KR101072454B1 - 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법 및 이를 지원하는 송수신 장치 - Google Patents

폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법 및 이를 지원하는 송수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에 관한 것으로서, 특히 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송을 위한 방법 및 이를 위한 송수신 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 폐루프 방식을 지원하며, 복수의 송신 안테나를 가지는 송신부와 복수의 수신 안테나를 가지는 수신부가 소정의 코드북을 기반으로 통신하는 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법에 있어서, 수신부가 백홀 링크 및 액세스 링크에서 송신부로부터 수신되는 신호를 통해 채널상태 정보를 인식하여 무선 채널 환경을 확인하고 코드북 인덱스를 결정한 후, 이에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 송신부로 전송하는 단계; 및 상기 송신부가 상기 수신부로부터 피드백 정보를 수신하고, 그 수신된 피드백 정보를 이용하여 상기 확인된 무선 채널 환경의 코드북 인덱스를 이용하여 데이터를 상기 수신부로 전송하는 단계를 포함하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법 및 이를 지원하는 송수신 장치를 제공한다.
Figure R1020090084638
폐루프, 다중 안테나, 선부호, 무선 채널 환경, MIMO, 송신부, 수신부

Description

폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법 및 이를 지원하는 송수신 장치{METHOD FOR PRECODING TRANSMITTING IN A MULTI ANTENNA SYSTEM OF CLOSED LOOP SCHEME AND THEREOF TRANSCEIVER}
본 발명은 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에 관한 것으로서, 특히 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송을 위한 방법 및 이를 위한 송수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 중계기 시스템은 초기 이동통신 시스템이 상용화될 때부터 고려된 기술로서, 사용자가 셀끝에 있거나 높은 건물 또는 산에 의해 통화 음영 지역이 발생하여 본래의 성능을 보장할 수 없을 경우 셀 영역(cell coverage) 확장을 위한 목적으로 사용된다.
특히 중계채널을 이용한 협동 통신은 1979년 T. M. Cover 등에 의해 중계채널의 정보 이론적 특성이 발표되면서 과거의 셀 영역 확장이라는 단순한 중계기의 역할에서 셀 용량 증대를 위한 주요 기술로 인식되고 있다.
최근에는 협동 통신에 다중 안테나 기술을 응용한 협동 중계 다이버시티 기법들이 제안되면서 이를 바탕으로 LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템의 중계기 기법에 관한 논의가 활발히 이루어지고 있다. 특히 기지국과 중계기 시스템간의 전송을 위한 상향 링크(up link) 및 하향 링크(down link)를 백홀 링크라 하며, 중계기 시스템과 사용자 단말기간의 전송을 위한 상향 링크 및 하향 링크를 액세스 링크로 서로 구분짓고 있으며, 각 링크 별 전송기법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
각각의 링크에서는 폐루프 선부호화 전송기법을 이용한 다이버시티 이득을 얻을 수 있는데, 이를 위해서 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 기초로 하여 생성된 피드백 정보를 송신단으로 정확하게 전송해야 한다. 각각의 링크에서 정확한 채널 상태정보를 전송하기 위해서는 피드백을 위한 상향 링크 및 하향 링크 내의 대역폭이 커지게 되는 문제점이 발생한다.
특정 크기의 인덱스 벡터로 이루어진 코드북이 송/수신단에 각각 구성되어 있다면, 채널 상태정보와 유사한 코드북 인덱스를 전송함으로써, 대역폭은 감소하고 전체 채널 상태정보를 전송하였을 경우와 유사한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
지금까지 대부분의 코드북은 직진파가 없는 레일레이 채널 환경을 기반으로 하여 설계되었으며 기지국, 중계기 및 사용자 단말기간의 무선 채널환경이 동일하다고 가정한 상태에서 그 성능을 측정 및 분석하였다. 이때, 중계기와 기지국간의 백홀 링크에서는 전력 세기가 강할 뿐만 아니라 전력의 제한이 없기 때문에 송신 신호의 세기가 액세스 링크에 비해 상대적으로 증가하여 이때의 무선 채널환경은 일반적으로 레일레이 채널 환경이 아닌 직진파가 고려된 라이시안 채널 환경이 고려될 확률이 훨씬 높다.
그러나, 종래에 설계된 코드북은 레일레이 채널 환경을 기반으로 하므로, 라이시안 채널 환경의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 셀 서비스 영역 확장 및 셀 용량 증대에 있어 서로 다른 무선 채널 환경을 갖는 경우의 링크 구간에서 각 무선 채널 환경을 고려하여 최적의 선부호화를 할 수 있도록 한 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법 및 이를 지원하는 송수신 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법은, 폐루프 방식을 지원하며, 복수의 송신 안테나를 가지는 송신부와 복수의 수신 안테나를 가지는 수신부가 소정의 코드북을 기반으로 통신하는 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법에 있어서, 수신부가 백홀 링크 및 액세스 링크에서 송신부로부터 수신되는 신호를 통해 채널상태 정보를 인식하여 무선 채널 환경을 확인하고 코드북 인덱스를 결정한 후, 이에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 송신부로 전송하는 단계; 및 상기 송신부가 상기 수신부로부터 피드백 정보를 수신하고, 그 수신된 피드백 정보를 이용하여 상기 확인된 무선 채널 환경의 코드북 인덱스를 이용하여 데이터를 상기 수신부로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 피드백 정보는, 제1, 제2 무선 채널 환경 중 어느 하나의 무선 채널 환경을 나타내는 무선 채널환경 정보와, 무선 채널 환경에 대응하는 코드북의 코드북 인덱스로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무선 채널 환경은, 직진파를 갖는 라이시안 무선 채널 환경과, 직진파를 갖지 않는 레일레이 무선 채널 환경 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 송신부로 전송하는 단계는, 직진파 세기와 비직진파 세기의 비율에 따라 무선 채널 환경을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무선 채널 환경은, 아래의 수학식 1에 의해 무선 채널 환경을 확인하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 1)
Figure 112009055307216-pat00001
여기서, K는 '0' 또는 '∞'을 갖으며, 이에 따라 무선 채널 환경이 결정되고, H는 채널 벡터를 의미한다. HLOS는 직진파를 갖는 무선 채널 벡터, HNLOS는 직진파를 갖지 않는 무선 채널 벡터를 의미한다.
본 발명의 다른 면에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템의 송수신 장치는, 폐루프 방식을 지원하며, 복수의 송신 안테나와 복수의 수신 안테나를 가지는 수신부가 소정의 코드북을 기반으로 통신하는 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송을 위한 장치에 있어서, 백홀 링크 및 액세스 링크에서 레퍼런스 신호를 전송하고, 그 레퍼런스 신호에 따른 피드백 정보를 수신하며, 상기 피드백 정보를 이용하여 특정 무선 채널 환경의 코드북 인덱스를 이용하여 데이터를 전송하는 송신부; 및 상기 레퍼런스 신호를 수신하여 인식되는 채널상태 정보에 의해 상기 특정 무선 채널 환경을 확인하여 그에 해당하는 코드북의 상기 코드북 인덱스를 결정한 후, 이에 대한 정보를 포함하는 상기 피드백 정보를 상기 송신부로 전송하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 송신부는, 상기 피드백 정보에 의해 무선 채널 환경을 인식하며, 상기 인식된 무선 채널 환경에 대응하는 코드북 인덱스의 코드북을 선택하는 코드북 선택기; 및 상기 코드북 선택기에 의해 선택된 코드북의 가중치 벡터와 데이터를 곱하여 선부호화하는 선부호화기를 포함하되, 상기 무선 채널 환경에 대응하는 개수의 코드북을 상기 수신부와 동일하게 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 백홀 링크 및 액세스 링크에서 코드북 선택기를 통해 레일레이 무선 채널 환경 및 직진파를 갖고 있는 라이시안 무선 채널 환경 중 코드북 인덱스에 대응되는 어느 하나의 최적화된 무선 채널 환경의 코드북을 선택하여 선부호화할 수 있도록 함으로써, 심벌 에러 확률을 감소시키고 전송 용량을 증가시켜 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
하기의 설명에서 본 발명의 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법 및 이를 지원하는 송수신 장치의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
후술 될 본 발명의 실시 예를 위한 구체적인 내용에서는 폐루프 방식을 지원하는 다중 안테나 시스템에서 수신부가 피드백 정보를 송신부에게 전달하는 일반적인 과정에 관해 살펴볼 것이다. 그리고 폐루프 방식을 지원하는 다중 안테나 시스템에서 무선 채널 환경에 대응하여 미리 구성된 코드북중 무선 채널환경을 고려한 채널 정보와 함께 코드북 인덱스를 피드백 하는 방안 및 이에 따른 송수신 장치의 구체적인 동작에 대해서 살펴보도록 한다.
먼저 폐루프 방식을 지원하는 다중 안테나 시스템에서 수신부가 피드백 정보를 송신부에게 전달하는 일반적인 방안에 관해 설명한다.
원천 정보 신호
Figure 112009055307216-pat00002
가
Figure 112009055307216-pat00003
번째 (
Figure 112009055307216-pat00004
) 송신 안테나의 가중치
Figure 112009055307216-pat00005
과의 곱을 통해 전송될 때,
Figure 112009055307216-pat00006
번째 (
Figure 112009055307216-pat00007
) 수신 안테나에서의 출력
Figure 112009055307216-pat00008
은 하기 <수학식 1>로 표현할 수 있다.
Figure 112009055307216-pat00009
여기서
Figure 112009055307216-pat00010
은 무기억성 페이딩 채널로서
Figure 112009055307216-pat00011
의 분포를 가진다. 이때,
Figure 112009055307216-pat00012
은 복소 정규 분포를 의미하며,
Figure 112009055307216-pat00013
은
Figure 112009055307216-pat00014
번째 수신 안테나에서의
Figure 112009055307216-pat00015
의 분포를 가지는 잡음이다. 만약
Figure 112009055307216-pat00016
,
Figure 112009055307216-pat00017
일 때,
Figure 112009055307216-pat00018
은 hj,i에 독립이며, nm 또한 nj와 독립이다.
상기의 채널은 몇몇 심벌 전송에 있어 채널 특성이 일정하다고 가정한다. 수신부는
Figure 112011014582916-pat00019
번째 수신 안테나에 의해 수신된 신호
Figure 112011014582916-pat00020
에 수신측 가중치 값인
Figure 112011014582916-pat00021
(
Figure 112011014582916-pat00022
은 복소수 값으로 *은 공액(conjugation)을 의미)을 곱한다. 이러한 과정을 모든 수신 안테나
Figure 112011014582916-pat00023
에 적용하고, 각 수신 안테나
Figure 112011014582916-pat00024
의 적용에 의해 출력되는 수신신호들을 결합하면 복조된 신호
Figure 112011014582916-pat00025
을 생성할 수 있다. 이러한 시스템 모델을 매트릭스 형태로 나타내면 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure 112009055307216-pat00026
이때,
Figure 112009055307216-pat00027
,
Figure 112009055307216-pat00028
,
Figure 112009055307216-pat00029
그리고
Figure 112009055307216-pat00030
는
Figure 112009055307216-pat00031
크기를 갖는 페이딩 채널로써
Figure 112009055307216-pat00032
은
Figure 112009055307216-pat00033
의
Figure 112009055307216-pat00034
번째 요소이다.
또한
Figure 112009055307216-pat00035
와
Figure 112009055307216-pat00036
는 각각 송신 및 수신 다이버시티에서의 가중치 벡터를 나타내는데, 최적의 성능을 위해 수신 신호 대 잡음비를 최대화하는 채널의 함수로써 정의된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자를 지원하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템을 보인 예시도이다. 도 1에서는 하나의 송신부(110)와 복수의 수신부(120-1, 120-N)로 구성된다. 송신부(110)는 기지국이라 가정할 수 있으며, 복수의 수신부(120-1, 120-N)는 이동 단말이라 가정할 수 있다. 하기의 설명에서는 하나의 수신부(120-1)를 기준으로 한다. 하기의 설명은 나머지 수신부에 대해서도 동일하게 적용되는 것으로 간주한다.
도 1을 참조하면, 수신부(120-1)는 수신신호를 입력으로 하여 채널 추정을 수행한다. 채널 추정에 의해 각 데이터 스트림에 대응한 채널 상태 정보 (Channel State Information; CSI) 를 획득한다. CSI 정보는 CSI 값 (value)으로 표현될 수 있다. 이하 설명에서는 편의를 위해 CSI 정보로 통칭하여 사용한다. 그리고 데이터 스트림은 송신측에서의 프리 코더 사용 여부에 따라 달리 정의될 수 있다.
그리고 수신부(120-1)는 각 데이터 스트림에 대응한 채널 상태 정보를 기초로 하여 피드백 정보를 생성한다. 피드백 정보의 생성 방법은 신호 검출 기법, 송신측에서의 프리 코더 사용 여부 등을 고려하여 결정할 수 있다. 수신부(120-1)는 생성한 피드백 정보를 전송한다.
송신부(110)는 모든 수신부(120-1, 120-N)로부터 피드백 정보를 수신한다. 송신부(110)는 피드백 정보에 의해 적어도 하나의 사용자 (즉, 수신부)를 선택한다. 여기서 선택되는 사용자의 수는 동작 모드에 의해 결정될 수 있다. 동작 모드는 단일 사용자 모드 (single-user mode)와 다중 사용자 모드 (multi-user mode)로 구성된다. 단일 사용자 모드에서는 하나의 사용자가 선택되며, 다중 사용자 모드에서는 복수의 사용자들이 선택된다. 동작 모드는 피드백 정보를 기반으로 하여 결정한다.
그리고 송신부(110)는 피드백 정보에 의해 변조 및 부호화 선택 레벨 (Modulation & Coding Selection Level; MCS 레벨)을 결정한다. MCS 레벨을 결정할 시, 수신측의 신호 검출 기법, 동작 모드 및 선택된 사용자를 지원하는 데이터 스트림의 수 등을 추가로 고려할 수 있다.
송신부(110)는 결정된 MCS 레벨에 의해 부호화 및 변조 방식을 지정하고, 지정된 부호화 및 변조 방식을 사용하여 선택된 적어도 하나의 사용자에 대응한 데이터 스트림을 전송한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 하면, 송신부(110)는 각 수신부(120-1, 120-N)로부터 제공되는 피드백 정보에 의해 동작 모드를 결정한다. 즉 송신부(110)는 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드를 선택적으로 사용할 수 있다.
이를 위해 수신부(120-1)는 적어도 하나의 수신 안테나 (Ant_rx #1, Ant_rx #2, …, Ant_rx #Nr), 채널 추정부(122-1) 및 피드백 정보 생성부(124-1)로 구성된다. 그리고 송신부(110)는 복수의 송신 안테나 (Ant_tx #1, Ant_tx #2, …, Ant_tx #Nt), 피드백 정보 처리부(114) 및 신호 송신부(112)로 구성된다.
수신부(120-1)를 살펴보면, 적어도 하나의 수신 안테나 (Ant_rx #1, Ant_rx #2, …, Ant_rx #Nr)로부터 수신된 신호는 채널 추정부(122-1)로 입력된다.
채널 추정부(122-1)는 미리 설정된 신호 검출 기법에 의해 수신신호로부터 데이터 스트림 각각에 대응한 채널 특성을 추정한다. 신호 검출 기법으로는 선형 검출 기법과 비선형 검출 기법이 존재한다. 선형 검출 기법의 대표적인 예로 LMMSE 기법이 있으며, 비선형 검출 기법의 대표적인 예로 SIC 기법이 있다. 채널 추정부(122-1)에서의 신호 검출 기법은 사전이 지정된다. 하지만 듀얼 모드를 지원하는 경우라면, 채널 추정부(122-1)에서 채널 상황 등을 고려하여 최적의 신호 검출 기법을 선택적으로 사용할 수 있다.
채널 추정부(122-1)에 의해 추정된 수신신호의 채널 특성 행렬은 피드백 정보 생성부(124-1)로 제공된다.
피드백 정보 생성부(124-1)는 채널 추정부(122-1)로부터 제공된 채널 특성 행렬에 의해 피드백 정보를 생성한다. 피드백 정보 생성부(124-1)는 피드백 정보를 생성할 시, 상기 채널 추정부(122-1)에서 사용된 신호 검출 기법을 고려한다.
한편 피드백 정보 생성부(124-1)는 송신부(110)에서 사용자로 제공되는 데이터 스트림의 수와 프리 코더(코드북)의 사용 여부 등을 추가로 고려하여 피드백 정보를 생성할 수 있다. 만약 송신부(110)에서 프리 코더를 사용한다면, 피드백 정보에 프리 코더 인덱스 (Precoder_index)가 추가된다. 프리 코더 인덱스(Precoder_index)는 코드북(codebook) 내에서 최대 단일 사용자 성능을 얻을 수 있는 프리 코딩 행렬을 지정하는 인덱스이다.
수신부(120-1)는 피드백 정보 생성부(124-1)에 의해 생성된 피드백 정보를 송신부(110)로 전송한다. 수신부(120-1)에 의해 피드백 정보의 전송은 바람직하게 주기적으로 전송된다. 하지만 전송 시점을 결정하는 요소들이 송신부(110)와 수신부(120-1) 간에 사전에 약속된다면, 피드백 정보를 비주기적으로 전송하는 것이 가능하다.
송신부(110)를 살펴보면, 모든 수신부들(120-1, 120-N)로부터 수신되는 피드백 정보는 피드백 정보 처리부(114)로 제공된다. 피드백 정보 처리부(114)는 각 수신부로부터 수신된 피드백 정보를 기반으로 하여 적어도 하나의 사용자를 선택하다. 그리고 선택된 적어도 하나의 사용자의 데이터 스트림을 전송하기 위한 부호화 기법과 MCS 레벨을 결정한다.
피드백 정보 처리부(114)는 적어도 하나의 사용자를 선택하기 위해서는 송신부의 동작 모드를 고려한다. 따라서 피드백 정보 처리부(110)는 사용자를 선택하기에 앞서 동작 모드를 결정한다. 앞에서도 밝힌 바와 같이 동작 모드는 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드로 구분된다. 여기서 피드백 정보 처리부(114)는 최적의 코드북 인덱스를 하기 <수학식 3>을 이용하여 선택한다.
Figure 112009055307216-pat00037
여기서
Figure 112009055307216-pat00038
는 코드북의 인덱스이며,
Figure 112009055307216-pat00039
은 1-norm을 의미한다.
통상적으로 송/수신단에서는 생성 효율성 및 저장 메모리에 최적화 되어 있는 적절한 크기의 코드북을 선택함으로써 피드백이 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서의 송수신 장치를 보인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서의 송수신장치는 기지국(10)과, 중계기(20)와, 사용자 단말기(30)를 포함하여 구성된다.
우선 기지국(10), 중계기(20) 및 사용자 단말기(30)는 공통적으로 코드북 선택기(11, 21, 31) 및 선부호화기(13, 23, 33)를 포함하며, 사용자 단말기(30)-->중계기(20)-->기지국(10) 순서의 상향 링크 코드북 인덱스 피드백 경로와, 이와 반대로 기지국(10)-->중계기(20)->사용자 단말기(30) 순서의 하향 링크 코드북 인덱스 피드백 경로를 갖는다. 이때, LTE 시스템까지의 표준화 문서에서는 코드북 사용을 하향 링크에만 국한하였지만, LTE-A 시스템에서는 사용자 단말기에서의 송신 안테나 수를 기존의 1 개에서 2∼4개 까지의 증가를 고려하고 있어 코드북을 상향 링크와 하향 링크 모두 사용하고자 한다. 이러한 이유로 상기의 상향 링크 코드북 인덱스 피드백 경로는 LTE-A 시스템에서 사용된다.
코드북 선택기(11, 21, 31)는 특정 무선 채널 환경을 고려하여 백홀 링크와 액세스 링크에서 추정된 각각 레일레이 및 라이시안 무선 채널 환경을 구분하여 최적의 코드북을 선택한다.
선부호화기(13, 23, 33)는 선택된 코드북에서 전술한 <수학식 3>을 만족하는 최적의 코드북 인덱스에 해당하는 인자로 선부호화한다.
송신부 및 수신부에 해당하는 기지국(10), 중계기(20) 및 사용자 단말기(30)는 동일한 코드북을 갖고 있어, 송신부가 레퍼런스 신호를 수신부로 전송하면, 수신부는 레퍼런스 신호로부터 채널상태 정보를 인식하여 무선 채널 환경을 확인하고, 코드북 인덱스를 결정한다. 여기서 무선 채널 환경의 확인은 하기의 <수학식 4>에 의해 가능하다.
Figure 112009055307216-pat00040
여기서, K는 '0' 또는 '∞'을 갖으며, 이에 따라 무선 채널 환경이 결정되고, H는 채널 벡터를 의미한다. HLOS는 직진파를 갖는 무선 채널 벡터, HNLOS는 직진 파를 갖지 않는 무선 채널 벡터를 의미한다.
이후, 수신부는 코드북 인덱스와 함께 채널 정보를 피드백 정보로 전송한다. 여기서 피드백 정보는 레일레이 무선 채널 환경과 라이시안 무선 채널 환경 중 어느 하나의 무선 채널 환경을 나타내는 무선 채널 환경 정보와, 무선 채널 환경에 대응하는 코드북의 코드북 인덱스를 포함하여 이루어진다.
예컨대, 직진파가 있는 라이시안 무선 채널환경의 경우에는 WCH를 '0'으로 정의하며, 직진파가 없는 레일레이 무선 채널환경의 경우에는 WCH를 '1'로 정의하여 피드백 정보로 전송한다.
그러면, 현재 채널 상황인 WCH가 결정되면, 결정된 무선 채널 환경에서 적합한 최적의 코드북에서 전술한 <수학식 3>에 의해 선택된 최적 인덱스인 WINDEX가 선택되어 피드백을 위한 코드북의 구성이 완료된다.
수신부는 전술한 과정에 의해 구성이 완료된 피드백 정보를 폐회로 특성상 송신부로 피드백이 이루어진다. 송신부에서는 피드백에 의해 전송된 코드북 정보가 선부호화기(13, 23, 33)로 전송되는데, 송신부는 생성 효율성 및 저장 메모리에 최적화되어 있는 코드북을 수신부와 동일하게 가지고 있기 때문에 피드백된 현재 채널 상황에 적합한 최적의 코드북 인덱스에 해당하는 양자화된 채널 정보를 이용하여 선부호화 과정을 거친후 MIMO 채널로 신호를 전송하게 된다.
이에 따라 백홀 링크와 액세스 링크에서 각각의 무선 채널 환경에 적합한 최적의 코드북을 적절히 운용함으로써, 심벌 에러 확률을 감소시키고 전송 용량 증가 등의 전체적인 시스템 성능이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법을 보인 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 수신부가 백홀 링크 및 액세스 링크에서 송신부로부터 수신되는 레퍼런스 신호를 수신한다(S301).
수신부는 수신된 레퍼런스 신호를 통해 채널상태 정보를 인식하고, 무선 채널 환경을 확인한다(S303).
이와 함께 수신부는 채널 상태 정보를 이용하여 가중치 벡터를 도출해서 코드북의 가중치 벡터와 비교하여 근사한 코드북 인덱스를 결정한다(S305).
그래서 수신부는 코드북 인덱스와 함께 무선 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 송신부로 전송한다(S307).
그러면, 송신부는 수신부로부터 피드백 정보를 수신한다(S309).
이후 송신부는 수신된 피드백 정보를 통해 수신부에 의해 확인된 무선 채널 환경과 코드북 인덱스를 인식하고, 인식된 무선 채널 환경에 대응하는 코드북 인덱스를 이용하여 데이터를 수신부로 전송한다(S311).
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자를 지원하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서의 송수신 장치를 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법을 보인 흐름도.

Claims (7)

  1. 폐루프 방식을 지원하며, 복수의 송신 안테나를 가지는 송신부와 복수의 수신 안테나를 가지는 수신부가 소정의 코드북을 기반으로 통신하는 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법에 있어서,
    수신부가 백홀 링크 및 액세스 링크에서 송신부로부터 수신되는 신호를 통해 채널상태 정보를 인식하여 무선 채널 환경을 확인하고 코드북 인덱스를 결정한후, 이에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 송신부로 전송하는 단계; 및
    상기 송신부가 상기 수신부로부터 피드백 정보를 수신하고, 그 수신된 피드백 정보를 이용하여 상기 확인된 무선 채널 환경의 코드북 인덱스를 이용하여 데이터를 상기 수신부로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 무선 채널 환경은, 직진파를 갖는 라이시안 무선 채널 환경과, 직진파를 갖지 않는 레일레이 무선 채널 환경 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
    상기 라이시안 무선 채널 환경과 레일레이 무선 채널 환경 중 어느 하나의 무선 채널 환경을 나타내는 무선 채널환경 정보와, 무선 채널 환경에 대응하는 코드북의 코드북 인덱스로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송 방법.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 송신부로 전송하는 단계는,
    직진파 세기와 비직진파 세기의 비율에 따라 무선 채널 환경을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 무선 채널 환경은,
    아래의 수학식 1에 의해 무선 채널 환경을 확인하는 것을 특징으로 하는 폐루프 방식의 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송방법.
    (수학식 1)
    Figure 112009055307216-pat00041
    여기서, K는 '0' 또는 '∞'을 갖으며, 이에 따라 무선 채널 환경이 결정되 고, H는 채널 벡터를 의미하며, H LOS 는 직진파를 갖는 무선 채널 벡터, H NLOS 는 직진파를 갖지 않는 무선 채널 벡터를 의미함.
  6. 다중 안테나 시스템에서 선부호 전송을 위한 장치에 있어서,
    백홀 링크 및 액세스 링크에서 레퍼런스 신호를 전송하고, 그 레퍼런스 신호에 따른 피드백 정보를 수신하며, 상기 피드백 정보를 이용하여 특정 무선 채널 환경의 코드북 인덱스를 이용하여 데이터를 전송하는 송신부; 및
    상기 레퍼런스 신호를 수신하여 인식되는 채널상태 정보에 의해 상기 특정 무선 채널 환경을 확인하여 그에 해당하는 코드북의 상기 코드북 인덱스를 결정한 후, 이에 대한 정보를 포함하는 상기 피드백 정보를 상기 송신부로 전송하는 수신부를 포함하되,
    상기 무선 채널 환경은, 직진파를 갖는 라이시안 무선 채널 환경과, 직진파를 갖지 않는 레일레이 무선 채널 환경 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 송수신 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 송신부는,
    상기 피드백 정보에 의해 무선 채널 환경을 인식하며, 상기 인식된 무선 채널 환경에 대응하는 코드북 인덱스의 코드북을 선택하는 코드북 선택기; 및
    상기 코드북 선택기에 의해 선택된 코드북의 가중치 벡터와 데이터를 곱하여 선부호화하는 선부호화기를 포함하되,
    상기 무선 채널 환경에 대응하는 개수의 코드북을 상기 수신부와 동일하게 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 송수신 장치.
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