KR101375745B1 - 다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩을 이용하여간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩을 이용하여간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함)에서 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding : 이하 'DPC'라 칭함)을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정과, 상기 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 계산된 비용함수로 입력 신호를 갱신하는 과정과, 상기 갱신된 입력 신호를 이용하여 상기 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정과, 상기 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 입력 신호를 갱신하는 과정을 모두 반복하는 과정을 포함하여, 채널의 열분산 잡음까지 고려하여 간섭을 제거할 수 있고, 이로써 기존의 MIMO DPC 방법인 제로 포싱(Zero-Forcing) 기반의 벡터 퍼터베이션(Vector Perturbation)보다 높은 성능 향상을 기대할 수 있는 이점이 있다.
DPC, MIMO, Perturbation, Regularization, MMSE

Description

다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING INTERFERENCE USING THE ORTHONOMAL TAPERING}
도 1은 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 DPC를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 DPC를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 방법의 절차를 도시한 도면, 및
도 3은 모듈로 연산 과정을 도시한 예시도.
본 발명은 다중 안테나 시스템에 관한 것으로, 특히, DPC(Dirty Paper Coding)를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
다수 사용자 다중 안테나 시스템에서 기존에는 다른 사용자 혹은 다른 안테 나의 간섭을 줄이기 위해 송신단이 송신 신호에 채널의 역수를 곱하여 전송하는 제로 포싱(Zero-Forcing : 이하 'ZF'라 칭함) 방식이나 채널의 잡음 분산까지 고려한 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean Square Error : 이하 'MMSE'라 칭함) 방식을 주로 사용하였다.
상기 방식들은 선형 프리코딩에 기반을 둔 방식으로, 송신단에서 유니터리 메트릭스(unitary matrix)를 곱해주는 형태를 취하며, 따라서, 송신단 프로세스가 간단하여 구현이 쉽고, 각 사용자로부터 수신되는 채널의 피드백 정보가 적더라도 에러율이 크게 증가하지 않는 장점이 있다. 특히, 각 사용자는 전체 채널 정보를 피드백하는 것이 아니라 미리 정해진 코드북에서 가장 비슷한 벡터를 찾아 해당 코드북의 인덱스와 채널 상태 정보값(Channel Quality Information : CQI)을 피드백하고, 송신단에서는 각 사용자로부터 받은 채널 정보를 이용하여 전체 용량(Sum Capacity)을 최대화하도록 스케줄링하는 구조를 가진 여러 기술이 현재 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 등 여러 표준화 회의에서 활발히 논의되고 있다.
상기와 같은 선형방식이 아닌 비선형 프리코딩에 기반을 둔 방식으로는 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding : 이하 'DPC'라 칭함)을 단일 안테나(Single-Input Single-Output : SISO) 시스템에 1차원으로 적용한 THP(Tomlinson-Harashima Precoding), 다중 안테나(Multi-Input Multi-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에 n차원 벡터로 적용한 벡터 퍼터베이션(Vector Perturbation : 이하 'VP'라 칭함)등과 같은 방식이 있다. 상기 방식들의 경우, 송 신단은 모듈로(modulo) 연산을 통해 양의 정수값을 송신 신호에 더하여 수신단으로 전송하고, 수신단은 상기 값을 모르더라도 상기 송신단과 같은 모듈로(modulo) 연산을 통해 해당 정수값을 유추하여 신호를 수신한다. 따라서, 간섭 시퀀스(interference sequence)를 미리 모두 알고 있다는 가정하에 상기 DPC 방식은 추가적인 전력 소모나 채널 용량의 감소 없이도 간섭을 성공적으로 제거할 수 있으며, 그리하여 높은 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio : 이하 'SNR'이라 칭함) 영역에서 에러율을 획기적으로 줄일 수 있다.
하지만, 상기 ZF나 MMSE 방식은 채널 메트릭스(channel matrix)가 유니터리(unitary)가 아니면, 즉 다중 안테나에서 각각의 서브 채널(sub-channel)이 직교채널이 아니면 성능 열화가 심하게 발생한다는 단점을 가지고 있다. 그리고, 채널의 열잡음 분산 정보를 이용하는 MMSE 방식의 경우에도 낮은 SNR에서 조금의 성능 향상 효과는 있지만 높은 SNR 영역에서는 성능이 ZF 방법과 같아지는 단점을 가지고 있다.
이를 방지하고자 송신단에서 DPC를 적용한 것이 상기 VP이다. 상기 VP는 송신단에서 송신안테나 수만큼의 데이터 벡터(data vector) u를 송신 신호로서 전송하는 대신, 상기 u에 모듈로(modulo) 연산을 취함으로써 송신파워를 낮춘
Figure 112006066691075-pat00001
을 송신 신호로서 전송하는 방식으로 동일한 송신파워에서 비트 에러율을 낮추는 방법이다.
여기서, 왜곡된 신호
Figure 112006066691075-pat00002
는 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006066691075-pat00003
여기서, 상기 τ는 모듈로(modulo) 연산값으로, 양의 실수이며 수신단에서 유추가 가능하다. 또한, 상기 ℓ은 K×1 복소벡터(complex vector) a + i*b이며, 여기서 상기 벡터 a, b의 성분은 모두 정수값이다. 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006066691075-pat00004
여기서, 상기 VP 방식은 ZF 기반이기 때문에 MMSE를 적용하면 성능 개선의 여지가 있고, 상기 MMSE를 적용한 VP(이하 'MMSE-VP'라 칭함)를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 3>과 같다.
Figure 112006066691075-pat00005
여기서, 상기 l은 상기
Figure 112006066691075-pat00006
을 최소화시키는 l'의 값으로 선택된다.
하지만, 상기와 같이 송신단에서 DPC를 적용함에 있어 상기 VP와 MMSE를 동시에 적용하면, 채널 열 분산 잡음이 상대적으로 커지기 때문에 최적화가 불가능하 여 적용하기 힘든 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나 시스템에서 DPC를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 시스템의 송신단에서 DPC를 적용함에 있어, 채널의 열분산 잡음까지 고려하여 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 시스템의 송신단에서 DPC를 적용함에 있어, MMSE와 VP를 순차적인 접근 방법을 통해 단계적으로 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding)을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 방법은, 송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정과, 상기 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 계산된 비용함수로 입력 신호를 갱신하는 과정과, 상기 갱신된 입력 신호를 이용하여 상기 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정과, 상기 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 입력 신호를 갱신하는 과정을 모두 반복하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding)을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치는, 송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하고, 상기 최소 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수를 계산한 후, 상기 계산된 비용함수로 입력 신호를 갱신하고, 상기 갱신된 입력 신호를 이용하여 상기 채널 열분산 잡음을 최소화하고, 상기 비용 함수를 계산한 후, 상기 입력 신호를 갱신하는 과정을 소정 횟수 반복하며, 상기 반복 과정을 통해 획득된 상기 비용 함수의 수렴 값을 이용하여 상기 송신 신호를 왜곡하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 DPC를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치의 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 다중 안테나 시스템은 2개의 송신 안테나를 가지는 기지국(100)과 하나의 수신 안테나를 가진 2개의 수신 단말(110-1, 110-2)로 구성된다고 가정하여 설명할 것이나 일반적인 다중 안테나 시스템에 모두 적용됨은 물론이다. 이때, 상기 기지국(100)은 인코더(101), 송신부(103), 채널 추정부(105)를 포함하여 구성되며, 제 1, 2 단말(110-1, 110-2)은 제 1, 2 수신부(111-1, 111-2), 제 1, 2 디코더(113-1, 113-2), 제 1, 2 채널 추정 부(115-1, 115-2)를 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저, 상기 인코더(101)는 상기 채널 추정부(105)로부터 입력되는 각 단말별 채널 정보를 이용하여 해당 채널에 대한 간섭 신호의 영향을 검사하고, 첫 번째 수신 안테나에 대해서는 송신 신호를 그대로 상기 송신부(103)를 통해 전송하지만, 다른 채널에 의해 간섭을 받는 수신 안테나에 대해서는 모듈로 연산을 통해 상기 간섭 신호에 비례하는 정수값을 더한 송신 신호, 즉 왜곡된 송신 신호를 상기 송신부(103)를 통해 해당 수신 안테나로 전송한다. 이로써, 상기 간섭 신호의 영향을 보상할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 실시 예에 따라 상기 인코더(101)는 송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하고, 상기 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수를 계산한 후, 상기 계산된 비용함수로 입력 신호를 갱신하고, 상기 갱신된 입력 신호를 이용하여 상기 과정을 소정 횟수 반복하며, 상기 반복 과정을 통해 획득된 상기 비용 함수의 수렴 값을 이용하여 상기 송신 신호를 왜곡한다.
상기 송신부(103)는 상기 인코더(101)로부터 입력되는 송신 신호를 해당 송신 안테나를 통해 각 수신 단말들(110-1, 110-2)로 전송한다. 또한, 상기 기지국(100)의 채널 추정부(105)는 수신되는 각 단말별 채널 정보를 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 상기 인코더(101)로 출력한다.
상기 제 1, 2 단말(110-1, 110-2)의 제 1, 2 수신부(111-1, 111-2)는 상기 기지국(100)으로부터 신호를 수신하여 각각의 디코더 및 채널 추정부, 즉 상기 제 1, 2 디코더(113-1, 113-2)와 제 1, 2 채널 추정부(115-1, 115-2)로 출력한다. 상 기 제 1, 2 디코더(113-1, 113-2)는 상기 제 1, 2 수신부(111-1, 111-2)로부터 입력되는 수신 신호에 상기 기지국과 같은 모듈로 연산을 수행하여 상기 수신 신호로부터 원래 자기 신호를 검출한다. 또한, 상기 제 1, 2 채널 추정부(115-1, 115-2)는 상기 제 1, 2 수신부(111-1, 111-2)로부터 입력되는 수신 신호로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널 정보를 상기 기지국(100)으로 전송한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 DPC를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 방법의 절차를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 기지국(100)의 인코더(101)는 201단계에서 MMSE-VP의 송신신호를 ZF 형태로 변환하고, 반복 횟수 n을 1로 설정한다.
여기서, 상기 MMSE-VP의 송신신호 및 상기 송신신호를 ZF 형태로 변환한 식은 하기 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006066691075-pat00007
여기서,
Figure 112006066691075-pat00008
Figure 112006066691075-pat00009
여기서, 상기 H는 채널 메트릭스(channel matrix)이고, 상기 α는 채널 열분산 잡음이며, 상기 u는 입력 신호이고, 상기 τ·ℓ은 상기 입력 신호 u에 대한 왜 곡값을 의미한다. 여기서, 상기 τ는 모듈로(modulo) 연산값으로 양의 실수이며 수신단에서 유추가 가능하고, 상기 ℓ은 K×1 복소벡터(complex vector)를 의미한다. 또한, 상기 T는 송신 신호와 무관한 값으로 VP 연산에 쓰이는 변수이며, 상기 μ는 송신 신호의 모듈로 연산값 함수로써 MMSE 연산에 쓰이고, 모듈로 연산을 위해 0.5τ보다 작은 값으로 가정한다.
이후, 상기 인코더(101)는 203단계에서 MMSE 과정으로서 μn-1을 최소화하는
Figure 112006066691075-pat00010
을 검출하고, 상기 검출된
Figure 112006066691075-pat00011
을 μn 및 Tn에 적용한다.
여기서, 상기 μn-1을 최소화하는
Figure 112006066691075-pat00012
을 적용한 μn 및 Tn은 하기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006066691075-pat00013
Figure 112006066691075-pat00014
이후, 상기 인코더(101)는 205단계에서 VP 과정으로서 상기 μn와 Tn를 적용한 송신 신호의 송신파워를 최소화하는 ln을 계산한다. 여기서, 예를 들어, u0은 상기 u를 의미하고,
Figure 112006066691075-pat00015
은 상기 α'을 의미한다.
여기서, 상기 송신 신호의 송신파워를 최소화하는 ln은 하기 <수학식 6>을 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112006066691075-pat00016
여기서, 상기 ln은 상기 τ를 변경하면서 상기 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 l'을 찾음으로써 계산할 수 있으며, 이와 같이 상기 송신 신호의 송신 파워를 최소화함으로써 수신 신호의 SINR을 최대화할 수 있다.
이후, 상기 인코더(101)는 207단계에서 입력 신호 un을 갱신한다.
여기서, 상기 입력 신호 un은 하기 <수학식 7>을 이용하여 갱신할 수 있다.
Figure 112006066691075-pat00017
여기서, 상기 τ는 채널 열분산 잡음이 고려된 τ가 된다.
이후, 상기 인코더(101)는 209단계에서 상기 n이 최대 반복 횟수 N과 같은지 여부를 검사한다. 이는 상기 203 단계 내지 207 단계를 소정 횟수 반복(iteration)함으로써 상기 ln의 최적값을 획득하기 위함이며, 상기 반복을 거치면 순차적인 접근 방법을 통해 MMSE와 VP를 동시에 이용할 수 있어 MIMO-DPC 시스템에서 성능 향상을 기대할 수 있다. 상기 n이 최대 반복 횟수 N과 같지 않을 시, 상기 인코 더(101)는 211단계에서 상기 n을 상기 n에 1을 더한 값으로 갱신하고, 상기 203단계로 돌아가 상기 갱신된 입력 신호 값을 이용하여 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 상기 n이 최대 반복 횟수 N과 같을 시, 상기 인코더(101)는 213단계에서 상기 반복 과정을 통해 획득한 ln의 수렴값을 계산하고, 상기 ln의 수렴값과 상기 수렴값에 대응하는 τ를 적용하여 입력 신호 u를 왜곡한 후, 상기 왜곡된 신호를 단말로 전송한다. 이때, 상기 n이 최대 반복 횟수 N과 같지 않더라도 갱신된 입력 신호 값의 증가량이 미리 설정된 임계치보다 작을 경우, N번 시행 이전에 l의 수렴값와 상기 수렴값에 대응하는 τ를 적용하여 입력 신호 u를 왜곡한 후, 상기 왜곡된 신호를 단말로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 왜곡된 신호는 상기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
이후, 상기 인코더(101)는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 3은 모듈로 연산 과정을 도시한 예시도이다.
상기 도 3이 일반적인 BPSK, QAM 등의 변조 심볼(modulation symbol)이라고 가정하였을 시, 보내고자 하는 입력 신호는 인코딩(encoding) 과정을 통해 네 개의 점(point) 중 하나의 값으로 정해지게 된다. 하지만, 채널 환경에 아주 큰 간섭 신호가 존재할 시, 송신단이 어느 한 심볼(symblo)로 신호를 보내더라도 간섭이 그만큼 더해지기 때문에 수신단은 디코딩을 제대로 수행할 수 없다. 따라서, 송신단이 수신단과 동일한 모듈로 연산을 통해 동일한 변조(modulation)가 반복되는 새로운 변조 심볼(modulation symbol)을 구성하면, 상기 송신단은 간섭 신호가 더해지더라도 근처에 적절한 점들을 이용하여 신호를 송신할 수 있다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 변조 심볼은 양축의 가장 가운데 영역(301)에 위치한 ●, ○, △, □로 구성될 수 있으며, 상기 ●, ○, △, □들의 위치는 가장 바깥 부분까지, 예를 들어 확대될 수 있다. 여기서, 가장 가운데에 위치한 ●, ○, △, □가 위치하고 있는 영역(301)을 펀더멘털 보로노이 영역(Fundamental Voronoi Region)이라 하고, 이는 이론적으로 채널 코딩(channel coding) 혹은 변조 포인트(modulation point)를 나타낸다. 반면, 가장 가운데의 영역(301)을 제외한 바깥쪽 ●, ○, △, □은 QAM 방식의 경우 가장 가운데 영역(301)이 동일하게 반복되는 구조를 가지는데, 이를 소스 코딩(source coding) 혹은 격자(lattice)라고 지칭한다. 여기서, 간섭이 존재하지 않을 시에는 가장 가운데에 위치한 ●, ○, △, □로 이루어진 성상도 포인트(Constellation Point)들로 송신을 하나, 간섭이 있을 시에는 상기 간섭을 고려하여 상기 간섭을 제거(cancelling)할 수 있도록 바깥쪽 영역에 있는 신호점인 바깥쪽 ●, ○, △, □ 중 하나를 선택하고, 송신 신호의 송신 파워를 줄이기 위해 상기 선택된 신호점과 같은 모양의 신호점을 가장 가운데 영역(301)에서 선택하여 보내는 방식이라고 할 수 있다.
예를 들어, 원래 보내려고 하는 신호가 x, 즉 원래 보내려고 하는 신호점이 가장 가운데 영역(301)에 위치한 신호점 ○라면, 송신단이 간섭신호 S를 알고 있다고 가정하에, 상기 송신단이 원래 보내고자 하는 신호 x에 간섭 신호 S를 더한 후, 상기 신호에 제일 가까운 신호, 즉 신호점 □를 선택한다. 여기서, 상기 선택된 신 호점 □는 송신 파워가 크므로, 송신 신호의 송신 파워를 줄이기 위해 상기 선택된 신호점과 같은 모양의 신호점을 가장 가운데 영역(301)에서 선택하여 송신한다. 이후, 채널을 거치면서 상기 송신한 신호에 잡음이 더해지면, 수신기가 수신하는 수신신호는 y가 된다. 이때, 수신기는 적절한 복호화 과정을 통해 제일 가까운 점인 ○로 복호화하게 되고 상기 송신기와 동일한 모듈로(modulo) 연산을 통해 원래 보내고자 했던 신호, 즉 가장 가운데 영역(301)에 위치한 신호점 ○를 유추해 낼 수 있게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 채널 열분산 잡음을 고려함으로써 좀 더 명확한 간섭 신호를 송신에 이용할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다중 안테나 시스템의 송신단에서 DPC를 적용함에 있어 MMSE와 VP를 순차적인 접근 방법을 통해 단계적으로 수행함으로써, 채널의 열분산 잡음까지 고려하여 간섭을 제거할 수 있고, 이로써 ZF 기반의 VP보다 높은 성능 향상을 기대할 수 있는 이점이 있다.

Claims (10)

  1. 다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding)을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정과,
    상기 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 비용함수로 입력 신호를 갱신하는 과정과,
    상기 갱신된 입력 신호를 이용하여 상기 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정과, 상기 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 입력 신호를 갱신하는 과정을 모두 반복하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복 과정을 통해 획득된 상기 비용 함수의 수렴 값을 이용하여 상기 송신 신호를 왜곡하고, 상기 왜곡된 송신 신호를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 신호는 하기 <수학식 8>과 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112013012542967-pat00031
    여기서,
    Figure 112013012542967-pat00032
    Figure 112013012542967-pat00033
    여기서, 상기 H는 채널 메트릭스(channel matrix)이고, 상기 α는 채널 열분산 잡음이며, 상기 u는 입력 신호이고, 상기 τ·ℓ은 상기 입력 신호 u에 대한 왜곡값을 의미한다. 여기서, 상기 τ는 모듈로(modulo) 연산값으로 양의 실수이며, 상기 ℓ은 K×1 복소벡터(complex vector) a + i*b이며, 여기서, 상기 벡터 a, b의 성분은 모두 정수값이다. 또한, 상기 T는 송신 신호와 무관한 값으로 벡터 퍼터베이션(Vector Perturbation) 연산에 쓰이는 변수이며, 상기 μ는 송신 신호의 모듈로 연산값 함수로써 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean Square Error) 연산에 쓰이고, 모듈로 연산을 위해 0.5τ보다 작은 값으로 가정함.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하는 과정은 하기 <수학식 9>와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112013012542967-pat00034
    여기서, 상기 un-1은 n-1번째 입력 신호이고, 상기 α'n-1은 n-1번째 채널 연분산 잡음을 의미함.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수는 하기 <수학식 10>을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112013012542967-pat00035
    여기서,
    Figure 112013012542967-pat00036
    Figure 112013012542967-pat00037
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 하기 <수학식 11>을 이용하여 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112013074654071-pat00038
    여기서, 상기 u는 입력 신호이고, 상기 τ는 모듈로(modulo) 연산값으로 양의 실수이며, 상기 <수학식 11>의 ℓ'은 K×1 복소벡터(complex vector)를 의미한다. 또한, 상기 Tn은 벡터 퍼터베이션(Vector Perturbation) 연산에 쓰이는 변수이며, 상기 μn은 송신 신호의 모듈로 연산값 함수로써, 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean Square Error) 연산에 쓰이고, 모듈로 연산을 위해 0.5τ보다 작은 값으로 가정한다. 여기서, 상기 τ와 Tn 및 μn에는 상기 최소 채널 열분산 잡음이 적용됨.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 왜곡된 송신 신호는 하기 <수학식 12>와 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112013012542967-pat00039
    여기서, 상기 u는 입력 신호이고, 상기 τ는 모듈로(modulo) 연산값으로 양의 실수이며 상기 반복 과정을 통해 획득된다. 또한, 상기 ℓ은 K×1 복소벡터(complex vector)로, 상기 반복 과정을 통해 획득된 상기 비용 함수의 수렴 값을 의미함.
  8. 다중 안테나 시스템에서 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding)을 이용하여 간섭을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    송신 신호의 채널 열분산 잡음을 최소화하고, 상기 최소 채널 열분산 잡음을 적용한 송신 신호의 송신 파워를 최소화하는 비용 함수를 계산한 후, 상기 계산된 비용함수로 입력 신호를 갱신하고, 상기 갱신된 입력 신호를 이용하여 상기 채널 열분산 잡음을 최소화하고, 상기 비용 함수를 계산한 후, 상기 입력 신호를 갱신하는 과정을 소정 횟수 반복하며, 상기 반복 과정을 통해 획득된 상기 비용 함수의 수렴 값을 이용하여 상기 송신 신호를 왜곡하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각 단말별 채널 정보를 수신하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하여,
    상기 인코더는 각 단말별 채널 정보를 이용하여 해당 채널에 대한 간섭 신호의 영향을 검사하고, 다른 채널에 의해 간섭을 받는 수신 안테나에 대해 모듈로 연산을 통해 상기 간섭 신호에 비례하는 정수값을 더하여 왜곡된 송신 신호를 해당 수신 안테나로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 삭제
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