KR101334053B1 - 프리코딩 방법 및 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 이용자 매크로-다이버시트 송신 시스템을 제공한다. 상기 방법은: 다중 이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 이동국을 대하여, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더를 획득하는 단계; 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널들에 기초하여 QR 분해를 실행함으로써 제 2 서브-프리코더를 획득하는 단계; 제 1 서브-프리코더 및 제 2 서브-프리코더를 결합함으로써 이동국에 대한 최종 프리-코더를 획득하는 단계; 및 최종 프리코더로 이동국의 데이터에 대하여 프리-코딩을 실행하는 단계를 포함한다. 본 발명은 대응하는 기지국 및 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템을 추가로 제공한다. 본 발명의 기술적인 해법을 통해, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템은 더 많은 매크로-다이버시티 이득을 달성함으로써 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

프리코딩 방법 및 디바이스{PRECODING METHOD AND DEVICE}
본 발명은 프리-코딩(pre-coding) 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중-이용자 매크로-다이버시티(macro-diversity) 송신 시스템에서의 프리-코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서, 복수의 기지국들은 동일한 이동국에 대해 다중-입력 다중-출력(multi-input multi-output: MIMO) 송신을 실행한다. 각각의 기지국은 적응 프리-코딩을 독자적으로 실행한다. 복수의 기지국들은 동일한 정보를 이동국에 송신한다. 즉, 기지국에 대한 데이터 서비스들은 모든 조정 관련 기지국들에서 복제된다.
복수의 기지국들이 복수의 상이한 셀들에 있는 다중 이용자들에 대해 상술한 다중-입력 다중-출력 송신을 실행하면, 조정된 프리-코딩을 실행할 필요가 있다. 도 1은 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 조정 프리-코딩(coordinated pre-coding)의 예이다. 조정 프리-코딩 프로세스 동안, 기지국(1) 및 기지국(2)은 이동국(1) 및 이동국(2)과 같은 복수의 이동국들에 대해 단일-기지국 다중-이용자 적응형 프리-코딩을 독자적으로 실행하고, 여기서 각각의 이동국은 스트림(stream)을 가진다. 예를 들면, 기지국(1)은 코어 네트워크(core network)로부터, 이동국(1)에 대한 데이터(x1, x2, x3...), 이동국(2)에 대한 데이터(y1, y2, y3,...)를 복제하고, 상기 데이터에 대한 다중-입력 및 다중-출력 코딩 및 프리-코딩을 각각 실행하고, 대응하는 데이터 스트림을 복수의 송신 안테나들을 통해 이동국(1) 및 이동국(2)에 각각 송신한다. 마찬가지로, 기지국(2)은 기지국(1)과 유사한 동작을 실행하고 프리-코딩된 데이터 스트림을 이동국(1) 및 이동국(2)에 각각 송신한다.
성능에 관한 한, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 다중-이용자 프리-코딩의 최선의 기존 해법은 소위 "더티 페이퍼 코딩(dirty paper coding)"이며, 이 해법은 다중-이용자 합성 채널(composite channel)(즉, 소위 전역 채널)에 기초한다. 그러나, 더티 페이터 코딩은 매우 복잡하므로 구현이 오히려 어렵다.
구현 실현 가능성에 관한 한, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 최선의 기존 해법은 로컬 블록 진단 프리-코딩(local Block Diagonization pre-coding)이고, 여기서 프리-코딩은 다중-이용자 채널에 대한 특이 값 분해(singular value decomposition)를 실행함으로써 구현된다. 그러나, 이 해법에는 이용자가 충분한 매크로-다이버시티 이득을 얻는 것이 어렵다는 결점이 있다.
따라서, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서 채택되는 기존의 프리-코딩 방법들에는 어떤 한계가 있다. 그러므로, 잠재적인 매크로-다이버시티 이득을 추가로 이용하면서도 이용자가 다중-이용자 합성 채널에서 자기 자신의 데이터 스트림을 정확하게 수신하는 것을 보장할 수 있는 새로운 프리-코딩 해법이 바람직하다.
본 발명의 목적은 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신을 위한 향상된 프리-코딩 해법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 프리-코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은: 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 이동국에 대해, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더를 획득하는 단계; 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널들에 기초하여 QR 분해를 실행함으로써 제 2 서브-프리코더를 획득하는 단계; 제 1 서브-프리코더 및 제 2 서브-프리코더를 결합함으로써 이동국에 대한 최종 프리-코더를 획득하는 단계; 및 최종 프리코더에 의해 이동국의 데이터에 대한 프리-코딩을 실행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 각각의 이용자들의 데이터에 대해 프리-코딩을 실행하기 위한 프리-코딩 모듈을 포함한다. 상기 프리-코딩 모듈은: 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 이동국에 대해, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더를 획득하도록 구성된 제 1 서브-프리코딩 수단; 및 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널들에 기초하여 QR 분해를 실행함으로써 제 2 서브-프리코더를 획득하도록 구성된 제 2 서브-프리코딩 수단을 포함한다. 상기 프리-코딩 모듈은 이동국에 대한 최종 프리-코더를 획득하기 위해 제 1 서브-프리코더 및 제 2 서브-프리코더를 결합하고, 최종 프리코더에 의해 이동국의 데이터에 대한 프리-코딩을 실행한다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템이 제공된다. 상기 시스템은: 복수의 이동국들 및 본 발명에 따른 복수의 기지국들을 포함하고, 여기서 매크로-디어버시티 데이터 송신은 복수의 이동국들 및 복수의 기지국들 사이에서 실행된다.
본 발명의 기술 해법은 특정한 이동국에 대한 복수의 매크로-다이버시티 데이터 송신이 실질적으로 방향이 동일하도록 인에이블(enable)함으로써, 특정한 이동국에서, 특히 각각의 이용자가 복수의 데이터 스트림들을 가지는 경우, 동일한 방향으로의 결합을 통해 향상된 매크로-디어버시티 이득이 달성될 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명에 따르면, 심지어 수반된 복수의 기지국들 사이에 추가 협력 조정이 실행되지 않을 경우라도, 또한 향상된 매크로-다이버시티 이득이 달성될 수 있다. 그러므로, 모든 기지국들이 본 발명에 따라 프리-코딩 해법을 실행하는 것이 인에이블되는 한, 시그널링 부하를 증가시키지 않고도 시스템 구현예에서 더 높은 매크로-다이버시티 이득이 성취될 수 있다.
도 1은 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서 조정된 프리-코딩의 예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 기지국에서 프리-코딩을 실행하는 것을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 기지국의 기능들을 개략적으로 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 실행되는 프리-코딩 및 종래의 프리-코딩 사이의 성능을 비교한 시뮬레이션 도.
본 발명의 다른 목적들 및 효과들은 다음의 설명을 통해 첨부 도면들을 참조하여 훨씬 더 명료하고 용이하게 이해될 것이고 본 발명을 더 알기 쉽게 이해될 것이다.
상기 도면들 모두에서, 동일한 참조 번호들은 동일하거나, 유사하거나, 대응하는 특징들 및 기능들을 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 매크로-다이버시티 송신을 위하여 향상된 프리-코딩 해법을 제공한다. 본 발명에 따른 기술 해법을 이용하는 것을 통해, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 매크로-다이버시티 이득은 개선된 프리-코딩 해법을 통해 개선될 수 있다.
본 발명의 기본 개념은, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 기지국들에서 본 발명에 따른 프리-코딩 해법을 채택함으로써, 기지국들로부터 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템 내에 있는 복수의 이동국들 각각으로의 등가 채널들이 이용자들 사이의 연속 간섭을 경감하도록 다른 이동국들의 등가 채널들에 대해 실질적으로 직교이고; 복수의 기지국들로부터 동일한 이동국에 대하여 송신되는 신호들이 이동국에서 상당한 매크로 이득을 획득하도록 실질적으로 동일한 방향으로 있다는 것이다.
본 발명의 기술 해법에 따르면, 다운링크 데이터 송신을 실행할 때, 코어 네트워크로부터 이용자들과 같은 이동국들로 데이터를 송신하기 위해, 셀은 국부적인 다중-이용자 프리-코딩을 실행할 것이고, 프리-코딩 프로세스는 각각의 기지국의 각각의 이용자에 대해 실행된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 기지국에서 프리-코딩을 실행하는 흐름도를 개략적으로 도시한다.
단계 S200에서, 프리-코딩 프로세스가 시작된다.
단계 S210에서, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더는 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 이용자들, 예를 들면, 이동국(i)에 대해 획득된다.
특히, 각각의 이동국에 대한 제 1 서브-프리코더는 다른 이용자들의 채널들에 의해 형성된 합성 채널들의 비어있는 공간(nulling space) 내에 상주한다.
복수의 이동국들 내의 각각의 이동국이 등가 채널 행렬(또는 벡터)(pcHki)(여기서, i = 1, 2,..., M이고, i는 이동국의 인덱스를 표시한다)를 자신이 서비스하는 셀(k)로 피드백한다고 가정하자. pcHki는 S×Nt 행렬(또는 벡터)이고, 여기서 S는 이동국(i)에 송신되는 데이터 스트림들의 수를 표시하고, Nt는 기지국에 있는 송신 안테나들의 수를 나타낸다.
이동국(i)의 경우, 다른 이동국들(이용자들)에 대해 형성된 합성 채널은 cpsHi로 표시되고,
여기서
Figure 112012020933969-pct00001
이다. 1)
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 서브-프리코더를 획득하기 위해, 합성 채널은 특이 값 분해될 수 있고, 이는:
cpsHi = USVH 2)
로 표현될 수 있고, 여기서 V는 행렬 cpsHi의 표준 직교 입력 기본 벡터의 방향을 형성하는 우측 특이 행렬(singular matrix)을 나타내고; U는 행렬 cpsHi의 표준 직교 출력 기본 벡터의 방향을 형성하는 좌측 특이 행렬을 나타내고, 반면에 S는 합성 채널의 특이 값들을 포함하는 직교 행렬을 나타낸다(cpsHi). 여기서, 특이 값들은 오름차순이 아닌 순서로 좌측부터 우측으로 순서화될 수 있다.
그러므로, 비어 있는 공간 생성 벡터(Wnull)는 제 1 서브-프리코더에 따라 다음의 방식으로 추출될 수 있다:
Wnull = V(:,(M-1)*S+1: end) 3)
식 3)은 cpsHi의 i번째 비어있는 공간 생성 벡터에 따라 우측 특이 행렬(V)의 마지막 Nt - (M-1)*S 열들을 추출한 것, 즉 제 1 서브-프리코더를 나타낸다.
따라서, 상기 단계들을 실행하는 것을 통해, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더(Wnull)가 획득될 수 있다.
제 1 서브-프리코더를 획득하는 상술한 예시적인 프로세스는 실질적으로 소위 특이 값 분해-기반 블록 진단 방법을 실질적으로 이용하는 것이 주목되어야 한다. 제 1 서브-프리코더는 또한 종래 기술의 임의의 공지된 알고리즘을 통해 획득될 수 있다. 예를 들면, 당업자는 또한 고유 값(characteristic value) 분해-기반 블록 진단 방법을 실행, 즉 cpsHi의 공액 전치(conjugate transpose)을 행렬 cpsHi로 승산하여 발생된 행렬에 대한 고유 값 분해를 실행함으로써 비어있는 제 1 프리-코더 행렬을 획득하거나, 제로-포싱(zero-forcing) 방법을 통해 비어있는 제 1 서브-프리코더를 획득할 수 있다.
단계 S220에서, QR 분해는 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널들에 기초하여 실행, 즉 물리적 채널 및 비어있는 공간 생성 직교 벡터(이 실시예에서 이는 Wnull이다)를 결합함으로써 제 2 서브-프리코더를 획득한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 피드백 등가 채널들 및 비어있는 공간 생성 벡터가 결합되고, 여기서 결합된 채널은 S×(Nt-(M-1)*S)인 cbHi로 표기되고, 여기서
cbHi = pcHiWnull 4)
이다.
결합된 채널(cbHi)은 QR 분해된다:
cbHi H = QR 5)
여기서 H는 행렬의 공액 전치를 나타내고, Q는 (Nt-(M-1)*S)×S의 단위 행렬(unitary matrix)을 나타내고, R은 S×S의 상부 삼각 행렬을 나타낸다.
QR 분해는 실제로 다양한 알고리즘들, 예를 들면, Givens 회전, Householder 변환, 및 Gram-Schmidt 직교화에 의해 계산될 수 있다. QR 분해를 구체적으로 계산하는 방법은 본 발명에 어떠한 제한도 두지 않으므로, QR 분해 계산의 설명은 여기서 생략된다.
제 2 서브-프리코더(W2)는 결합된 채널(cbHi)에 실행되는 QR 분해에 기초하여 결정된다:
W2 = QDiagSign(R) 6)
여기서, DiagSign(.)의 함수는 대각 원소들이 +1 또는 -1인 대각 행렬을 출력하고, 여기서 대각 원소들의 양 또는 음 부호들은 자신의 입력 행렬의 대각 원소들에 좌우된다. 특히, 식 6)의 경우, DiagSign(R)에 의해 출력된 대각 행렬 내의 대각 원소들은 대응하여 +1 또는 -1을 취하는 행렬 R의 대각 원소들의 양 또는 음에 좌우된다.
제 2 서브-프리코더를 통해, 프리코딩된 최종 등가 채널 행렬의 대각 원소들은 QR 분해를 이용하여 양의 정수가 되도록 수정될 수 있다. 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 특정한 이동국에 대한 복수의 기지국들의 등가 채널 행렬들이 대각 원소들에 있어서 정수들이 되도록 수정되면, 특정한 이동국에 대한 복수의 매크로-다이버시티 데이터는 실질적으로 동일한 방향으로 송신될 수 있어서, 동일한 방향에서의 결합을 통해 향상된 매크로-다이버시티 이득이 획득될 수 있다.
단계 S230에서, 제 1 및 제 2 프리-코더들은 제 1 및 제 2 서브-프리코더들의 연접(concatenation)을 통해 결합됨으로써 이동국(i)에 대한 최종 프리-코더를 획득한다.
W = WnullW2 7)
단계 S240에서, 최종 프리-코더를 이용하여 대응하는 이동국(i)의 데이터에 프리-코딩이 실행된다.
단계 S250에서, 프리-코딩 프로세스가 종료한다.
다중-이용자 매크로 다이버시티 송신 시스템에서, 상기 프리-코딩 프로세스는 각각의 기지국 내의 각각의 이용자(이동국(1) 내지 이동국(M))에 대해 실행된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 기지국의 기능들의 블록도를 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 참조 번호(300)는 다중-이용자 매크로 다이버시티 송신 시스템에서의 기지국을 나타내고; 참조 번호(310)는 다중-입력 다중-출력 코더를 나타내고; 참조 번호(320)는 각각의 프리-코딩 데이터에 대한 프리-코딩 모듈을 나타내고; 참조 번호(330)는 기지국의 복수의 송신 안테나들을 나타낸다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 프리-코딩 모듈(320)은 각각의 이용자의 데이터에 대한 프리-코딩을 실행한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프리-코딩 모듈(320)은 제 1 서브-프리코딩 수단(321) 및 제 2 서브-프리코딩 수단(322)을 포함하고; 각각의 이동국에 대한 최종 프리-코더는 제 1 및 제 2 서브-프리코딩 수단을 연접하고 제 1 및 제 2 프리-코더를 결합함으로서 획득된다.
제 1 서브-프리코딩 수단(321)은 이용자들의 등가 채널들의 직교성을 보장하는 제 1 프리-코더를 획득하기 위한 것이다. 예를 들면, 이동국(i)에 의해 다른 이동국들(이용자들)에 대해 형성되는 합성 채널의 비어있는 공간 생성 벡터는 제 1 서브-프리코더로서, 합성 채널에 대한 특이 값 분해를 실행함으로써 획득될 수 있다.
제 2 서브-프리코딩 수단(322)은 제 1 프리-코딩 수단(321)에 의해 획득된 제 1 서브-프리코더를 통해 프리-코딩된 등가 채널들에 대해 QR 분해를 실행함으로써 제 2 프리-코더를 획득하는데 이용되고, 여기서 제 2 서브-프리코더는 프리-인코딩된 최종 등가 채널 행렬을 양의 정수가 되도록 수정한다.
프리-코딩 모듈(320)은 제 1 프리-코딩 수단(321) 및 제 2 프리-코딩 수단(322)에 의해 제공되는 제 1 및 제 2 프리-코더들을 각각 결합함으로써 각각의 이동국에 대한 최종 프리-코더를 획득한다. 프리-코딩 모듈(320)은 최종 프리-코더를 이용하여 각각의 이동국의 데이터에 프리-코딩을 실행한다.
프리-코딩 모듈(320)에서, 각각의 이동국에 대한 최종 프리-코더를 결정하고나서 최종 프리-코더를 이용하여 각각의 이동국에 프리-코딩을 실행하는 것이 필요하다는 것이 주목되어야 한다.
당업자들은 프리-코딩 모듈(320) 내의 제 1 프리-코딩 수단(321) 및 제 2 프리-코딩 수단(322)을 통해 프리-코더를 결정하는 계산에 있어서, 예를 들면, 채널 추정(도 3에 도시되지 않음)을 통해 각각의 이동국 및 기지국(300) 사이의 피드백 물리 채널 정보를 제공할 필요가 있다는 것을 인정할 것이다. 그러나, 본 발명의 주안점을 더 양호하게 구현하기 위해, 일부 공지되어 있는 본 분야의 기술 사항들(피드백 채널, 채널 추정 모듈 등과 같은)은 도 3에 도시되지 않는다. 당업자는 기지국에서 전체 기능을 구현하기 위해, 도 3의 기지국(300)의 기능들의 블록도들에 기초하여 대응하는 기능 모듈들을 이용할 수 있다.
게다가, 당업자는 프리-코딩 모듈(320)이 본 분야의 임의의 적절한 방식으로 구현, 예를 들면, 하드웨어로서 구현되거나 펌웨어 또는 소프트웨어의 컴퓨터 프로그램 명령으로 구현될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 이 실시예에서, 하드웨어는 전용 회로, 예를 들면, 주문형 반도체(application-specific integrated circuit: ASIC), 또는 프로그램 가능 회로, 예를 들면, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor: DSP) 및 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(field programmable gate array: FPGA) 등일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 적어도 다음의 장점을 지닌다: 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에 대해, 특히 각각의 이용자가 복수의 데이터 스트림들을 가지는 경우에 더 큰 매크로-디어비시티 이득이 달성된다. 이 방식에서, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신의 성능은 크게 향상될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 기술 해법에 따르면, 심지어 복수의 수반된 기지국들 사이에 추가 협력 조정이 실행되지 않는 경우에도, 향상된 매크로-다이버시티 이득이 또한 달성될 수 있다는데에 다른 장점이 존재한다. 그러므로, 본 발명의 기술 해법에 따르면, 모든 기지국들이 본 발명의 프리-코딩 해법을 받게 되는 한, 시그널링 부하를 증가시키지 않고 시스템 구현 시에 더 높은 매크로-다이버시티 이득의 장점이 달성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 실행된 프리-코딩 및 종래의 프리-코딩 사이의 성능들을 비교한 시뮬레이션도이다.
시뮬레이션 조건들이 표 1에 명시된다.
셀의 수 및 송신 안테나들의 수 각각 4개의 송신 안테나들을 구비하는 2개의 기지국들
이동국들의 수 및 수신 안테나들의 수 2개의 수신 안테나들을 구비하는 2개의 이동국들
이동국 당 데이터 스트림의 수 2
경로 손실 및 섀도우 페이딩 대규모 페이딩은 다수의 셀들 내에서 동일하다고 가정된다
채널 모델 독자적인 레일리 채널(Rayleigh channel)
대역폭 하나의 서브반송파가 취해진다
피드백 송신 이상적
채널 추정 이상적
신호 전력 및 잡음 전력 UE당 합 송신 전력(대규모 감쇠를 감한)은 수신기에서의 잡음 전력의 두배인 것으로 가정된다
시뮬레이션 결과들로부터, 다중-이용자 매크로-다이버시티 시스템에서의 프리-코딩 방법의 성능이 종래의 방법보다 명백하게 더 양호하여, 용량이 1bps/Hz 향상된다는 것을 알 수 잇다.
본 발명의 설명을 제공하는 목적은 본 발명을 설명 및 기술하는 것이지 본 발명을 개시된 형태 내에서 철저히 규명하거나 제한하지 않는 것은 아니다. 당업자에게는, 다양한 수정들 및 변형들이 명백하다. 당업자는 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 결합을 통해 본 발명의 실시예들에서의 방법들 및 장치가 구현될 수 있다는 것을 추가로 이해할 수 있다.
그러므로, 바람직한 실시예들을 선택하고 기술하는 것은 본 발명의 원리 및 실제적인 응용을 더 양호하게 설명하고, 당업자가 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 모든 수정들 및 변형들이 첨부 청구항들에 의해 제한되는 본 발명의 보호 범위 내에 해당한다는 것을 인식하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다.
300: 기지국 310: 다중-입력 다중-출력 코더
320: 프리-코딩 모듈 330: 송신 안테나
321: 제 1 서브-프리코딩 수단 322: 제 2 서브-프리코딩 수단

Claims (13)

  1. 다중-이용자 매크로-다이버시티(macro-diversity) 송신 시스템에서의 프리-코딩(pre-coding) 방법에 있어서:
    상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 이동국에 대해, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더(sub-precoder)를 획득하는 단계;
    상기 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널들에 기초하여 QR 분해(QR decomposition)를 실행함으로써 제 2 서브-프리코더를 획득하는 단계;
    상기 제 1 서브-프리코더 및 상기 제 2 서브-프리코더를 결합함으로써 상기 이동국에 대한 최종 프리-코더를 획득하는 단계; 및
    상기 최종 프리코더에 의해 상기 이동국의 데이터에 대한 프리-코딩을 실행하는 단계를 포함하는, 프리-코딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서, 상기 프리-코딩 방법은 각각의 기지국에서 각각의 이동국에 대하여 실행되는, 프리-코딩 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 서브-프리코더는 프리코딩된 최종 등가 채널 행렬의 대각 원소들(diagonal elements)이 양의 정수가 되도록 수정하는, 프리-코딩 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널은 cbHi이고, QR 분해는:
    cbHi H = QR로 표시되고,
    여기서 i는 상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 이동국의 인덱스를 나타내고, H는 상기 행렬의 공액 전치를 나타내고, Q는 (Nt-(M-1)*S)×S의 단위 행렬(unitary matrix)을 나타내고, R은 S×S의 상부 삼각 행렬을 나타내고, M은 상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 이동국들의 수를 나타내고; Nt는 상기 기지국에서의 송신 안테나들의 수를 나타내고; S는 상기 이동국에 대해 송신되는 데이터 스트림의 수를 나타내고;
    상기 제 2 서브-프리코더는:
    W2 = QDiagSign(R)로서 결정되고,
    여기서, DiagSign(.)의 함수는 대각 원소들이 +1 또는 -1인 대각 행렬을 출력하고, 상기 대각 원소들의 양 또는 음 부호들은 자신의 입력 행렬의 대각 원소들에 좌우되는, 프리-코딩 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동국의 제 1 프리-코더는 상기 다중-이용 매크로-다이버시티 송신 시스템의 다른 이용자들에 의해 형성된 합성 채널들의 비어있는 공간(nulling space) 내에 상주하는, 프리-코딩 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 프리-코더는 적어도 다음의 알고리즘들:
    특이 값(singular value) 분해 또는 고유 값(characteristic value) 분해에 기반하는 블록 진단; 및
    제로-포싱(zero-forcing)을 포함하는 그룹으로부터의 알고리즘을 통해 획득되는, 프리-코딩 방법.
  7. 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 기지국으로서, 각각의 이용자들의 데이터를 프리-코딩하기 위한 프리-코딩 모듈을 포함하는, 상기 기지국에 있어서,
    상기 프리-코딩 모듈은:
    상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 이동국에 대해, 이용자들의 등가 채널들 사이의 직교성을 보장하는 제 1 서브-프리코더를 획득하도록 구성된 제 1 서브-프리코딩 수단;
    상기 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널들에 기초하여 QR 분해를 실행함으로써 제 2 서브-프리코더를 획득하도록 구성된 제 2 서브-프리코딩 수단을 포함하고;
    상기 프리-코딩 모듈은 상기 이동국에 대한 최종 프리-코더를 획득하기 위해 상기 제 1 서브-프리코더 및 상기 제 2 서브-프리코더를 결합하고, 상기 최종 프리코더에 의해 상기 이동국의 데이터에 대한 프리-코딩을 실행하는, 기지국.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프리-코딩 모듈은 상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템의 각각의 이동국에 대해 프리-코딩 프로세스를 실행하도록 구성되는, 기지국.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 서브-프리코더 수단은 프리코딩된 최종 등가 채널 행렬의 대각 원소들이 양의 정수가 되도록 수정하는, 기지국.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 서브-프리코더를 통해 프리코딩된 등가 채널은 cbHi이고, QR 분해는:
    cbHi H = QR로 표시되고,
    여기서 i는 상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 이동국의 인덱스를 나타내고, H는 상기 행렬의 공액 전치를 나타내고, Q는 (Nt-(M-1)*S)×S의 단위 행렬을 나타내고, R은 S×S의 상부 삼각 행렬을 나타내고, M은 상기 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에서의 이동국들의 수를 나타내고; Nt는 상기 기지국에서의 송신 안테나들의 수를 나타내고; S는 상기 이동국에 대해 송신되는 데이터 스트림들의 수를 나타내고;
    상기 제 2 서브-프리코더는:
    W2 = QDiagSign(R)로서 결정되고,
    여기서, DiagSign(.)의 함수는 대각 원소들이 +1 또는 -1인 대각 행렬을 출력하고, 상기 대각 원소들의 양 또는 음 부호들은 자신의 입력 행렬의 대각 원소들에 좌우되는, 기지국.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 이동국의 제 1 프리-코더는 상기 다중-이용 매크로-다이버시티 송신 시스템의 다른 이용자들에 의해 형성된 합성 채널들의 비어있는 공간에 상주하는, 기지국.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 1 프리-코더는 적어도 다음의 알고리즘들:
    특이 값 분해 또는 고유 값 분해에 기반하는 블록 진단; 및
    제로-포싱을 포함하는 그룹으로부터의 알고리즘을 통해 획득되는, 기지국.
  13. 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템에 있어서:
    복수의 이동국들; 및
    제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 기지국들을 포함하고;
    매크로-디어버시티 데이터 송신은 상기 복수의 이동국들 및 상기 복수의 기지국들 사이에서 실행되는, 다중-이용자 매크로-다이버시티 송신 시스템.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101382760B1 (ko) * 2007-03-21 2014-04-08 엘지전자 주식회사 다중 안테나를 이용한 통신시스템에서 코드북을 이용한데이터 전송방법
KR20110111855A (ko) * 2010-04-05 2011-10-12 주식회사 팬택 채널상태정보 피드백 장치와 그 방법, 기지국
EP2665304A4 (en) * 2011-01-14 2016-08-03 Fujitsu Ltd MOBILE COMMUNICATION SYSTEM, BASE STATION DEVICE, AND COMMUNICATION CONTROL METHOD
EP2717508B1 (en) * 2012-10-05 2014-11-05 Fujitsu Limited MIMO wireless communication system
CN105763301B (zh) * 2014-12-19 2019-09-17 电信科学技术研究院 基于多用户编码叠加的编码矩阵确定方法和设备
TWI648997B (zh) * 2017-03-15 2019-01-21 國立清華大學 聯合功率分配、預編碼與解碼方法及其基地台
CN108632896B (zh) * 2017-03-15 2020-09-29 华为技术有限公司 一种数据传输方法及相关设备
CN109088664B (zh) * 2018-09-06 2021-02-02 西安电子科技大学 基于块对角化和三角分解的自干扰抑制方法
CN111371478B (zh) * 2018-12-26 2021-10-15 华为技术有限公司 预编码方法和装置及信息传输方法和装置
CN115378545A (zh) * 2021-05-21 2022-11-22 华为技术有限公司 一种传输系统以及传输方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009075456A1 (en) 2007-12-13 2009-06-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for transmission interference cancellation for mu-mimo

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7817745B2 (en) * 2005-06-02 2010-10-19 Adaptive Spectrum And Signal Alignment, Inc. Tonal precoding
TWI274482B (en) * 2005-10-18 2007-02-21 Ind Tech Res Inst MIMO-OFDM system and pre-coding and feedback method therein
CN100525275C (zh) * 2005-10-27 2009-08-05 财团法人工业技术研究院 Mimo-ofdm系统及其中之预编码与反馈的方法
US20070133691A1 (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Docomo Communications Laboratories Usa, Inc. Method and apparatus for layered rateless coding
KR20080022033A (ko) * 2006-09-05 2008-03-10 엘지전자 주식회사 프리코딩 정보 피드백 방법 및 프리코딩 방법
US7486208B2 (en) * 2007-05-16 2009-02-03 International Business Machines Corporation High-rate RLL encoding
CN101370241B (zh) 2007-08-19 2015-01-14 上海贝尔股份有限公司 用于消除多个移动站所接收信号之间干扰的方法及装置
CN101394254B (zh) 2007-09-20 2011-04-20 鼎桥通信技术有限公司 多用户多输入多输出系统中的线性预编码方法
US8229017B1 (en) * 2007-12-13 2012-07-24 Marvell International Ltd. Transmit beamforming utilizing channel estimation matrix decomposition feedback in a wireless MIMO communication system
US8537658B2 (en) * 2010-08-16 2013-09-17 Motorola Mobility Llc Method of codebook design and precoder feedback in wireless communication systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009075456A1 (en) 2007-12-13 2009-06-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for transmission interference cancellation for mu-mimo

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