줄러 관리 채널에 부가하여, 송신하고, 상기 복수의 수신국은, 상기 스케줄러 관리 채널의 식별 정보로부터 빔 포밍 송신된 신호인지, 혹은, MIMO 다중화 송신된 신호인지의 복호 알고리즘을 판단하고, 상기 판단되는 복호 알고리즘에 따라, MIMO 다중화 송신된 신호일 때는, 파일럿 채널에서 추정한 채널 추정값을 이용하여, 상기 스케줄러 관리 채널의 정보로부터 변조 방식을 구하여, 복조를 행하고, 빔 포밍 송신된 신호일 때는, 상기 스케줄러 관리 채널에 부가된 가중치 부여 정보에 기초하여, 최적의 수신 가중치 부여를 행하여 상기 복수의 안테나 사이의 신호의 합성과, 채널 보상을 행한다.

안테나, 빔 포밍, MIMO 다중화 송신, 복호 알고리즘, 스트림 데이터

Description

멀티 안테나 송신 기술을 이용한 무선 통신 시스템 및, 이에 적용하는 멀티 유저 스케줄러{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING MULTIANTENNA TRANSMISSION TECHNIQUE, AND MULTI-USER SCHEDULER APPLIED THERETO}

본 발명은, 멀티 안테나 송신 기술을 이용한 무선 통신 시스템 및, 이에 적용하는 멀티 유저 스케줄러에 관한 것이다.

무선 통신에서, 복수의 송신·수신 안테나(멀티 안테나)를 이용하는 기술로서, 각각의 안테나로부터 서로 다른 스트림을 송신하여 스루풋을 향상시키는 복수 안테나 송신 복수 안테나 수신(MIMO: Multi Input Multi Output)의 기술과, 동일한 스트림을 웨이트 가중치 부여를 행하여 다중 송신하여, 수신 품질을 향상시키는 빔 포밍(Beamforming; 이하, 시기 적절하게 BF라고 표시함)의 기술에 관해서는, 이전부터 검토되고 있었다(비특허 문헌 1).

또한, 특허 문헌 1에는, 복수의 안테나를 갖는 이동 통신 시스템에서, 공간 이용 효율을 향상시키기 위해, 통신 에리어 내의 트래픽 상황에 따라서 공간 다중(SDM: Space Division Multiplex, SDMA: Space Division Multiplex Access) 혼재 환경에서, 적응적으로 절환 제어하는 것이 개시되어 있다.

그러나, 종래에서는, MIMO 다중과 빔 포밍은, 각각 찾아가는 전파로가 서로 다르므로 독립된 기술로서 인식되어, 서로의 융합을 고려한 검토는 거의 행해져 오지 않았다.

즉, 빔 포밍 모드에서는 송신 웨이트 가중치 부여를 행하므로 MIMO 다중과는 다른 전파로를 찾아가, 하나의 공통 파일럿에 의해, 양자의 방법에 대해 동시에 제어하는 것이 곤란하였다. 그 때문에, 오로지 개별 파일럿의 필요성이 검토되었다. 따라서, 상기 어느 문헌에도 MIMO(SDM도 MIMO에 포함됨)와, 빔 포밍을 절환하는 제어에 대해서는, 구체적 구성에 대하여, 개시도 시사도 갖고 있지 않다.

[비특허 문헌 1] F.R.Farrokhi et. al "Spectral Efficiency of Wireless Systems with Multiple Transmit and Receive Antennas", PIMRC2000 vol.1 page373-377

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2004-201296호 공보

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

이러한 점으로부터, 본 발명은, MIMO 다중과 빔 포밍의 기술을 적응적으로 구분하여 사용하는 관점에서 발명된 것이다. 그리고, 본 발명의 목적은, 적응 변조에서 이용되는 스케줄러 관리 채널과 멀티 안테나 송신 기술의 효율적인 융합을 도모하는 구체적인 방법 및, 그 방법을 이용하는 무선 통신 시스템을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 송신하는 정보량이 적을 때에는 에너지 절약화의 목적에서, 또한, 이동 통신에 있어서, 셀 끝에 가깝고 통신 상황이 엄격할 때에는 안정 통신화의 목적에서, 또한, 전파로에 상관이 있었을 때의 통신 최적화의 목적에서, MIMO 다중/빔 포밍(Beamforming)/송신 다이버시티의 절환이 가능한 무선 통신 시스템을 제공하는 데에 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

그리고, 상기 목적을 달성하는 본 발명의 제1 측면은, 복수 안테나를 갖는 송신국으로부터 복수의 유저에게 스케줄링하여 송신을 행하는 무선 시스템에서의 송신국으로서, 복수의 유저로부터 피드백되는 정보에서의 파일럿 채널로부터 추정되는 수신 품질의 정보를 취득하고, 상기 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여, 복수 안테나의 각각으로부터 서로 다른 스트림의 데이터를 송신하는 MIMO 다중화 송신을 행할지, 상기 복수 안테나의 각각의 안테나에 대하여 가중치 부여를 하여 동일한 스트림의 데이터를 송신하는 빔 포밍 송신을 행할지의 송신 방식을 결정하고, 상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 스케줄러 관리 채널에 부가하여, 상기 유저측에 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 측면에서, 상기 스케줄러 관리 채널에 부가되는 상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 특정 비트에 의해 구성하고, 상기 특정 비트에 대응하여 상기 스케줄러 관리 채널의 그 밖의 비트 영역의 포맷을 변경하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결정된 송신 방식이, 빔 포밍일 때, 상기 스케줄러 관리 채널에 부가되는 상기 특정 비트에 대하여, 그 밖의 비트 영역에 의해 상기 복수의 안테나에 대한 가중치 부여 정보, 혹은 수신 복수 안테나의 가중치 부여 정보를 통지하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 제2 측면은, 무선 시스템에서의 송신국으로서,

복수의 안테나와, 복수의 유저 정보를 기억하는 메모리와, 상기 메모리로부터 출력되는 유저 정보를 적응 변조하는 제1 변조부와, 상기 메모리로부터 출력되는 유저 정보를 시분할 다중하는 시분할 변환부와, 상기 시분할된 출력의 각각에 대하여 적응 변조를 행하는 제2 변조부와, 상기 복수의 안테나에 대응하여, 상기 제1 변조부 및, 상기 제2 변조부의 출력을 상기 복수의 안테나에 공급하는 복수의 무선 신호 생성부와,

복수의 유저로부터 피드백되는 정보에서의 파일럿 채널로부터 추정되는 수신 품질의 정보를 취득하는 수신부와, 상기 수신부에 의해 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여, 상기 복수 안테나의 각각의 안테나에 대하여 가중치 부여를 하여 동일한 스트림의 데이터를 송신하는 빔 포밍 송신을 행할지, 상기 복수 안테나의 각각으로부터 서로 다른 스트림의 데이터를 송신하는 MIMO 다중화 송신을 행할지의 송신 방식을 결정하는 스케줄러를 갖고, 상기 스케줄러는, 상기 빔 포밍 송신을 행하는 경우에, 상기 제1 변조부의 출력을 유효로 하고, 상기 MIMO 다중화 송신을 행하는 경우에, 상기 제2 변조부의 출력을 유효로 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명의 제2 측면은, 복수의 안테나를 갖는 송신국으로부터 복수의 수신국에 스케줄링하여 송신을 행하는 무선 시스템으로서, 송신국에서, 복수의 수신국으로부터의 피드백 정보로부터 추정되는 수신 품질의 정보를 취득하고, 상기 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여, 복수 안테나의 각각의 안테나에 대하여 가중치 부여를 하여 동일한 스트림의 데이터를 송신하는 빔 포밍 송신을 행할지, 상기 복수 안테나의 각각으로부터 서로 다른 스트림의 데이터를 송신하는 MIMO 다중화 송신을 행할지의 송신 방식을 결정하고, 상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 스케줄러 관리 채널에 부가하여, 송신하고, 상기 복수의 수신국은, 상기 스케줄러 관리 채널의 식별 정보로부터 빔 포밍 송신된 신호인지, 혹은, MIMO 다중화 송신된 신호인지의 복호 알고리즘을 판단하고, 상기 판단되는 복호 알고리즘에 따라, MIMO 다중화 송신된 신호일 때에는, 파일럿 채널에 의해 추정한 채널 추정값을 이용하여, 상기 스케줄러 관리 채널의 정보로부터 변조 방식을 구하여, 복조를 행하고, 빔 포밍 송신된 신호일 때에는, 상기 스케줄러 관리 채널에 부가된 가중치 부여 정보를 기초로 하여, 최적의 수신 가중치 부여를 행하여 상기 복수의 안테나 사이의 신호의 합성과, 채널 보상을 행하는 것을 특징으로 한다.

제2 측면에서, 상기 송신국과 수신국 사이의 상하 링크 회선을 서로 다른 반송파 주파수로 분할하고, 또한, 상기 수신국은, 수신 파일럿 신호로부터 추정한 채널 행렬과, 상기 복수의 안테나마다 총 잡음에 대한 신호 비율을 상기 피드백 정보로 하여 상기 송신국에 송신하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기 송신국은, 상기 수신국으로부터 피드백된 채널 행렬로부터 제로 포밍(ZF) 해를 구하여, 상기 ZF 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx, 혹은 수신 웨이트 Wrx만을 상기 스케줄러 관리 채널에 반영하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 수신국은, 상기 스케줄러 관리 채널로부터 얻어지는 송신 웨이트 Wtx를 송부한 경우에, 수신 파일럿으로부터 얻어지는 채널 추정값을 이용하여, 최소 제곱 오차(MMSE) 해의 수신 웨이트 Wrx를 구하고, 상기 구해진 수신 웨이트 Wrx에 의해, 상기 복수의 안테나에 대하여 신호의 합성을 행하도록 구성할 수도 있다.

또한, 제2 측면에서, 상기 수신국은, 수신 파일럿 신호로부터 추정한 채널 행렬로부터 제로 포밍(ZF) 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx와, 빔 포밍의 채널 품질 정보를 상기 피드백 정보로 하여 상기 송신국에 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 측면에서, 상기 수신국은, 수신 파일럿 신호로부터 추정한 채널 행렬로부터 제로 포밍(ZF) 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx와, 혹은 상기 얻어진 송신 웨이트 Wtx가 만드는 빔 패턴의 전력 집중 방향의 피크로부터 송신 방향을 구하고, 상기 구해진 송신 방향의 정보를 상기 피드백 정보로 하여 상기 송신국에 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 송신국은, 상기 수신국으로부터 피드백된 송신 방향으로 전력이 집중하도록, 빔 패턴을 생성하고, 상기 빔 패턴에 대응하는 송신 웨이트 Wtx를 상기 스케줄러 관리 채널에 반영하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 측면에서, 상기 송신국과 수신국 사이의 상하 링크 회선을 동일한 반송파 주파수로 시분할하고, 상기 송신국은, 상기 수신국으로부터 송신국에의 채널 추정값에 대해, 송신국과 수신국의 전력차를 보정함으로써 채널 행렬을 구하고, 구해진 채널 행렬에 의해 ZF 해를 산출하여, 수신 웨이트 Wrx, 혹은 송신 웨이트 Wtx를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수신국은, 상기 스케줄러 관리 채널로부터 얻어지는 송신 웨이트 Wtx와, 수신 파일럿으로부터 얻어지는 채널 추정값을 이용하여, 최소 제곱 오차(MMSE) 해의 수신 웨이트 Wrx를 구하고, 상기 구해진 수신 웨이트 Wrx에 의해, 상기 복수의 안테나에 대하여 신호의 합성을 행하도록 구성할 수 있다.

도 1은 멀티 안테나 송신의 가장 심플한 예를 도시하는 도면.

도 2는 파일럿 채널 A 및 스케줄러 관리 채널 B의 셀 전체에 송신(옴니 송신)하는 것을 설명하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 스케줄러 관리 채널 B의 구성예를 도시하는 도면.

도 4는 스케줄러 관리 채널 B의 영역 Ⅰ의 판정 비트 X가 MIMO 다중을 지정(a)한 경우를 도시하는 도면.

도 5는 스케줄러 관리 채널 B의 판정 비트 X가 빔 포밍을 지정(b)한 경우를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명을 적용하는 송신국의 개요 구성을 도시하는 도면.

도 7은 개별 채널을 이용하는 종래예를 설명하는 도면.

도 8은 송신 빔 포밍을 행할 때에, 송신 웨이트 w를 통지하는 방법에 대하여 설명하는 도면.

도 9는 안테나 송신 각도의 예를 도시하는 도면.

도 10은 실시예 1로서, 표 1의 조 1로 예를 든 실현예의 송신국을 설명하는 도면.

도 11은 실시예 1로서, 표 1의 조 1로 예를 든 실현예의 수신국을 설명하는 도면.

도 12는 송신국에서의 스케줄러에의 입력 정보를 설명하는 도면.

도 13은 스케줄러의 구성예.

도 14는 스케줄러의 처리 플로우를 도시하는 도면.

도 15는 실시예 2로서, 표 1의 조 2에 대응하는 실시예 2에 대응하는 송신국의 구성예를 도시하는 도면.

도 16은 표 1의 조 2에 대응하는 실시예 2의 송신국에 대응하는 수신국의 구성예를 도시하는 도면.

도 17은 표 1의 조 3에 대응하는 실시예 3의 송신국을 설명하는 도면.

도 18은 표 1의 조 3에 대응하는 실시예 3의 대응하는 수신국을 설명하는 도면.

도 19는 표 1의 조 4에 대응하는 실시예 4의 대응하는 송신국을 설명하는 도면.

도 20은 표 2의 조 4에 대응하는 실시예 4의 대응하는 수신국을 설명하는 도면.

도 21은 표 2의 조 5에 대응하는 실시예 5의 대응하는 송신국을 설명하는 도면.

도 22는 표 2의 조 5에 대응하는 실시예 5의 대응하는 수신국을 설명하는 도면.

도 23은 표 2의 조 6에 대응하는 실시예 6의 대응하는 송신국을 설명하는 도면.

도 24는 표 2의 조 6에 대응하는 실시예 6의 대응하는 수신국을 설명하는 도면.

도 25는 안테나의 데이터 스트림의 재송 제어에 대응하는 수신국의 복조부 이후의 다른 구성을 도시하는 도면.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하에 도면에 따라, 본 발명의 실시 형태예를 설명한다. 또한, 실시 형태예는 본 발명의 이해를 위한 것으로, 본 발명의 기술적 범위는, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 본 발명의 이해를 위해, 먼저 본 발명의 기본적 특징을 설명한다. 또한, 설명과 이해를 용이하게 하기 위해, 여기서는, 무선 통신 시스템으로서 패킷 베이스의 이동 통신 시스템을 생각하고, 가장 심플한 채널 구성으로서 파일럿 채널, 스케줄러 관리 채널, 데이터 채널만을 일례로서 취급한다.

또한, 이 이후의 설명에서, 멀티 안테나 송신의 가장 심플한 예로서 도 1에 도시한 바와 같이, 2개의 안테나 ANT1, ANT2에 의한 송신을 예로 하여 설명을 행하지만, 2이상의 복수 M(≥2)개의 안테나에 의한 송신에서도 마찬가지의 제어를 행하 는 것이 가능하다.

도 1에서, 안테나 ANT1, ANT2로부터 송출되는 송신 채널 포맷 CF에서의 표기A는 파일럿 채널을, 표기 B는 스케줄러 관리 채널을, 그리고 표기 C는 데이터 채널을 나타내고 있다.

여기서, 도 2에 도시한 바와 같이, 파일럿 채널 A 및 스케줄러 관리 채널 B는, 셀 전체에 송신(옴니 송신)할 필요가 있다. 그리고, 파일럿 채널 A에 대해서는, 송신 안테나(1, 2) 사이에서, 간섭을 야기하지 않도록, 부호 또는, 시간·주파수를 직교화하여 송신된다. 동일하게, 셀 전체에 송신할 필요가 있는 스케줄러 관리 채널 B는, 직교화 송신에 의해 보내지거나, 혹은 최대 우도 판정 검파(MLD) 등의 기술을 이용하여 수신한다.

그리고, 이들 2개의 송신 채널(파일럿 채널 A 및 스케줄러 관리 채널 B)에 관해서는 셀 끝에서도 오류없이 수신할 필요가 있다.

이에 대해, 본 발명에서는, 스케줄링된 유저에게만 송신하는 데이터 채널 C에 주목하여, 파일럿 채널 A로부터 추측되는 수신 품질 정보(CQI: Channel Quarity Indicator)로부터 MIMO 다중 송신을 행할지, 빔 포밍을 행할지를 결정한다.

그리고, 본 발명에 따른 제어는, 자기 셀에 가까워서 신호 대 잡음비(SINR)가 좋은 에리어에서 송신 안테나간 상관이 낮으면, MIMO 다중을 실시하여 스루풋을 향상시킨다. 반대로, 셀 끝 근방의 SINR이 나쁜 에리어나 송신 안테나간 상관이 높은 에리어에서는 빔 포밍을 적용하여, 신호의 이득을 얻고, 그에 의해 스루풋(통신량)이나 커버리지(통신 가능 범위)를 향상시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 송신 안테나의 공간 상관을 측정하여, 부호화 송신 다이버시티로 할지 빔 포밍으로 할지의 판정을 행하는 것도 생각된다.

이하의 실시 형태예에서는, MIMO 다중과 빔 포밍의 절환예만을 취급한다.

도 3은, 본 발명에 따른 스케줄러 관리 채널 B의 구성예를 도시하는 도면이다. 특징으로서, 스케줄러 관리 채널 B의 일부 영역 Ⅰ에, MIMO 다중을 행할지 빔 포밍을 행할지를 지정하는 판정 비트 X를 삽입한다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이 판정 비트 X가 채널의 선두 영역에 있을 필요는 없지만, 이 판정 비트 X의 판정을 행함으로써, 다른 영역의 비트가 의미하는 내용 Y가 변하는 것을 도 4, 도 5를 이용하여 설명한다.

도 4는 스케줄러 관리 채널 B의 영역 Ⅰ의 판정 비트 X가 MIMO 다중을 지정(a)한 경우를 나타내고 있다. MIMO 다중의 경우, 안테나 ANT1, ANT2에 의해 송출되는 데이터의 스트림이 2개 있고, 영역 Ⅱ에 2개의 스트림수에 따른 적응 변조 지정의 제어 정보량이 포함된다.

도 5는 스케줄러 관리 채널 B의 판정 비트 X가 빔 포밍을 지정(b)한 경우를 나타내고 있다. 빔 포밍의 경우, 보내는 데이터가, MIMO 다중에 대하여 1스트림분뿐이며, 적응 변조 지정의 제어 정보량은 적어도 된다. 이와 같이, MIMO 다중/빔 포밍의 판정 비트 X를 정의하고, 그 판정에 의해 그 밖의 비트의 의미를 변화시킨다.

또한, 빔 포밍 시에 제어 정보량이 감소한 영역에, 빔 포밍의 송신 웨이트, 혹은 송신 웨이트와 수신기의 수신 웨이트를 적절하게 통지시키는 지정(c)을 설정 하고 있다.

이와 같이, 본 발명에서는, 스케줄러 관리 채널 B의 일부 영역 Ⅰ에 부가되는 판정 비트 X의 판정 결과에 의해, 순시로 MIMO 다중과 빔 포밍을 절환하는 것을 가능하게 한다.

도 6은, 본 발명을 적용하는 송신국의 개요 구성을 도시하는 도면이다.

도 6에 도시하는 구성은, 멀티 안테나(예로서, 2개의 안테나 ANT1, ANT2)를 갖는 송신국에서, 복수 유저를 스케줄링하여 송신을 행할 때에 채용할 수 있는 것이다. 그리고, 시스템의 일례를 들면, 휴대 전화 시스템이면 송신국이 기지국에 상당하고, 이로부터 복수 유저(휴대 단말기)에 송신하는 하향 링크를 상정하고 있다.

임의의 송신국과 통신하고 있는 복수의 유저 1∼유저 n에 대해서는, 인터넷 망 등으로부터 각각 필요한 정보의 수집을 행한다. 수집된 유저 1 정보∼유저 n 정보는, 송신국의 메모리(10)의 유저 i에 대응하는 위치에 일시적으로 캐쉬된다.

스케줄러(100)로부터의 송신 요구에 따라서 데이터 송신의 준비를 행한다. 도 6에서는, 임의의 대역의 임의의 타이밍에서 유저 i가 송신 요구되어, MIMO 다중으로 할지, 빔 포밍으로 할지의 선택을 행하는 개요도가 그려져 있다. 이 선택에 관해서는, 미리 트레이닝한 전파로 상황을 반영하여 결정된다.

여기서, MIMO 다중이 선택되면, 메모리(10)로부터 2스트림분의 데이터가 읽어내어지고, 직·병렬(S/P) 변환기(11)에 의해, 각각의 안테나(ANT)(1, 2)로부터 송신하는 정보량으로 분할된다. 그리고, 분할된 각각의 정보량마다 안테나 ANT1, ANT2로부터의 전파 환경에 따른 부호화·변조(적응 변조)가, 적응 변조기(12₁, 12₂)에서 행해진다.

적응 변조된 신호는 각각 별도의 신호이므로, 가중치 부여를 행하는 일도 없이 무선 주파수로 변환되어 각각 안테나 ANT1, ANT2로부터 방사된다. 안테나 ANT1, ANT2로부터 점선으로 그려져 있는 것이 MIMO 다중의 방사 패턴이다.

이에 대해, 빔 포밍이 선택되면 메모리(10)로부터 1스트림분의 데이터가 읽어내어지고, 적응 변조기(13)에서 적응 변조된 신호는 복사부(14)에서 카피된 후에 유저에게 지향성 이득이 향하도록 웨이트 가중치 부여되어 안테나 ANT1, ANT2로부터 방사된다. 웨이트에 관해서는, 미리 트레이닝한 전파로 정보로부터 구해진다. 안테나 ANT1, ANT2로부터 유저 i용으로 실선으로 그려진 것이 빔 포밍의 방사 패턴이다.

이와 같이 하여, 트레이닝한 전파로 정보를 기초로 하여, 스케줄러(100)가 다양한 양태를 지정하도록 구성된다.

다음으로, 본 발명에서 제안하는 송수신 빔 포밍의 웨이트를 통지하는 이점을 설명한다.

종래예에서는 송신 빔 포밍을 행할 때에, 셀 전체에 송신하는 공통 파일럿 외에, 임의의 유저용으로 개별 파일럿을 삽입하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 도 7을 이용하여, 개별 채널을 이용하는 종래예를 설명한다.

도 7에서, 임의의 유저용의 데이터를 d(t), 임의의 유저용으로 빔 포밍하기 위한 웨이트를 w₁, w₂, 안테나마다 삽입하여 직교하는 공통 파일럿을 p_c1(t), p_c2(t), 안테나 ANT1, ANT2로부터 임의의 유저를 향한 전파로를 h₁(t), h₂(t)로 나타내고 있다. 또한, 개별 파일럿을 p_d1(t), p_d2(t)로 나타내고 있다.

또한, 표기를 간단히 하기 위해, 이 도 7에 관해서는 수신 안테나를 1개로 한 경우를 그리고 있지만, 수신 안테나를 늘리는 것은 특별히 문제로 되지 않는다. 또한, 웨이트 W에 관해서는 시간 t의 표기를 하고 있지 않지만, 공간 상관이 높으면 웨이트 W의 추종은 유저 위치의 각속도에 크게 의존하게 되어, 순시의 페이딩의 시간 변동에서는 송신 방향이 변하지 않기 때문이다. 반대로 말하면, 공간 상관이 낮으면 시간 t에 의존하게 된다.

개별 파일럿은 유저 개별의 데이터와 동일한 전파로를 통과시키기 위해, 데이터 삽입과 동일한 장소에 넣을 필요가 있다. 또한, 이 개별 파일럿에서 페이딩도 포함시킨 전파로 추정을 행하기 위해 시간 t의 표기를 하고 있다.

채널 추정의 바탕을 보면, 개별 파일럿이 없는 순간은 페이딩 변동을 모르기 때문에 데이터를 복호하는 것은 불가능하다.

다음으로, 송신 빔 포밍을 행할 때에, 송신 웨이트 w를 통지하는 방법에 대하여, 도 8을 이용하여 설명한다.

도 7에서 설명한 것과 동일한 구성을 하고 있지만, 이 방법에서는 송신 웨이트 w₁, w₂를 수신기에 통지함으로써, 공통 파일럿과 조합하여 데이터가 통과한 전파로를 추정한다.

각각의 안테나 ANT1, ANT2로부터의 공간 전파의 채널 정보는 공통 파일럿을 이용하여 추정할 수 있고, 또한 각 안테나의 웨이트 정보를 알면 데이터가 통과한 전파로를 추정할 수 있다고 하는 원리에 기초한다.

또한, 송신 안테나 ANT1, ANT2 사이의 공간 상관이 높으면 송신 안테나 사이에서의 페이딩 변동이 동일하게 보이게 되어, 웨이트의 최적화는 송신 안테나로부터 본 수신기의 각속도로 추종하면 되는 문제로 되어, 개별 파일럿과는 달리 웨이트 통지는 다소 씨닝하여도 데이터 복호가 가능하다.

혹은, 송신 기회를 씨닝하여 용장을 더하는 것으로 송신 웨이트의 통지 정밀도를 향상시키는 것도 가능하다. 또한, 페이딩에 추종하는 채널 응답은 전력이 큰 공통 파일럿에 의해 구해지기 때문에, 높은 정밀도로 채널 추정을 행하는 것이 가능하다.

이와 같이 하여, 웨이트 통지형의 빔 포밍의 이점은 커서, 적응 변조에 따라서 웨이트 통지할 수 있어 유연성이 우수하다.

다음으로, 미리 트레이닝하는 채널 정보와 피드백이 필요한 정보에 대하여, FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex)의 2개로 나누어서 설명한다.

처음에 FDD쪽부터 설명한다. 송신국으로부터 수신국에 전파되는 송신 링크와, 수신국으로부터 송신국기에 전파되는 수신 링크에서는 반송파 주파수가 서로 다르기 때문에, 수신 링크의 채널 추정값을 트레이닝하여도 송신 링크에 도움이 되지 못한다. 이 때에 피드백하는 정보의 4개의 조합에 대하여, 표 1을 이용하여 설 명한다.

상기 표 1에서, 조합의 조 1, 2에서는, 송신국으로부터의 공통 파일럿으로부터 추정한 채널 행렬 H를 수신국측에서 계산하고, 그것을 재차 송신국측으로 피드백하는 방법이다.

채널 행렬 H를 수취한 송신국에서는, 조 1에서는 후에 설명하는 배경 이론에서 나타내어지는 수학식 8, 9에 의해 구해지는 수신 웨이트를 스케줄러 관리 채널 B의 영역을 사용하여 통지하고, 수신국은 그 정보로부터 빔 포밍되어 운반된 정보를 복조한다.

조 2는, 수학식 8, 9에 의해 구해지는 송신 웨이트는 통지하지만, 실제로 빔 포밍된 정보가 운반될 때까지의 지연에 의한 전파로 변동이나 수신기의 잡음 상황을 고려하여, 송신 웨이트와 그 순간의 공통 파일럿의 채널 추정값으로부터 최적의 MMSE 최소 규범의 수신 웨이트를 계산하고, 복조하는 방법이다. 이에 의해 시간 추종성이나 잡음 내성을 향상시킬 수 있다.

조 3에서는, 수신국으로부터 채널 행렬 H의 모든 정보를 피드백 송신하는 경우에는, 수신국으로부터 송신국에의 링크 용량을 크게 소비하게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 고려하여, 수신기측에서 수학식 8, 9로부터 구해지는 최적 송신 웨이트를 계산하고, 그 W_tx를 피드백한다. 피드백량을 행렬형으로부터 벡터형으로 함으로써, 수신국으로부터 송신국에의 링크 용량 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.

송신국으로부터는, 통지받은 송신 웨이트를 스케줄러 관리 채널 B에서 통지하면서, 정보에 대해서는 가중치를 붙여서 빔 포밍 송신한다.

또한, 상기 표 1에서, (*1)의 사항으로서, 수신국으로부터 통지한 웨이트가 반드시 적용되면, 그리고 수신국에서 피드백한 최적 송신 웨이트를 계속해서 기억하고 있으면, 스케줄러 관리 채널 B에 의해 웨이트의 통지가 없어도 수신할 수 있다.

또한, 수신국에서의 수신 웨이트 계산에 의해, 조 2에 대하여 설명한 바와 같이, 시간 추종성이나 잡음 내성을 고려하여 MMSE 최소 규범의 수신 웨이트를 구하고, 그를 이용하여 복조할 수 있다.

또한, 표 1에서, (*2)의 사항으로서, 처음에 최적 송신 웨이트를 계산했을 때의 수신 웨이트를 계속해서 기억하고 있고, 또한, 다소의 특성 열화를 용인하면, 다시 MMSE 규범의 수신 웨이트를 구하지 않고 수신할 수 있다. 이에 의해 연산량을 삭감할 수 있다.

조 4는, 조 3에서 행한 수신국으로부터 송신국 링크의 피드백량의 한층 더한 삭감을 목적으로 하고 있다. 수신국측에서 수학식 8, 9에 의해 구해지는 송신 웨이트 W_tx에 대하여, 그 웨이트에 의해 만들어지는 빔 패턴의 이득의 피크 방향을 전달하는 방법이다. 송신 빔 포밍의 에너지가 집중하는 가장 중요한 포인트만의 통지에 의해, 송신 안테나수분의 웨이트 정보를 송신하는 조 3에 대해, 불과 하나의 송신 방향의 정보로 집약하여 피드백을 비약적으로 삭감할 수 있게 된다.

즉, 피드백량을 벡터형으로부터 스칼라형으로 함으로써, 수신국으로부터 송신국 링크의 전송 용량 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 송신 안테나 사이의 상관이 높으면, 송신 안테나수분의 웨이트 정보를 하나의 송신 방향으로 집약하여도 크게 품질 열화를 일으키지 않기 때문에, 이 방법이 매우 유효해진다.

또한, 또 다른 정보 압축의 수단으로서, 조 4의 방법에 의해 최적 송신 방향이 예를 들면 43°로 구해진 경우, 그 송신 방향의 양자화 스텝을 8°마다 보내는 것으로 결정해 두면, 근사값 40°로서 구해진다.

예를 들면, 안테나 송신 각도의 예를 나타내는 도 9에 도시한 바와 같이, 안테나가 120°마다의 3섹터 구성이면, 송신 방향은 15상태에서, 불과 4비트로 모든 송신 안테나 송신 웨이트를 결정하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 하여, 피드백하는 정보량의 스칼라값을, 양자화하여 보내는 것도 생각된다.

송신국에서는, 통지된 송신 방향을 기초로 하여 웨이트를 생성한다. 송신국으로부터는 스케줄러 관리 채널 B를 이용하여 실제로 적용한 웨이트를 통지하고, 수신국에서는 그 정보와 그 순간의 공통 파일럿의 채널 추정값으로부터 최적의 MMSE 규범의 수신 웨이트를 계산하고, 복조한다.

이와 같이 하여, FDD이면 표 1에 예를 든 4개의 조의 송수신의 피드백 방법 중에서 어느 하나의 상응한 것을 이용하여, 빔 포밍의 제어를 행하는 것이 가능하다.

다음으로, TDD의 경우를 설명한다. 송신 링크와 수신 링크에서는 동일한 주파수 대역을 이용하고 있다. 이 때문에 수신국으로부터 송신국인 수신 링크의 채널 추정값을 트레이닝하여 송신 링크에 도움이 되기 때문에, 수신국으로부터 송신국에 피드백하는 정보를 크게 삭감하는 것이 가능하게 된다. 표 2를 이용하여 더 설명한다.

또한, 수신국으로부터 송신국의 채널 행렬을 송신국으로부터 수신국에 적용시키기 위해서는, 송신국의 송신 전력과 수신국의 송신 전력의 차를 보정하여, 거의 등가로 간주하고 있다.

조 5, 6에서는 모두, 수신국으로부터 송신국에 송신된 파일럿 채널로부터 추정된 채널 행렬과 송수신국의 송신 전력차 등의 보정 정보를 이용하여, 송신국으로부터 수신국의 채널 행렬 H를 추정한다.

이 구한 채널 행렬로부터, 하기 수학식 8, 9를 풀어 최적 송신 웨이트, 수신 웨이트를 산출한다. 여기서 조 5에서는, 이 최적 수신 웨이트를 통지하고, 수신국에서는 그 정보를 이용하여 빔 포밍된 정보를 복조한다.

조 6은, 수학식 8, 9에 의해 구해지는 송신 웨이트는 통지하지만, 수신 웨이트는 통지하지 않는다. 실제의 송신국으로부터 수신국의 전파 채널 상태나 수신기의 잡음을 고려한 수신 웨이트를 산출하기 위해, 그 순간의 공통 파일럿의 채널 추정값과 송신 웨이트를 이용하여 최적의 MMSE 규범의 수신 웨이트를 계산하고, 복조를 행한다. 이와 같이 하면, 조 5에 대하여, 더욱 잡음 내성 등을 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기의 이해를 위해, 배경으로 되는 이론에 대하여 설명해둔다.

임의의 유저의 수신 상황을 상정하면, 임의의 순간의 신호 수신 상황은 수학식 1로 표현된다. 벡터 x는 송신 신호를 나타낸다.

H의 각 요소는, 각각 독립된 멀티패스를 생기게 하고 있다. 여기서, 복수 심볼을 걸치는 직교 파일럿을 사용하는 시간 내에서 전파로 상황이 불변이라고 간주되면, 수학식 2가 유도된다.

또한, P(t)의 각 요소는, 행 방향으로 송신 안테나의 번호를, 열 방향으로 송신 타이밍을 의미한다. 또한, P(t)는 직교 파일럿이므로, 다음의 성질을 갖는 다. 또한, 자기 상관 계산 후에 단위 행렬로 되도록 정규화하고 있다.

이 성질을 이용하여 채널 추정값을 구한다. 전파로에 상관이 있는 구간에서 수학식 4와 같은 처리를 실시하면, 잡음을 의미하는 제2항이 억압된다.

다음으로, 송신 신호를 d(t)로 하여, 송신 웨이트 W_tx, 수신 웨이트 W_rx에 의해 빔 포밍했을 때의 수신 상황을 수학식 5와 같이 나타낸다.

여기서, 수신측에서 기지의 정보는 MMSE 규범 등으로 구해지는 수신 웨이트 W_rx, 채널 추정값

이다.

기지는 아닌 송신 웨이트 W_tx에 관해서는 송신국으로부터 받을 필요가 있다. 이 송신 웨이트 W_tx를 스케줄러 관리 채널 B에 의해 피드백시키는 것이 본 발명에 따른 특징 중 하나이다.

다음으로, 송신 웨이트 W_tx의 생성 방법을 설명한다. 단말기에서 추정할 수 있는 상기 채널 추정값을 이용한다. 단말기에서, 미래에 발생할 잡음의 영향은 미리 예기할 수 없으므로, 송신 신호 웨이트 W_tx의 생성으로서는 ZF(Zero Forcing: 자신호의 등화 시에 이용함)로 행하는 것으로 하고, 그 때의 수신 예상은 수학식 7로 된다.

수신국에서의 수신 전력을 최대화하기 위해서는 수학식 8의 알고리즘을 풀면 된다.

단, 송신 전력 일정의 구속 조건과 수신 웨이트의 구속 조건으로서 수학식 9에 주의한다.

또한, 수학식 8의 알고리즘의 이상 해로서는, 채널 행렬로부터 구하는 자기상관 행렬의 최대 고유값을 갖는 직교 공간에, 혹은 채널 행렬의 SVD에 의해 구한 가장 큰 특이값을 갖는 직교 공간에 신호가 향하도록, 송수신 웨이트를 향한 값이다.

또한, 빔 포밍의 MMSE 해에 대해서는, 미리 통지되는 송신 웨이트 W_tx라고 추정하는

에 기초하여, 다음의 수학식 11에서 공급되는 해 W_rx를 구하게 된다.

다음으로, 상기에서 표 1, 표 2에 게재한 FDD의 경우와 TDD의 경우의 구체적인 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

실시예 1로서, 표 1의 조 1로 예를 든 실현예의 송신국을 도 10에, 수신국을 도 11에 도시하여 설명한다.

[송신국]

복수 n 유저와 통신하는 송신국에서는 그 복수 n 유저의 데이터를 대응하는 n개의 메모리(10₁∼10_n)에 저장해둔다.

스케줄러(100)의 요구에 따라서 메모리(10₁∼10_n)로부터 데이터를 읽어내는 구조로 되어 있다. 여기서, 각 유저의 수신국(도 11 참조)으로부터는, 공간 전파로의 정보나 보낸 데이터의 가부를 통지하기 위해, 피드백 정보를 회신하고 있다.

이 정보를 전체 유저분 집계하여 스케줄러(100)가 동작하고 있다. 도 10에는, 1의 유저에 대한 피드백 정보 수신부(110)만이 나타내어져 있다.

예를 들면, 각 채널이 시간 다중되어 있는 예를 도 10 이후에 예를 들고 있다. 또한, 각 채널의 다중에 관해서는, 직교 다중되어 있으면, 시간 다중으로 취해지는 것은 아니다.

수신국으로부터 보내진 신호는, 수신 고주파(RF)부(111)에서 베이스 밴드에 다운컨버트된다. 계속해서, S/P(직렬 병렬) 변환부(112)에 의해, 시간 다중된 채널의 각각을 취출하고, 그로부터 유저 개별의 파일럿 채널을 이용하여 채널 추정부(113)에서 전파로 변동을 구한다. 구해진 전파로 변동분의 보상을 복조부(114)에서 행한다.

또한, 오류 정정 처리가 되어 있는 경우에는 복조부(114)의 후에 복호부가 필요하게 된다. 계속해서, 복조부(114)에서 복조된 데이터 내로부터 피드백 정보부(115)에서, 피드백 정보가 추출되고, 이미 행해지고 있는 적응 변조 방식에 필요한 CQI, ACK(ACKnowledge)/NACK(Not ACKnowledge)의 정보(115a)와, 송신국으로부터 수신국에 보내진 채널 행렬 정보(115b)가 얻어진다.

이 채널 행렬 정보(115b)에서의 채널 행렬 H는 송신 빔 포밍을 행할 때에 필요해지는 정보이다. 그리고, 채널 행렬 H로부터는 상기 수학식 8, 9로부터 구해지는 최적의 ZF 해(115c)가 구해진다.

조 1에서는 그 중의 송신·수신 웨이트 벡터 정보 Wrx와 하기에 나타내는 수학식 15에 의해 구해지는 빔 포밍 시 CQI(BF-CQI)가 선택되고, CQI, ACK/NACK의 정보(115a)와 함께 다중화 회로(116)에서 다중화되어 스케줄러(100)에 운반된다.

스케줄러(100)에서는 복수의 유저의 각각에 대응하는 수신국으로부터의 정보를 집약하고, 개개의 CQI로부터 알 수 있는 공간 전파 상태나 ACK/NACK로부터 알 수 있는 재송 상태, 또한 메모리(10₁∼10_n)에 유지되어 있는 데이터량 등을 고려하여 송신의 우선도가 결정된다.

또한, CQI로부터는 송신할 수 있는 최대의 데이터량이 구해진다. 그리고, 송신하는 권리를 얻은 유저 i에 대해, MIMO 다중/빔 포밍 선택 및 AMC 설정부(101)를 통하여, 그 데이터가 축적된 메모리(10_i)로부터 송신할 수 있는 최대의 데이터수가 읽어내어지도록 제어된다.

MIMO 다중/빔 포밍 선택 및 AMC 설정부(101)에는, MIMO 다중 또는 빔 포밍의 설정 및, 전파 상황에 따라서 적절하게 변경된 부호화, 변조 방식이 설정된다.

최종적으로, AMC 설정부(101)에 설정된, 유저의 할당 정보, MIMO 다중/빔 포밍 선택 정보, 적응 변조 정보 등을 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에 통지한다.

메모리(10₁∼10_n)로부터 데이터가 읽어내어지면, 다음으로 MAS(Multi Antenna System) 선택부(113)에서, MIMO 다중/빔 포밍 선택 및, AMC 설정부(101)의 설정 정보에 따라, 빔 포밍으로 송신할지, MIMO 다중으로 송신할지가 선택된다. 이 기준으로서는, CQI의 값이 비교적 나쁠 때에는 빔 포밍을 행한다고 판단하면 된다. 혹은, 채널 행렬 H를 이용하여 송신 안테나 간의 공간 상관을 구하고, 상관값이 높으면 빔 포밍을 행한다고 판단하면 된다. 엄밀하게 판단하면, 채널 행렬 H를 이용하여 판단을 행하는 것도 가능하다.

일례로서 2×2 채널 행렬 H를 수학식 12로 표현한다.

수신국측의 수신기에서 계산되고, 피드백되는 CQI 정보는, 송신 안테나 ANT1, ANT2마다의 SINR에 기초하여 생성되고, 각 송신 안테나의 공간 전파 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 열 벡터의 제곱 노옴에 크게 의존한다. 예로서, 송신 안테나 ANT1의 공간 상태는, 수학식 13으로 표현된다.

이에 대해, 수학식 8, 9에서 얻어지는 해로서 H 행렬을 SVD한 해의 특이값 중에서 가장 큰 것의 제곱이, 복수 송신 안테나에서, 빔 포밍했을 때의 공간 전파 상태를 의미한다.

수학식 14에 SVD의 해를, 수학식 15에 수학식 13과 대응하는 파라미터를 나타낸다.

또한, 먼저 예를 든 공간 상관에 대하여, 상관이 높으면 가장 큰 특이값과 그 밖의 특이값의 비가 1로부터 크게 달라지게 된다. 여기서, 상기 수학식 13과 수학식 15의 비에 의해, 빔 포밍했을 때에 얻어질 SINR을 추측하고, CQI로 변환하여 송신할 수 있는 데이터량을 결정할 수 있다.

이러한 처리 공정을 찾아가서, AMC 설정부(101)에 대해, MIMO 다중/빔 포밍 선택, AMC 설정이 지정되고, MAS 선택이 결정된다.

처음에, MIMO 다중이 선택된 경우를, 다음으로 빔 포밍이 선택된 경우를 설명한다.

MIMO 다중이 선택되면, 송신 안테나마다 피드백된 CQI 정보에 기초하여, 데이터의 S/P 변환부(104)에 의해 각 송신 안테나에서 송신할 수 있는 데이터량에 배분된다. 계속해서, 각각의 송신 데이터 스트림에 맞추어서, 부호기(105a, 105b)에서 부호화하고, 변조기(106a, 106b)에서 변조를 행한다.

변조기(106a, 106b)의 출력은, 각각 가중치 부여 회로(107a, 107b)에서, 송신 웨이트로서 모두 동일한 값의 고정값으로 가중치 부여가 되어, 데이터 채널이 생성된다. 또한, 송신 안테나수 N으로 전력을 정규화한 값이라면,

의 가중치 부여를 하면 된다.

빔 포밍이 선택되면, 단일의 데이터 스트림에 맞춘 부호기(105c)에서 부호화, 변조기(106c)에서 변조를 행하고, 변조기(106c)의 출력 데이터를 복제기(108)에서 카피하여, 피드백 정보의 채널 행렬 H로부터 구한 ZF 해의 송신 웨이트 Wtx를 각 송신 안테나 ANT1, ANT2에 대응하여 가중치 부여 회로(107a, 107b)에서 가중치 부여하여, 데이터 채널이 생성된다.

계속해서, 데이터 채널은, 병직렬 변환(P/S)부(109a, 109b)에서 다른 채널과 직교 다중된다.

또한, 파일럿 채널 A는 파일럿 생성부(120)에서 송신국 특정의 패턴이 생성되고, 송신 안테나 사이에서 직교하도록 직교화 회로(121)에서 제어한 후에, 변조부(122a, 122b)에서, 수신국에서 기지의 변조를 행하여 생성된다.

한편, 스케줄러 관리 채널 B는, 스케줄러(100)에 의해 지정된 내용을 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에서 정리하고, 수신국에서 기지로 되어 있는 변조를 변조부(123a, 123b)에서 행하여 생성된다. 계속해서, 병직렬 변환(P/S)부(109a, 109b)에서 직교 다중된 채널은, 송신 RF부(124a, 124b)에 의해 반송파 주파수까지 업컨버트되어, 안테나 ANT1, ANT2로부터 방사된다.

여기서, 상기 스케줄러(100)의 구성, MIMO 다중/빔 포밍 선택 및 AMC 설정부(101) 및 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.

도 12는, 스케줄러(100)에의 입력 정보를 설명하는 도면이다. 또한, 도 13은, 스케줄러(100)의 구성예이다.

도 12에서, 임의의 유저 i가, 주파수 영역(3)을 희망한 상태를 나타내고 있다. 그 때, MIMO 다중을 이용할 때의 CQI 정보, 빔 포밍을 이용할 때의 CQI 정보, 스케줄러(100)에서 통지하는 송신 및, 수신 웨이트 정보 Wtx, Wrx, 또한 공통의 정보로서 ACK/NACK, QoS 정보가 운반된다.

또한, 이하에 설명하는 다른 실시예 구성에 의해 명백해진 바와 같이, 웨이트 정보는, 송신 웨이트 정보 Wtx만으로도 가능하다.

또한, QoS 정보는, 음성이나 패킷 등의 송신 신호의 종류, 송신 큐에 데이터가 머물고 있는 양 등으로부터 결정되는 송신 우선도이며, 송신국의 상위 레이어에 의해 관리되고, 그로부터 통지된다.

도 12에 도시한 바와 같이, 다른 유저 j도 동일한 주파수 영역(3)에서, 통신 요구를 내고 있고, 입력 인원수(유저수)가 2인째인 주파수 영역(3)의 사용 희망으로서 정보가 입력되는 상태이다. 이에 대응하여, 스케줄러(100)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 주파수 영역 대응의 복수의 스케줄러 1∼n으로 이루어지고, 각각, 해당 주파수 영역을 희망하는 유저의 QoS 정보 A가 입력되고, 또한, 해당 주파수 영역을 희망하는 유저의 수신국으로부터의 피드백 정보 B가 입력된다.

그리고, 이들 복수 유저로부터 모여진 정보를 기초로 하여, 주파수마다 가장 상응한 유저 선택을 행한다. 이 유저 선택 방법에 대해서는, 멀티 유저 스케줄러의 기지의 방법으로서, 예를 들면, RR(Round Robin)법, (Proportional Fairness)법, Max-CIR법 등, 3GPP 자료, TR25.848에 기재되는 기술을 적용하는 것이 가능하다.

다음으로 주파수 영역(3)에 주목하여, 도 14의 처리 플로우에 따라 설명하면, 우선 수신국으로부터 피드백되는 선택된 유저의 피드백 정보가, 피드백 정보 수신부(110)에서 재생되고, MIMO 다중/빔 포밍 선택 및 AMC 설정부(101)로 보내진다(스텝 S1).

MIMO 다중/빔 포밍 선택 및 AMC 설정부(101)는, MIMO 다중과, 빔 포밍에 필요한 정보를 분별하고(스텝 S2), 분별 후에, MIMO 다중 혹은, 빔 포밍이 선택되어 있는 것을 식별하는 ID를 부가하고(스텝 S3a, 3b), 각각을 선택한 경우의 송신 정보량을 산출한다(스텝 S4a, 4b).

여기서, MIMO 다중에서는, 각각의 안테나로부터 서로 다른 데이터 스트림을 송신하기 위해, 예를 들면, 송신 안테나가 2개이면, 2개의 CQI가 존재한다. 한편, 빔 포밍에서는, 모든 안테나로부터 동일한 데이터 스트림을 웨이트에 의해 위상 변화시켜서 송신하고 있으므로, 1개의 CQI만이 존재하고 있다.

이에 의해, 계산되는 스루풋은, 이하와 같이 구해진다.

MIMO 다중의 경우,

빔 포밍의 경우,

상기 수학식 17에서, i는, 안테나 i를 나타내고 있고, 빔 포밍은 모든 안테나에서 하나의 CQI밖에 갖지 않으므로, 0으로 표기하고 있다. 또한, trans는, CQI로부터 전송 가능 정보량으로 변환하는 것을 의미하고 있다. 이 수학식 17, 18에 의해 구해진 송신 정보량을 비교하여(스텝 S5), 보다 많은 정보량이 운반되는 방법이 선택된다(스텝 S6). 경향으로서, 전파 환경이 좋은 송신국 근방에서는 MIMO 다중이, 전파 환경이 나쁜 셀 끝에서는 빔 포밍이, 선택되게 된다.

계속해서, 선택된 방식의 정보에 의해, MIMO 다중/빔 포밍의 선택과, 그에 대응하는 AMC 명령이 각 모듈에 통지된다(스텝 S7).

동시에, 그 정보는, 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에 통지된다(스텝 S8).그리고, 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에 의해, 도 3에 도시한 스케줄러 관리 채널의 포맷에 부가되어 수신국에 통지된다(스텝 S9).

즉, 스케줄러 관리 채널에서는, 선택된 방식의 ID에 따라, MIMO 다중/빔 포밍 지정을 선택하고, 각각의 방식에 관하여 도 4, 도 5에 도시한 포맷을 이용하여 AMC의 정보를 반영시킨다.

[수신국]

도 11에서, 송신국으로부터 보내져 온 신호는, 수신 RF부(200a, 200b)에서, 베이스 밴드로 다운컨버트되어, S/P 변환부(201a, 201b)에서 직교 다중되어 있던 채널을 분리한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 일례로서 시간 직교 다중되어 있었기 때문에 S/P 변환으로 하고 있지만, 그 밖의 직교 다중에서도 대응이 가능하다.

분리된 파일럿 채널 A를 이용하여 채널 추정부(202)에서 전파로 변동을 구한다.

동시에 복조부(203)에서, 그 밖의 채널의 복조나, 피드백 정보 생성부(220)에서 피드백 정보의 생성이 행해진다.

데이터 채널 C를 복조하기 위해서는 적응 변조의 정보를 알 필요가 있기 때문에, 우선 스케줄러 관리 채널 B를 복조할 필요가 있다. 스케줄러 관리 채널 B의 변조 방식은 수신국에서 기지로 해두므로, 파일럿 채널 A에 의해 추정한 채널 추정값을 이용하여, 복조부(203)에서, MLD 알고리즘 등에 의해 스케줄러 관리 채널 B의 복조가 가능하다.

복조된 스케줄러 관리 채널 B의 정보를 스케줄러 관리 정보 판정부(204)에서 확인하고, 복조 판정부(205)에서, 현재의 프레임에 자국앞의 데이터가 있는지의 여부를 판정하여 복조 판정을 행한다. 이는, 자국앞의 데이터가 없을 때에는 복조 동작을 하지 않고, 수신국의 소비 전력을 억제하는 등과 같은 효과가 얻어지기 때문이다.

다음으로, 자국앞의 데이터가 있는 경우에는, 스케줄러 관리 채널 B의 정보로부터 MAS 선택 회로(206)에서 MAS 선택을 판단하고, MIMO 다중된 것인지 빔 포밍 된 것인지에 따라, 복조 알고리즘을 분리한다.

처음에 MIMO 다중되었을 때의 복조·복호화를 설명하고, 다음으로 빔 포밍의 복조·복호를 설명한다.

MIMO 다중된 신호는, 파일럿 채널 A에 의해 추정한 채널 추정값을 이용하여, 스케줄러 정보로부터 변조 정보를 알고 MLD 알고리즘 등에 의해 복조부(207)에서 복조 처리를 행한다.

복조하면, 송신 안테나마다의 신호가 추출되고, 스케줄러 정보로부터 그 스트림마다의 부호화 정보를 알고, 그에 대응하는 복호를 복호기(208a, 208b)에서 행한다. 이에 의해, 데이터 스트림이 얻어져, 복호기(208a, 208b)의 출력을 P/S 변환기(209)에서 P/S 변환함으로써 원래의 데이터의 배열로 되고, 마지막으로 데이터를 오류없이 송신할 수 있었는지의 판정을 재송 판정 회로(210)에서 행한다.

이 재송 판정 회로(210)에서의 판정에는, 종래에서도 이용되고 있었던 CRC(Cyclic Redundancy Check) 정보 부가 등에 의한 오류 판정이어도 된다. 또한, 여기서는, P/S 변환기(209)에서의 P/S 변환에 의해 데이터의 재배열을 행한 후에 재송 판정을 행하였지만, 후에 설명한 바와 같이, 송신 데이터 스트림마다 재송 판정함으로써도 대응할 수 있다.

한편, 빔 포밍된 신호에 대해서는, 미리 송신국에서 계산된 ZF 해의 수신 안테나 웨이트(211)를 스케줄러 정보 판정부(204)로부터 얻고, 그 가중치 부여함으로써, 안테나 합성부(212)에서 안테나 사이의 신호의 합성과, 복조부(213)에서 채널 보상을 행하고 있다.

그리고, 복조부(213)에서, 스케줄러 관리 정보 판정부(204)로부터의 스케줄러 관리 정보에 의해 변조 정보를 알고, 그 변조 방식에 대응한 디맵핑을 행한다.디맵핑에 의해 복조하면, 스케줄러 관리 정보 판정부(204)로부터 부호화 정보를 취득하고, 복호화부(214)에서 대응하는 복호화를 행한다. 이에 의해, 데이터가 얻어지고, 마지막으로 데이터를 오류없이 송신할 수 있었는지를 재송 판정부(210)에서 행한다.

재송 판정부(210)에서, 재송의 필요가 없다고 판단되면, 데이터는 출력되고, 또한 ACK가 피드백으로서 회신된다. 재송의 필요가 있는 경우에는, NACK가 회신된다. 또한, HARQ(Hybrid Auto Repeat reQuest: Chase Combining이나 Increment Redundancy 기술과 같이, 재송 시에 이전 송신한 신호를 활용하여 수신 정밀도를 높이는 기술) 등의 고기능의 재송 기능이 있는 경우에는, 수신한 신호를 파기하는 것은 아니며, 일시적인 버퍼에 저장하여 다음의 재송 시에 합성하여, 수신 품질을 개선하는 것도 가능하다.

피드백 정보 생성부(220)에서 피드백 정보가 생성된다. 그 때문에, 채널 추정부(202)의 출력으로서, 채널 추정값으로부터 채널 행렬 H(221)와, SINR 계산부(222)에서 송신 안테나마다의 SINR 계산을 행하고, 그것을 CQI 변환부(223)에서, 송신 안테나마다 CQI 변환한 CQI 정보 및, 앞의 ACK/NACK 판정 출력이, 피드백 정보 변환부(215)에서 피드백 정보로 변환되어 ACK/NACK 정보(224)로서 공급된다.

SINR 계산에서, 신호 S의 계산에 대해서는 수학식 13에서 계산된 것을, 노이즈 N에 관해서는 수신 안테나마다 단시간 구간에서의 평균적인 채널 추정값에 대한 순시 채널 추정값의 분산을 구함으로써 계산된다.

마지막으로, 피드백 정보(225)로서 정리된 후에, 변조부(226)에서, 미리 결정된 변조 방식에 의해 변조하고, 한편, 예를 들면 개별 파일럿 채널 생성부(227)로부터의 개별 파일럿을 변조기(228)에서 변조하고, 그 변조 출력을, P/S 변환부(229)에서 시간 직교 다중되고, 송신 RF부(230)에서 반송파 주파수로 업컨버트하여 안테나로부터 방사된다.

도 11에서는, 간단화를 위해, 수신국으로부터 송신국으로 향하는 링크는 단일의 안테나 ANT로부터 송신하는 형태로 도시하고 있지만, 수신국에 설치되어 있는 복수의 안테나를 이용하여 송신하는 것에도 대응 가능하다.

또한, 수신국의 도면에서, 사선을 그어 나타내어져 있는 선은, 정보가 패러렐로 흐르고 있는 것을 의미하고 있다.

[실시예 2]

다음으로, 표 1, 2의 조 2에 대응하는 실시예 2를 설명한다. 도 15 및, 도 16은, 각각 실시예 2에 대응하는 송신국과, 수신국의 구성예이다.

[송신국]

도 15에서, 도 10에 도시한 실시예 1의 송신국에 대한 차이점에만 주목하여 설명한다. 도 15에 도시하는 실시예 2에 대응하는 송신국의 특징은, 수신국으로부터 피드백된, 채널 행렬 H로부터 ZF 해를 구했을 때에, 정보만을 스케줄러(100)에 반영하는 데에 있다.

또한, 송신 웨이트 W_tx만을 통지하는 구성이기 때문에, 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에 의해 통지하는 웨이트도 W_tx로 행하는 점이 실시예 1과 다르다.

[수신국]

송신국의 상기 변경에 대응하여, 수신국의 구성도 서로 다르다. 도 11에 도시하는 실시 형태의 수신국 구성에서는, 빔 포밍을 선택한 경우에, 스케줄러 관리 정보 판정부(204)로부터의 정보에 의해 수신 웨이트 Wrx가 통지되고, 그를 적응함으로써 의사적인 ZF 해(211)에 의해 안테나 합성할 수 있었다.

이에 대해, 도 16에 도시하는 실시예 2에서는, 스케줄러 관리 정보 판정부(204)로부터 송신 웨이트 Wtx가 통지되므로, 채널 추정부(202)에 의해 파일럿 채널 A로부터 얻어지는 채널 추정값과 이 송신 웨이트 Wtx를 이용하여 앞의 수학식 11에서 예시되는 MMSE 해를, MMSE 해 연산부(211a)에서 구한다.

그 수신 웨이트에 의해 안테나 합성하는 구성으로 되어 있다. 조 1의 방법 에 대해 수신국의 계산량이 다소 증가하지만, 피드백 지연에 기인하는 채널 변동 열화, 잡음 강조 등이 없어져, 특성 개선이 도모된다.

[실시예 3]

표 1, 2의 조 3에 대응하는 실시예 3을 설명한다. 도 17 및, 도 18은, 각각 실시예 3에 대응하는 송신국과, 수신국의 구성예이다.

[송신국]

실시예 2에 대해, 실시예 3에서는, 송신국에서, 피드백되는 정보가 채널 행렬 H는 아니고 송신 웨이트(Wtx)(115d)인 점만이 더 서로 다르다. 개선점으로서는, 피드백하는 정보량을 줄일 수 있는 점이다. 또한, 우위점으로서 송신국에서는 계산량을 삭감할 수 있는 것도 들 수 있다.

[수신국]

수신국에서는, 실시예 2의 도 16에 도시하는 수신국의 구성에 대해, 피드백하는 정보에 관하여 채널 행렬 H(221)로부터 수학식 8, 9를 이용하여 구해지는 ZF 해(231)를 산출하고, 그 송신측의 웨이트 Wtx를 피드백하는 점이 서로 다르다. 이는, 수신국에서는 계산량이 증가하게 되지만, 피드백하는 정보량을 줄여, 그 만큼 수신국으로부터 송신국에의 데이터 채널에 할당되는 영역을 만들어 낼 수 있다.

[실시예 4]

표 1, 2의 조 4에 대응하는 실시예 4를 설명한다. 도 19 및, 도 20은, 각각 실시예 4에 대응하는 송신국과, 수신국의 구성예이다.

[송신국]

실시예 4에서의 송신국은, 실시예 3의 도 17에 도시하는 송신국의 구성에 대해, 피드백되는 정보가 송신 웨이트 Wtx는 아니고, 송신 방향(115e)으로 되어 있는 것이다. 개선점으로서는, 피드백하는 정보량을 줄인 점이다. 이 송신 방향(115e)에 관해서는, 수학식 8, 9에 의해 구한 ZF 해의 송신 웨이트의 빔 패턴의 피크값을 이용하지만, 또한 도 9와 같이 양자화를 행함으로써 피드백량을 저감시키는 것이 가능하다. 또한, 피드백 정보로서 송신 방향(115e)을 수취하면, 그 방향으로 가장 전력이 집중하도록 빔 패턴을 생성하는, 적당한 송신 웨이트(Wtx)(115d)를 생성하여 스케줄러(100)에 통지한다.

[수신국]

수신국에서는 실시예 3의 도 18에 도시하는 수신국 구성에 대해, 피드백 정보로서 ZF 해(231)의 송신 웨이트 Wtx를 구한 후에, 그 웨이트가 만드는 빔 패턴의 전력이 집중하는 송신 방향(232)의 피크 값(θ)을 구하고, 그것을 피드백한다.

[실시예 5]

표 1, 2의 조 5에 대응하는 실시예 5를 설명한다. 도 21 및, 도 22는, 각각 실시예 5에 대응하는 송신국과, 수신국의 구성예이다.

[송신국]

이 실시예 5에 대응하는 도 21에 도시하는 송신국은, TDD에 의한 MIMO 다중/빔 포밍 절환을 행하는 예이다. 실시예 1의 도 10의 송신국에 대해 특징은, 수신국으로부터 송신국의 채널 추정값을 채널 추정부(113)에서 구하고, 이 추정값에 기초하여, 송신국과 수신국의 전력차를 전력 보정 회로(117)에서 보정하여, 송신국으 로부터 수신국의 채널 행렬(118)을 생성한다. 계속해서, 생성된 채널 행렬(118)을 이용하여 ZF 해(119)를 구하여 수신국의 수신 웨이트 Wrx를 생성하고 있는 점에 특징을 갖는다.

동일한 주파수 대역을 사용하는 TDD이기 때문에, 송신국으로부터 수신국 링크와 수신국으로부터 수신국 링크의 절환을 페이딩에 충분히 추종하도록 절환해두면, 편측의 전파로 특성을 이용하여 다른 한쪽의 전파로 특성을 추정하는 것이 가능하다. 이에 의해, 송신 빔 포밍을 위해 필요한 피드백 정보량을 제로로 할 수 있다.

[수신국]

수신국에서는 실시예 1의 도 11에 도시하는 수신국의 구성에 대해, CQI, ACK/NACK 정보(224) 이외의 피드백 정보를 필요로 하지 않는다. 단, 채널 행렬 H의 정보를 피드백하는 대신에, 수신국이 갖는 모든 안테나로부터 개별 파일럿 채널 생성부(227)에서 생성되는 개별 파일럿 채널을 직교화하는 직교화부(227a)를 갖고 있다. 직교화된 개별 파일럿 채널은, 수신국이 갖는 모든 안테나(도 22에서는 2개의 안테나)로부터 송신된다.

또한, 피드백 정보에 관해서는 1개의 안테나로부터 송신하여도 되고, 모든 안테나를 이용하여도 되지만, 개별 파일럿은 직교화하여 모든 안테나로부터 송신 할 필요가 있는 점이 서로 다르다.

[실시예 6]

표 1, 2의 조 6에 대응하는 실시예 6을 설명한다. 도 23 및, 도 24는, 각각 실시예 6에 대응하는 송신국과, 수신국의 구성예이다.

[송신국]

특징은, 실시예 5의 도 21에 도시하는 송신국에 대해, 수신국으로부터 송신국에의 개별 파일럿 채널의 채널 추정값으로부터 구한 채널 행렬 H(118)의 ZF 해(119)를 구했을 때에, 송신 웨이트 Wtx 정보만을 멀티 유저 스케줄러(100)에 반영하는 점이다.

또한, 송신 웨이트 Wtx만의 통지이기 때문에, 스케줄러 관리 정보 발생부(102)에서 통지하는 웨이트도 Wtx에서 행한다.

[수신국]

수신국에서는 실시예 5의 도 22에 도시하는 수신국의 구성에 대하여, MAS 선택부(206)에서 빔 포밍이 지정되었을 때에, MMSE 해(216)를 구하는 점이 서로 다르다. 또한, 도 22의 수신국에 대한 특징으로서는, 실시예 2의 도 16에 도시하는 수신국에 대해, 도 11에 도시하는 실시예 1의 수신국에 대한 차별점으로 기술된 내용과 마찬가지이다.

여기서, 상기 각 실시예 1 내지 6에서, MIMO 다중의 송신 데이터 스트림에 관해, 안테나 전부를 맞춘 1회 송신 기회의 블록마다 재송하는 형태로 설명하였다.

그러나, 안테나의 데이터 스트림마다 재송 제어를 행하도록 하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 수신국의 복조부(213) 이후의 구성을 나타내고 있는 도 25에서, 복호화부 이후의 구성이 안테나 각각에 대응하여 필요하다. 피드백 정보 변환부(215a, 215b)에 대응하는 안테나의 번호 정보가 입력된다. 그리고, 다중화 부(217)에서 안테나 전부에 대한 피드백 정보가 다중화되어 출력된다.

상기에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해, MIMO 다중 및 빔 포밍 각각의 기술의 특징을 살리고, 또한, 하나의 공통 파일럿만을 이용하여, 공통 스케줄러 관리 채널을 연구하여 양자를 순시로 절환 제어할 수 있는 구체적 구성이 실현된다.

또한, 상기 실시 형태의 설명에서는, MIMO 다중/빔 포밍을 예로 들었지만, 마찬가지의 연구에 의해 MIMO 다중/부호화 송신 다이버시티/빔 포밍의 절환 등에도 발전 가능하다.

Claims

복수 안테나를 갖는 송신국으로부터 복수의 유저에게 스케줄링하여 송신을 행하는 무선 시스템에서의 송신국으로서,

복수의 유저로부터 피드백되는 그 복수의 유저에서의 정보에서의 파일럿 채널로부터 추정되는 수신 품질의 정보를 취득하고,

상기 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여 복수 안테나에서의 송신 방식 중 MIMO 다중 송신을 행할지, 빔 포밍을 행할지를 결정하고,

상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 부가하여 상기 유저에게 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 송신국.
제1항에 있어서,

상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 부가되는 상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 특정 비트에 의해 구성하고, 상기 특정 비트에 대응하여 상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널의 그 밖의 비트 영역의 내용을 변화시키는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 송신국.
제2항에 있어서,

상기 결정된 송신 방식이 빔 포밍일 때, 그 밖의 비트 영역에 의해 상기 복수의 안테나에 대한 가중치 부여 정보 혹은 수신 복수 안테나의 가중치 부여 정보 를 통지하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 송신국.
무선 시스템에서의 송신국으로서,

복수의 안테나와,

복수의 유저 정보를 기억하는 메모리와,

상기 메모리로부터 출력되는 유저 정보를 적응 변조하는 제1 변조부와,

상기 메모리로부터 출력되는 유저 정보를 시분할 다중하는 시분할 변환부와,

상기 시분할된 출력의 각각에 대해 적응 변조를 행하는 제2 변조부와,

상기 복수의 안테나에 대응하여, 상기 제1 변조부 및 상기 제2 변조부의 출력을 상기 복수의 안테나에 공급하는 복수의 무선 신호 생성부와,

복수의 유저로부터 피드백되는 정보에서의 그 복수의 유저에서의 수신 품질의 정보를 취득하는 수신부와,

상기 수신부에 의해 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여, 상기 복수 안테나에서의 송신 방식 중 MIMO 다중 송신을 행할지, 빔 포밍을 행할지를 결정하는 스케줄러와,

상기 결정된 송신 방식을 식별하는 정보를 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 부가하여 상기 유저에게 송신하는 송신부를 갖고,

상기 스케줄러는, 상기 빔 포밍 송신을 행하는 경우에, 상기 제1 변조부의 출력을 유효로 하고, 상기 MIMO 다중화 송신을 행하는 경우에, 상기 제2 변조부의 출력을 유효로 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 송신국.
복수 안테나를 갖는 송신국으로부터 복수의 수신국에 스케줄링하여 송신을 행하는 무선 시스템으로서,

송신국에서, 복수의 수신국으로부터의 피드백 정보로부터 추정되는 그 복수의 수신국에서의 수신 품질의 정보를 취득하고,

상기 취득된 수신 품질의 정보에 기초하여 복수 안테나에서의 송신 방식 중 MIMO 다중 송신을 행할지, 빔 포밍을 행할지를 결정하고,

상기 결정된 송신 방식을 식별하는 식별 정보를 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 부가하여 송신하고,

상기 복수의 수신국은, 상기 채널에 부가되어 상기 송신국으로부터 송신된 상기 식별 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제5항에 있어서,

상기 송신국과 수신국 사이의 상하 링크 회선을 서로 다른 반송파 주파수로 분할하고,

또한, 상기 수신국은, 수신 파일럿 신호로부터 추정한 채널 행렬과, 상기 복수의 안테나마다 총 잡음에 대한 신호 비율을 상기 피드백 정보로 하여 상기 송신 국에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제6항에 있어서,

상기 송신국은, 상기 수신국으로부터 피드백된 채널 행렬로부터 제로 포밍(ZF) 해를 구하고, 상기 ZF 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx, 혹은 수신 웨이트 Wrx를 상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 반영하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제7항에 있어서,

상기 수신국은, 상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널로부터 얻어지는 송신 웨이트 Wtx를 송신한 경우에, 수신 파일럿으로부터 얻어지는 채널 추정값을 이용하여, 수신 웨이트 Wrx를 구하고,

상기 구해진 수신 웨이트 Wrx에 의해 상기 복수의 안테나에 대하여 신호의 합성을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제5항에 있어서,

상기 송신국과 수신국 사이의 상하 링크 회선을 서로 다른 반송파 주파수로 분할하고,

또한, 상기 수신국은, 수신 파일럿 신호로부터 추정한 채널 행렬로부터 제로 포밍(ZF) 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx와, 빔 포밍의 채널 품질 정보 를 상기 피드백 정보로 하여 상기 송신국에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제5항에 있어서,

상기 송신국과 수신국 사이의 상하 링크 회선을 서로 다른 반송파 주파수로 분할하고,

또한, 상기 수신국은, 수신 파일럿 신호로부터 추정한 채널 행렬로부터 제로 포밍(ZF) 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx와, 또한 상기 얻어진 송신 웨이트 Wtx가 만드는 빔 패턴의 전력 집중 방향의 피크로부터 송신 방향을 구하고, 상기 구해진 송신 방향의 정보를 상기 피드백 정보로 하여 상기 송신국에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제10항에 있어서,

상기 송신국은, 상기 수신국으로부터 피드백된 송신 방향으로 전력이 집중하도록 빔 패턴을 생성하고, 상기 빔 패턴에 대응하는 송신 웨이트 Wtx를 상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 반영하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제5항에 있어서,

상기 송신국과 수신국 사이의 상하 링크 회선을 동일한 반송파 주파수로 시분할하고,

상기 송신국은, 상기 수신국으로부터 송신국에의 채널 추정값에 대해, 송신국과 수신국의 전력차를 보정함으로써 채널 행렬을 구하고, 구해진 채널 행렬에 의해 ZF 해를 산출하여 얻어지는 수신 웨이트 Wrx를 상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 반영하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
제12항에 있어서,

상기 송신국에서 ZF 해를 산출하고, 얻어지는 송신 웨이트 Wtx를 상기 제어 정보의 송신에 이용하는 채널에 반영하는 경우에, 상기 수신국은 수신 파일럿으로부터 얻어지는 채널 추정값을 이용하여 수신 웨이트 Wrx를 구하고,

상기 구해진 수신 웨이트 Wrx에 의해 상기 복수의 안테나에 대하여 신호의 합성을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
복수 안테나를 갖는 송신국으로부터 수신국에 스케줄링하여 송신을 행하는 무선 시스템에서의 무선 통신 방법으로서,

상기 송신국은,

수신국으로부터의 피드백 정보로부터 그 수신국에서의 수신 품질의 정보를 취득하고,

상기 수신 품질의 정보에 기초하여, 복수 안테나에서의 송신 방식 중 MIM0 다중 송신을 행할지, 빔 포밍을 행할지를 결정하고,

상기 결정된 송신 방식을 식별하는 식별 정보를 스케줄링에 관한 제어 정보의 전달에 이용되는 채널에 부가하여 송신하고,

상기 수신국은,

상기 채널에 부가되어 상기 송신국으로부터 송신된 상기 식별 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.