KR101457560B1 - 수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 수신 장치는 복수의 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 선정하는 합성 양자화부와 수신된 신호들에 에러가 있는지 여부를 검출하는 에러 검출부 및 에러 검출 결과에 따라, 복수의 안테나들의 조합을 전환시키는 안테나 전환부를 포함하고, 합성 양자화부는 선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 송신 장치에 귀환시킴으로써, 귀환 정보량을 줄이면서도 재송 제어에 의해 얻어지는 다이버시티 효과를 가질 수 있다.

Description

수신 장치 및 방법{Receiving apparatus and method}
본 발명은 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 이동 통신 시스템에서의 멀티 사용자 MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 시스템에 포함되는 수신 장치, 수신 방법, 이러한 수신 장치와 방법에 대응되는 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 장치간의 통신 속도를 고속화하는 기술 중 하나로서 다입력·다출력 전송 방식이 알려져 있다. 이 방식은 글자 그대로 복수의 안테나들을 이용한 신호의 입출력을 기본으로 하고 있다. 이 방식의 특징은 서로 다른 복수의 안테나를 이용하여 같은 타이밍에 같은 주파수로 복수의 송신 데이터를 한번에 송신할 수 있는 점에 있다. 따라서, 동시에 송신 가능한 채널의 수가 증가함에 따라, 증가한 채널의 수만큼 단위 시간당 송신 가능한 정보량을 증가시킬 수 있게 된다. 또한 이 방식은 통신 속도를 향상시키면서도, 점유하는 주파수 대역이 증가하지 않는다는 이점도 있다.
그러나, 동일 주파수의 반송파 성분을 가진 복수의 변조 신호가 동시에 송신되기 때문에, 수신측에서 혼합된 변조 신호를 분리하는 수단이 필요하게 된다. 그 래서, 수신측에서는 무선 전송로의 전송 특성을 나타내는 채널 행렬이 추정하고, 그 채널 행렬에 기초하여 수신 신호로부터 각 서브 스트림에 대응되는 송신 신호를 분리한다. 이때, 채널 행렬은 파일럿 심볼 등을 이용하여 추정된다.
그렇지만, 전송로 내에서 부가되는 잡음이나 서브 스트림간에 생기는 간섭 등의 영향을 충분히 제거하여 서브 스트림마다 송신 신호를 정밀하게 재현하려면 특별한 아이디어가 필요하다. 근래 MIMO 신호 검출에 관한 다양한 기술이 개발되고 있다. 특히 최근에는 MIMO 방식의 신호 전송이 가능한 복수의 통신 장치를 포함하는 멀티 사용자 MIMO 시스템에 관하여 관심이 집중되고 있다. 멀티 사용자 MIMO 시스템에서의 신호 검출 방법으로는, 예를 들면 최소 평균 제곱 오차(MMSE:Minimum Mean Squared Error, 이하 'MMSE'로 칭하기로 한다) 검출을 이용하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 수신측에서 MMSE 검파 후의 SINR(Signal power to Interference plus Noise power Ratio)을 산출하여 송신측에 귀환시키고, 이 MMSE 검파 후의 SINR에 기초하여 전송 제어 파라미터를 설정함으로써 전송 특성을 향상시키는 기술이다.
또한 이러한 MMSE 검파 방식보다도 전송 특성을 향상시킬 수 있는 방식으로, 예를 들면 최대 우도(ML:Maximum Likelihood, 이하 'ML'이라 칭하기로 한다) 검파 방식 등을 멀티 사용자 MIMO 시스템의 수신측에 이용할 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 송신 장치로의 귀환 정보량을 감소시키면서 재송 제어에 의한 다이버시티 효과를 가질 수 있는 수신 장치, 수신 방 법, 이러한 수신 장치와 방법에 대응되는 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 수신 장치는 복수의 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 상기 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 선정하는 합성 양자화부; 수신된 신호들에 에러가 있는지 여부를 검출하는 에러 검출부; 및 상기 에러 검출 결과에 따라, 상기 복수의 안테나들의 조합을 전환시키는 안테나 전환부를 포함하고, 상기 합성 양자화부는 상기 선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 상기 송신 장치에 귀환시킨다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 수신 방법은 복수의 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 상기 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 선정하는 단계; 수신된 신호들에 에러가 있는지 여부를 검출하는 단계; 상기 에러 검출 결과에 따라, 상기 복수의 안테나들의 조합을 전환시키는 단계; 및 상기 선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 상기 송신 장치에 귀환시키는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 수신 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 송신 장치는 수신 장치로부터 귀환된 소정 신호에 따라 송신 데이터의 재송 여부를 판단하는 재송 제어부; 상기 판단 결과에 따라 상기 수신 장치로부터 귀환된 소정 양자화 벡터의 인덱스에 기초하여, 채널 행렬에 따른 빔포밍 행렬을 산출하는 빔포밍 행렬 생성 부; 및 상기 산출된 빔포밍 행렬을 이용하여, 송신 신호에 빔포밍을 실시하여 송신하는 빔포밍 처리부를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 송신 방법은 수신 장치로부터 귀환된 소정 신호에 따라 송신 데이터의 재송 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 따라 상기 수신 장치로부터 귀환된 소정 양자화 벡터의 인덱스에 기초하여, 빔포밍 행렬을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 빔포밍 행렬을 이용하여, 송신 신호에 빔포밍을 실시하여 송신하는 단계를 포함한다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해서 상세히 설명한다. 더욱이 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
우선, 본 발명에 관한 바람직한 실시예들에 대해서 설명하기에 앞서, 이하에서 설명하는 본 발명의 각 실시예에 관한 기술에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 간단히 설명한다.
[안테나 순회 치환형 자동 재송 제어 방법]
도 1은 안테나 순회 치환형의 자동 재송 제어 가능한 통신 시스템(1)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하여 안테나 순회 치환형의 자동 재송 제어 가능한 통신 시스템(1)의 구성을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 순회 치환형의 자동 재송 제어 가능한 통신 시스템(1)은 하이브리드 ARQ 방식을 채용한 MIMO 시스템으로서, 송신 장치(10) 와 수신 장치(40)로 구성된다.
(송신 장치(10)의 구성)
우선, 송신 장치(10)의 구성에 대해서 설명한다. 송신 장치(10)는 재송 제어부(12), 에러 검출 부호화부(14), 에러 정정 부호화부(16), 변조 매핑부(18), 안테나 순회 치환부(20) 및 복수의 안테나(22)로 구성된다.
먼저, 각 스트림마다 송신 데이터가 생성되어 각 재송 제어부(12)에 입력된다. 재송 제어부(12)는 수신 장치(40)에서 귀환된 ACK/NACK (ACKnowledgement/Non-ACKnowledgement)신호에 따라 새로운 송신 데이터 또는 이전에 송신한 송신 데이터를 에러 검출 부호화부(14)에 입력한다. 에러 검출 부호화부(14)는 입력된 송신 데이터에 소정의 에러 검출 부호를 부가한다. 이때의 에러 검출 부호로는, 예를 들면 순회 부호, 허밍 부호, 리드·솔로몬 부호, 또는 터보 부호 등이 될 수 있다.
에러 검출 부호가 부가된 송신 데이터는 에러 정정 부호화부(16)에 입력된다. 에러 정정 부호화부(16)는 송신 데이터에 에러 정정 부호를 부가한다. 그리고, 에러 정정 부호가 부가된 송신 데이터는 변조 매핑부(18)에 입력되고, 변조 매핑부(18)는 소정의 변조 방식에 기초하여 입력된 송신 데이터를 변조 매핑함으로써 스트림별 송신 심볼을 생성한다. 그리고, 스트림별 송신 심볼을 성분으로 하는 송신 심볼 벡터는 안테나 순회 치환부(20)에 입력되고, 안테나 순회 치환부(20)는 각 송신 심볼 벡터를 할당하는 안테나(22)의 조합을 순회 치환(cyclic-shift)한다. 따라서 이전에 송신한 패킷과 동일한 패킷을 송신하였다고 해도, 순회 치환시마다 다른 채널 이득을 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
(수신 장치(40)의 구성)
다음으로, 수신 장치(40)의 구성에 대해서 설명한다. 수신 장치(40)는 복수의 안테나(42), MIMO 신호 검출부(44), 패킷 합성부(46), 에러 정정 복호부(48) 및 에러 검출부(50)로 구성된다.
MIMO 신호 검출부(44)는 복수의 안테나(42)를 통해 수신된 수신 신호로부터, 사전에 추정된 채널 행렬에 기초하여 스트림별 송신 신호를 검출하고, 검출된 송신 신호를 패킷 합성부(46)에 입력시킨다.
패킷 합성부(46)는 입력된 송신 신호가 재송된 것인 경우, 에러가 검출된 재송 전의 송신 신호와 입력된 새로운 송신 신호를 합성하고, 합성된 송신 신호를 에러 정정 복호부(48)에 입력시킨다.
에러 정정 복호부(48)는 송신 장치(10)에서 부가된 소정의 에러 정정 부호에 의해 에러 정정 복호를 수행함으로써 송신 데이터를 복원하고, 복원된 송신 데이터를 에러 검출부(50)에 입력시킨다.
에러 검출부(50)는 송신 장치(10)에서 부가된 소정의 에러 검출 부호에 기초하여 송신 데이터의 에러를 검출한다. 그리고, 에러가 검출된 경우 에러 검출부(50)는 송신 장치(10)에 NACK를 귀환시키고, 에러가 검출되지 않은 경우 에러 검출부(50)는 송신 장치(10)에 ACK를 귀환시킨다.
(자동 재송 제어 처리의 흐름)
도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템(1)에서의 자동 재송 제어 처리의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하여, 도 1에 도시된 가진 송신 장치(10) 및 수신 장치(40)에 의한 자동 재송 제어 처리의 흐름에 대해서 간단히 설명한다.
우선, 송신 장치(10)는 수신 장치(40)에 대해 송신 심볼 벡터(s=[s1,s2,s3,s4]T)를 송신한다. 이는 첫번째 송신이다. 그리고, 이 송신 심볼 벡터(s)로부터 재생된 송신 데이터인 재생 데이터에 에러가 검출되면, 수신 장치(40)는 NACK를 송신 장치(10)로 귀환시킨다. 그러면, 송신 장치(10)는 안테나 순회 치환부(20)에 의해 각 송신 안테나에 할당되는 송신 심볼들을 순회 치환(cyclic-shift)하고, 송신 심볼 벡터(s=[s4,s1,s2,s3]T)를 재송신한다. 이와 같이 재생 데이터에 에러가 검출될 때마다 송신 장치(10)와 수신 장치(40) 간에 패킷의 재송이 반복된다.
또한, 수신 장치(40)는 재생 데이터에 에러가 검출되면, 다시 송신 장치(10)에 NACK를 귀환시킨다. 송신 장치(10)는 재송 간격마다 안테나의 순회 치환을 실시하여 NACK에 따라 재송되는 각 송신 심볼의 할당 안테나를 변경한다. 따라서, 재송된 패킷은 그 이전에 송신된 동일 패킷을 송신했던 안테나와는 다른 안테나로부터 송신된다. 그 결과, 재송 패킷과 이전에 송신된 동일 패킷은 다른 채널 이득을 얻게 되어 수신 장치(40)에서 패킷 합성함으로써 안테나 전환에 의한 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.
[채널 벡터의 합성 양자화 방법]
다음으로 도 3 및 도 4를 참조하여 채널 벡터의 합성 양자화 방법에 대해서 설명한다. 이 방법에 의하면, 복수의 채널 벡터를 합성하여 양자화함으로써 양자화 비트수를 증가시키지 않고도 양자화 정밀도를 향상시킬 수 있다.
우선, 도 3을 참조하여 복수의 채널 벡터를 합성 양자화하는 수단을 포함한 수신 장치(60)의 구성에 대해서 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수신 장치(60)는 주로 채널 추정 유닛으로서, 채널 추정부(62),(64), 기억부(66), 합성 양자화부(68)를 포함한다. 또한, 수신 장치(60)는 채널 추정 유닛 이외에 신호 합성부(70) 및 합성 계수 취득부(72)를 포함한다.
채널 추정부(62)는 하나의 안테나에 의해 수신된 신호에 기초하여 송신 장치(10)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 가진 채널 벡터(h1=[h11,h12,h13]T)를 추정한다. 마찬가지로 채널 추정부(64)는 상기 하나의 안테나가 아닌 다른 안테나에 의해 수신된 신호에 기초하여 송신 장치(10)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 가진 채널 벡터(h2=[h21,h22,h23]T)를 추정한다. 그리고, 이러한 채널 추정부들(62, 64)에 의해 추정된 채널 벡터(h1,h2)는 합성 양자화부(68)에 입력된다.
합성 양자화부(68)는 채널 추정부들(62, 64)에 의해 추정된 두 개의 채널 벡터(h1,h2)를 합성함으로써 합성 채널 벡터(h')를 생성한다. 이때의 합성 채널 벡터((h')는 다음과 같이 표시된다.
Figure 112008001233113-pat00001
이때, a 및 b는 합성 계수이다. 그리고, 합성 양자화부(68)는 기억부(66)에 기록된 양자화 코드북을 참조하여 합성 채널 벡터(h')에 적합한 양자화 벡터를 선정하고 그 양자화 벡터의 인덱스를 송신 장치(10)에 귀환시킨다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 합성 양자화부(68)는 합성 채널 벡터(h')와의 각도차가 최소가 되는 양자화 벡터(q=[q1,q2,q3]T)를 선정한다.
도 4에 도시된 예에서는, 송신 장치(10)의 각 안테나에 대응되는 세개의 축이 설정되어 있고, 해당 세개의 축으로 규정되는 공간에 복수의 양자화 벡터, 채널 추정부들(62, 64)에 의해 각각 추정된 채널 벡터(h1,h2) 및 그 합성 채널 벡터(h')가 기재되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 합성 양자화부(68)는 합성 채널 벡터(h')와의 각도차가 가장 작아지는 양자화 벡터(q)를 선정한다. 이때, 합성 양자화부(68)는, 예를 들면 합성 채널 벡터(h')가 양자화 벡터(q)에 근사하도록 합성 계수(a,b)를 결정한다. 그리고, 이러한 채널 벡터(h1,h2)의 합성 방법에는, 선택 합성법(selective combining method), 최대비 합성법(maximum ratio combining method) 또는 양자화 오차 최소 합성법 등이 사용될 수 있다.
합성 계수 취득부(72)는 합성 양자화부(68)에 의해 결정된 합성 계수(a,b)를 취득하여 신호 합성부(70)에 입력시킨다. 그런데, 이 합성 계수(a,b)는 합성 양자 화부(68)에 의해 선정된 양자화 벡터(q)의 정보와 채널 벡터(h1,h2)의 정보에 기초하여, 합성 계수 취득부(72)에 의해 산출되어도 좋다. 이 경우, 합성 양자화부(68)는, 예를 들면 채널 벡터(h1,h2)를 단순하게 합성한 합성 채널 벡터에 기초하여 양자화 벡터(q)를 결정할 수도 있다.
이러한 채널 벡터의 합성 양자화 방법을 적용하면, 합성 채널 벡터(h')와 양자화 벡터(q)간의 각도차가 합성 계수(a,b)를 사용하여 조정되기 때문에 양자화 비트수를 증대시키지 않고도 양자화 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 귀환된 양자화 벡터 인덱스에 기초하여 빔포밍된 송신 신호를 수신하는 경우, 수신 장치(60)는 신호 합성부(70)에 의해 각 안테나에 수신된 신호에 합성 계수를 곱한 후에 각 신호를 합성한다.
이상 설명한 방법을 사용하면 송신 장치(10)에 빔포밍 등에 이용되는 서브 채널 행렬에 관한 정보를, 적은 귀환 비트수를 사용하여 귀환시킬 수 있다. 다음으로 이 방법의 응용예로서, 귀환 정보량을 줄이면서 복수의 안테나에 의한 다중 이득을 얻을 수 있는 멀티 사용자 MIMO 방식의 통신 시스템(1000)의 구성에 대해서 설명한다.
[통신 시스템(1000)의 시스템 구성]
도 5는 통신 시스템(1000)의 시스템 구성 및 통신 시스템(1000)에 포함되는 송신 장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 6은 통신 시스템(1000)에 포함되는 수신 장치(200)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 통신 시스템(1000)의 시스템 구성에 대해서 설명한다.
(송신 장치(100)의 기능 구성)
우선, 도 5를 참조하여, 통신 시스템(1000)에 포함되는 송신 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다.
도 5의 예에서는, 송신 장치(100)의 안테나 개수를 네 개, 각 수신 장치(200)의 안테나 개수를 네 개로 하였으나, 송신 장치(100) 및 각 수신 장치(200)의 안테나 개수는 이에 한정되지 않는다. 그리고, 수신 장치(200)의 안테나 개수는 수신 장치(200)(#1)와 수신 장치(200)(#2)가 서로 달라도 무관하다. 그리고, 도 5의 예에서는, 각 수신 장치(200)가 두 개의 안테나를 안테나 합성에 이용하기 때문에, 선택된 수신 장치(200)(#1)와 수신 장치(200)(#2)에 각각 송신되는 스트림 개수는 두 개이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 송신 장치(100)는 양자화 벡터 재생부(102), 사용자 선택부(104), 빔포밍 행렬 산출부(106), SP 변환부(112), 채널 부호화부(114), 변조 매핑부(116), 빔포밍 처리부(118) 및 복수의 안테나들(120)로 구성된다.
(양자화 벡터 재생부(102))
양자화 벡터 재생부(102)는 양자화 코드북을 참조하여 각 수신 장치(200)에서 귀환된 양자화 벡터 인덱스에 기초하여 각 수신 장치(200)에 의해 추정된 채널 벡터에 대응되는 양자화 벡터를 선정한다. 그리고, 양자화 벡터 재생부(102)는 선정된 양자화 벡터를 사용자 선택부(104)에 입력시킨다.
(사용자 선택부(104))
먼저, 사용자 선택부(104)는 양자화 벡터 재생부(102)로부터 입력된 각 수신 장치(200)에 대응되는 양자화 벡터(q(#1),q(#2))에 기초하여, 빔포밍 후의 채널 용량이 최대가 되도록 신호가 동시에 송신되는 송신처가 되는 수신 장치(200)의 조합을 선택한다. 그리고, 사용자 선택부(104)는 각 수신 장치(200)를 표시하는 사용자 인덱스를 사용하여, 선택된 수신 장치(200)의 조합을 빔포밍 행렬 산출부(106)에 통지한다. 또 송신 장치(100)는 사용자 선택부(104)에 의해 선택된 수신 장치(200)의 조합 즉, 사용자 인덱스의 조합에 따라 스트림별로 할당되는 데이터(데이터(u1), 데이터(u2))를 결정하여 SP 변환부(112)에 입력시킨다.
SP 변환부(112)는 입력된 스트림별 데이터를 시리얼/패러럴 변환하여 복수의 서브 스트림에 할당하고 이를 채널 부호화부(114)에 입력시킨다. 이어서 채널 부호화부(114)는 SP 변환부(112)로부터 입력된 서브 스트림별 데이터를 채널 부호화하여 변조 매핑부(116)에 입력한다. 그리고, 변조 매핑부(116)는 채널 부호화된 서브 스트림별 데이터를 소정의 변조 차수로 변조 매핑하고, 서브 스트림별 송신 심볼을 결정하여 결정된 서브 스트림별 송신 심볼을 빔포밍 처리부(118)에 입력시킨다.
(빔포밍 행렬 산출부(106))
빔포밍 행렬 산출부(106)는 각 수신 장치(200)로부터 귀환된 서브 채널에 기초하여 빔포밍 행렬을 산출한다. 먼저, 빔포밍 행렬 산출부(106)는 사용자 선택부(104)에 의해 선택된 수신 장치들이 수신 장치(200)(#1) 및 수신 장치(200)(#2) 라 할 때, 식(1)로 표시되는 수신 장치(200)(#1)로부터 귀환된 채널 행렬 H1, 식(2)로 표시되는 수신 장치(200)(#2)로부터 귀환된 채널 행렬 H2 를 이용하여, 식(3)에 표시된 바와 같이 선택된 수신 장치들에 대한 채널 행렬 H를 생성한다. 이때, 위첨자 H는 에르미트(hermitian) 연산을 나타내는 기호이다.
Figure 112008001233113-pat00002
Figure 112008001233113-pat00003
Figure 112008001233113-pat00004
Figure 112008001233113-pat00005
그리고, 빔포밍 행렬 산출부(106)는 선택된 각 수신 장치(200)로부터 채널 행렬에 다음의 식 (4)에 나타난 바와 같이 역행렬 연산을 함으로써 빔포밍 행렬(W)을 산출한다.
이때, 빔포밍 행렬은 복수의 안테나를 통해 신호를 송신할 때, 채널의 상태에 따라 가중치를 가함으로써 수신 장치(200)가 목적한 신호를 수신할 수 있도록 하는 행렬을 말한다. 이때, 위첨자 H는 에르미트(hermitian) 연산을 나타내는 기호이다.
Figure 112008001233113-pat00006
빔포밍 처리부(118)는 빔포밍 행렬 산출부(106)에 의해 산출된 빔포밍 행렬(W)을 송신 심볼에 작용시켜 수신 장치들(200)에 대해 송신한다.
(수신 장치(200)의 기능 구성)
다음으로, 도 6을 참조하여 통신 시스템(1000)에 포함되는 수신 장치(200)의 구성에 대해서 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 수신 장치(200)는 채널 추정부(202, 204, 214, 222, 224, 234), 합성 양자화부(206, 226), 기억부(208, 228), 합성 계수 취득부(210, 230), 신호 합성부(212, 232) 및 MIMO 신호 검출부(240)로 구성된다.
(채널 추정부(202),(204))
채널 추정부(202)는 안테나(1)에 의해 수신된 신호에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 갖는 채널 벡터(h1=[h11,h12,h13,h14]T)를 추정한다. 마찬가지로, 채널 추정부(204)는 안테나(2)에 의해 수신된 신호에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 갖는 채널 벡터(h2=[h21,h22,h23,h24]T)를 추정한다. 그리고 채널 추정부(202), (204)는 추정된 채 널 벡터(h1,h2)를 합성 양자화부(206)에 입력시킨다.
(합성 양자화부(206))
합성 양자화부(206)는 채널 추정부(204),(206)에 의해 추정된 두 개의 채널 벡터(h1,h2)를 합성함으로써 합성 채널 벡터(h1')를 생성한다. 이때, 합성 채널 벡터((h1')은 다음의 식(5)와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008001233113-pat00007
Figure 112008001233113-pat00008
이때, a1 및 b1은 합성 계수이다. 또한, 합성 양자화부(206)는 기억부(208)에 기록된 양자화 코드북을 참조하여 합성 채널 벡터(h1')에 적합한 양자화 벡터를 선정하고, 그 양자화 벡터의 인덱스를 송신 장치(100)에 귀환시킨다. 예를 들면, 합성 양자화부(206)는 합성 채널 벡터(h1')간의 각도차가 최소가 되는 양자화 벡터(q1=[q11,q12,q13,q14]T)를 선정한다. 그리고, 채널 벡터의 합성 방법에는, 선택 합성, 최대비 합성 또는 양자화 오차 최소 합성 등의 방법이 사용될 수 있다.
(채널 추정부(222),(224))
채널 추정부(222)는 안테나(3)에 의해 수신된 신호에 기초하여, 송신 장 치(100)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 가진 채널 벡터(h3=[h31,h32,h33,h34]T)를 추정한다. 마찬가지로, 채널 추정부(224)는 안테나(4)에 의해 수신된 신호에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 가진 채널 벡터(h4=[h41,h42,h43,h44]T)를 추정한다. 그리고, 채널 추정부(222) 및 채널 추정부(224)에 의해 추정된 채널 벡터(h3,h4)는 합성 양자화부(226)에 입력된다.
(합성 양자화부(226))
합성 양자화부(226)는 채널 추정부(224), (226)에 의해 추정된 두 개의 채널 벡터(h3,h4)를 합성함으로써 합성 채널 벡터(h2')를 생성한다. 이때, 합성 채널 벡터((h2')은 다음의 식(6)과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008001233113-pat00009
Figure 112008001233113-pat00010
이때, a2 및 b2는 합성 계수이다. 또한 합성 양자화부(226)는 기억부(228)에 기록된 양자화 코드북을 참조하여 합성 채널 벡터(h2')에 적합한 양자화 벡터를 선정하고 그 양자화 벡터의 인덱스를 송신 장치(100)에 귀환시킨다. 예를 들면, 합성 양자화부(226)는 합성 채널 벡터(h2')간의 각도차가 최소가 되는 양자화 벡터(q2=[q21,q22,q23,q24]T)를 선정한다.
상기와 같이, 복수의 안테나에 의해 수신된 신호들에 기초하여 추정된 복수의 채널 벡터들은 복수의 조로 나누어 합성 양자화된다. 즉, 본 실시예에 따른 수신 장치(200)는 복수의 채널 벡터들을 합성 양자화하는 수단(합성 양자화부(206),(226))을 「여러 개」 구비하고 있다. 그 결과, 복수의 채널 벡터들이 송신 장치(100)에 귀환되기 때문에 송신 장치(100)는 이들에 기초하여 복수의 스트림들을 송신할 수 있게 된다. 따라서, 이하에서는 복수의 스트림들을 분리하는 MIMO 신호 검출에 관한 수단에 대해서 설명한다.
(합성 계수 취득부(210),(230))
합성 계수 취득부(210)는 복수의 채널 벡터(h1),(h2)의 합성 채널 벡터(h1')와 합성 양자화부(206)에 의해 선정된 양자화 벡터(q1)간의 각도차가 줄어들도록 복수의 채널 벡터(h1,h2)에 각각 곱해지는 합성 계수(a1,b1)를 취득한다. 또한, 합성 계수 취득부(210)는 복수의 채널 벡터(h1,h2)의 정보와 선정된 양자화 벡터(q1)의 정보에 기초하여 합성 계수(a1,b1)를 산출할 수도 있다. 그리고, 합성 계수 취득부(210)는 취득된 합성 계수(a1,b1)의 정보를 신호 합성부(212)에 입력시킨다.
마찬가지로, 합성 계수 취득부(230)는 복수의 채널 벡터(h3,h4)의 합성 채널 벡터(h2')와 합성 양자화부(226)에 의해 선정된 양자화 벡터(q2)간의 각도차가 줄어들도록 복수의 채널 (h3,h4)에 각각 곱해지는 합성 계수(a2,b2)를 취득한다. 또한, 합성 계수 취득부(230)는 복수의 채널 (h3,h4)의 정보와 선정된 양자화 벡터(q2)의 정보에 기초하여 합성 계수(a2,b2)를 산출할 수도 있다. 그리고, 합성 계수 취득부(230)는 취득된 합성 계수(a2,b2)의 정보를 신호 합성부(232)에 입력시킨다.
(신호 합성부(212),(232))
신호 합성부(212)는 합성 양자화부(206)에 대응되는 복수의 안테나(1)(2)에 의해 수신된 복수의 수신 신호(r1,r2)를 합성한다. 이때, 신호 합성부(212)는 합성 계수 취득부(210)에 의해 입력된 합성 계수(a1,b1)를 각 수신 신호에 곱한 후에 합성한다. 예를 들면, 신호 합성부(212)는 안테나(1)에 의해 수신된 수신 신호(r1)에 대해 합성 계수(a1)를 곱하고 안테나(2)에 의해 수신된 수신 신호(r2)에 대해 합성 계수(b1)를 곱한다. 즉, 신호 합성부(212)는 합성 계수(a1,b1)를 곱한 수신 신호(r1,r2)를 합성함으로써 합성 신호(R1=a1×r1+b1×r2)를 생성한다.
마찬가지로, 신호 합성부(232)는 합성 양자화부(226)에 대응되는 복수의 안테나(3)(4)에 의해 수신된 복수의 수신 신호(r3,r4)를 합성한다. 이때, 신호 합성부(232)는 합성 계수 취득부(230)에 의해 입력된 합성 계수(a2,b2)를 각 수신 신호 에 곱한 후에 합성한다. 예를 들면, 신호 합성부(232)는 안테나(3)에 의해 수신된 수신 신호(r3)에 대해 합성 계수(a2)를 곱하고, 안테나(4)로부터 수신한 수신 신호(r4)에 대해 합성 계수(b2)를 곱한다. 즉, 신호 합성부(232)는 합성 계수(a2,b2)를 곱한 수신 신호(r3,r4)를 합성함으로써 합성 신호(R2=a2×r3+b2×r4)를 생성한다.
(채널 추정부(214),(234))
채널 추정부(214)는 신호 합성부(212)에 의해 생성된 합성 신호(R1)에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 가진 채널 벡터(h1'=[h11',h12',h13',h14']T)를 추정한다. 마찬가지로, 채널 추정부(234)는 신호 합성부(232)에 의해 생성된 합성 신호(R2)에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 안테나에 대응되는 벡터 성분을 가진 채널 벡터(h2'=[h21',h22',h23',h24']T)를 추정한다. 채널 추정부(214) 및 채널 추정부(234)에 의해 추정된 채널 벡터(h1',h2')는 MIMO 신호 검출부(240)에 입력된다.
(MIMO 신호 검출부(240))
MIMO 신호 검출부(240)는 신호 합성부(212),(232)에 의해 입력된 합성 신호(R1,R2)와 각 합성 신호에 대응되는 채널 벡터(h1',h2')에 기초하여 스트림별로 수신 신호를 분리하고, 각 스트림의 송신 심볼을 재생한다. 예를 들면, MIMO 신호 검출부(240)는, MMSE 검파 방식이나 MLD 검파 방식 등 다양한 신호 분리 알고리즘을 이용하여 스트림별로 수신 신호를 분리한다.
이상, 수신 장치(200)의 구성에 대해서 설명하였다. 이러한 구성에 의하면 복수의 채널 벡터를 합성 양자화하기 때문에, 채널 벡터의 양자화 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 합성 양자화 수단을 가지기 때문에 송신 장치(100)로부터 복수의 스트림의 신호를 수신할 수 있게 되어 스트림간의 다중 이득을 얻을 수 있게 된다. 또한, MIMO 신호 검출부(240)에 MLD 검파를 적용함으로써 보다 양호한 전송 특성을 얻을 수 있다.
그러나 이러한 통신 시스템(1000)에서 송신 장치(100)는 송신해야 할 각 스트림에 웨이트 벡터를 곱하여 모든 안테나에 의해 송신하기 때문에, 각 안테나에 대한 서브 스트림의 할당을 변경하는 것이 불가능하다는 문제가 있다. 따라서, NACK를 받아 패킷이 재송될 때에 전번과 동일한 채널 이득을 얻을 수밖에 없다. 그 결과, 하이브리드 ARQ를 적용하여도 그 효과가 충분히 발휘되지 않는다는 문제가 있다.
이러한 문제를 감안하여 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예는 수신측에서 안테나 전환을 실시하여 송신측으로 귀환되는 코드북 인덱스를 변경함으로써 패킷 재송시에 다른 채널 이득이 얻을 수 있도록 하는 기술을 제공한다.
<본 발명의 일 실시예>
본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템(5000)의 구성에 대해서 설명한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 관한 통신 시스템(5000)은 송신 장치(500)와 복수의 수신 장치(600)로 구성된다. 이하, 송신 장치(500) 및 수신 장 치(600)의 구성에 대해서 상세히 설명한다.
[송신 장치(500)의 구성]
도 7은 본 실시예에 따른 송신 장치(500)의 구성을 도시한 블록도이다. 우선, 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 송신 장치(500)의 구성에 대해서 설명한다. 다만, 도 5에 도시된 통신 시스템(1000)에 포함되는 송신 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성 요소에 관해서는 중복 설명을 피하기 위하여 동일 부호를 첨부함으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 송신 장치(500)는 양자화 벡터 재생부(102), 사용자 선택부(104), 서브 셋 행렬 설정부(106), 역행렬 연산부(108), 빔포밍 행렬 생성부(110), SP 변환부(112), 재송 제어부(502), 채널 부호화부(114), 변조 매핑부(116), 빔포밍 처리부(118) 및 복수의 안테나(120)로 구성된다. 그리고 도 5에 도시된 송신 장치(100)와의 주된 차이점은 재송 제어부(502)의 구성에 있다. 따라서, 재송 제어부(502)에 대해서 주로 설명하기로 한다.
(재송 제어부(502))
재송 제어부(502)는 각 수신 장치(600)로부터 귀환된 ACK 또는 NACK에 따라 재송 제어할 것인지 여부를 판단하여 필요에 따라 재송 제어한다. 예를 들면, 재송 제어부(502)는 수신 장치(600)로부터 NACK를 수신한 경우, 수신 장치(600)에서 에러가 검출된 재송 데이터에 대응되는 송신 데이터를 다시 채널 부호화부(114)에 입력시킨다. 반대로 수신 장치(600)로부터 ACK를 수신한 경우, SP 변환부(112)로부터 입력된 새로운 송신 데이터를 채널 부호화부(114)에 입력시킨다.
이러한 재송 제어부(502)에 의해 재송 제어가 실현된다. 다만, 통신 시스템(5000)에서는 수신 장치(600)에 재생 데이터에 에러가 검출될 때마다 송신 장치(500)에 대하여 다른 코드북 인덱스가 귀환된다. 따라서, 송신 장치(500)에서는 재송 제어될 때마다 다른 빔포밍 행렬이 생성되고, 그 결과 재송 패킷은 이전에 송신된 동일 패킷과는 다른 채널 이득을 얻을 수 있게 된다.
[수신 장치(600)의 기능 구성]
도 8은 본 실시예에 따른 수신 장치(600)의 구성을 도시한 블록도이다. 다음으로, 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 수신 장치(600)의 구성에 대해서 설명한다. 다만, 도 6에 도시된 수신 장치(200)와 실질적으로 동일한 구성 요소에 관해서는 중복 설명을 피하기 위해 동일 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 수신 장치(600)는 안테나 전환부(602), 채널 추정부(202),(204),(214),(222),(224),(234), 합성 양자화부(206),(226), 기억부(208),(228), 합성 계수 취득부(210),(230), 신호 합성부(212),(232), MIMO 신호 검출부(240), 패킷 합성부(604),(624), 에러 정정 복호부(606),(626) 및 에러 검출부(608),(628)로 구성된다. 이 수신 장치(600)가 도 6에 도시된 수신 장치(200)와의 주요 차이점은, 안테나 전환부(602), 패킷 합성부(604),(624), 에러 정정 복호부(606),(626) 및 에러 검출부(608),(628)에 있다. 따라서, 이러한 구성에 대해서 주로 설명하기로 한다.
(안테나 전환부(602))
안테나 전환부(602)는 에러 검출부(608),(628)에서 통지된 NACK에 따라 안테 나(1) 내지 안테나(4)의 조합을 전환한다. 도 8의 예에서는, 안테나(1)과 안테나(4)를 통해 수신된 신호가 제 1 합성 양자화 유닛에 입력된다. 한편, 안테나(2)와 안테나(3)를 통해 수신된 신호는 제 2 합성 양자화 유닛에 입력된다. 안테나 전환부(602)는 이러한 각 합성 양자화 유닛에 대응되는 안테나의 조합을 전환하는 기능을 수행한다.
수신 안테나수가 네 개이고 합성 양자화 유닛이 두 개인 경우, 네 개에서 두 개씩의 조합을 만들기 때문에, 도 9의 (A) 내지 (F)에 도시된 6가지 전환 패턴이 존재한다. 예를 들면, 안테나 전환부(602)는 이 6가지의 패턴을 순회할 수 있도록 각 수신 안테나와 채널 추정부(202),(204),(222),(224)의 접속을 전환한다. 물론, 순회하는 순서는 임의로 설정될 수 있다. 그리고, 안테나 전환부(602)는 수신 안테나수가 네 개 이상이고, 합성 양자화 유닛의 수가 두 개 이상이라고 해도 그 수에 따른 전환 패턴을 순회하도록 바꿀 수 있다.
(패킷 합성부(604),(624))
패킷 합성부(604)는 에러 검출부(608)에 의해 통지된 NACK에 따라 재송된 재송 패킷과 재송 이전에 송신된 동일의 패킷을 합성한다. 보다 구체적으로는, 패킷 합성부(604)는 재송 패킷과 재송 이전에 송신된 동일 패킷에 대해서, 신호 합성부(212)에 의해 합성된 합성 신호와 채널 추정부(214)에 의해 추정된 채널 벡터에 기초하여 MIMO 신호 검출부(240)에 의해 검출된 스트림별 송신 신호를 합성한다. 재송 제어가 반복 실시된 경우, 패킷 합성부(604)는 재송 이전에 송신된 복수의 동일 패킷이 재송 패킷에 합성한다.
마찬가지로 패킷 합성부(624)는 재송 패킷과 재송 이전에 송신된 동일 패킷에 대해서, 신호 합성부(232)에 의해 합성된 합성 신호와 채널 추정부(234)에 의해 추정된 채널 벡터에 기초하여 MIMO 신호 검출부(240)에 의해 검출된 스트림별 송신 신호를 합성한다. 그리고 패킷 합성부(604),(624)는 각각 합성된 패킷을 에러 정정 복호부(606),(626)에 입력시킨다.
(에러 정정 복호부(606),(626))
에러 정정 복호부(606)는 패킷 합성부(604)에 의해 합성된 패킷에 대해 에러 정정 복호를 실시함으로써 스트림별 송신 데이터(이하, 재생 스트림이라 칭하기로 한다)를 재생한다. 마찬가지로, 에러 정정 복호부(626)는 패킷 합성부(624)에 의해 합성된 패킷에 대해 에러 정정 복호를 실시함으로써 스트림별 송신 데이터를 재생한다. 그리고 에러 정정 복호부(606),(626)는 각각 재생 스트림을 에러 검출부(608),(628)에 입력시킨다.
(에러 검출부(608),(628))
에러 검출부(608)는 에러 정정 복호부(606)에 의해 복호된 재생 스트림에 대하여, 에러 검출 부호에 기초하여 에러 검출을 실시한다. 마찬가지로, 에러 검출부(628)는 에러 정정 복호부(626)에 의해 복호된 재생 스트림에 대하여, 에러 검출 부호에 기초하여 에러 검출을 실시한다. 에러 검출부(608),(628)는 재생 스트림에 에러가 검출되는 경우, 송신 장치(500)에 대해 NACK를 귀환시킴과 동시에 안테나 전환부(602) 및 패킷 합성부(604),(624)의 각각에 대해 NACK를 통지한다. 반면, 재생 스트림에 에러가 검출되지 않은 경우, 에러 검출부(608),(628)는 송신 장 치(500)에 대해 ACK를 귀환시킴과 동시에 안테나 전환부(602) 및 패킷 합성부(604),(624)의 각각에 대해 ACK를 통지한다.
그리고, NACK가 통지되면 안테나 전환부(602)에 의해 수신 안테나의 조합이 전환되고, 재송된 파일럿 신호에 기초하여 채널 추정부(204),(224) 및 합성 양자화부(206),(226)에 의해 새로 코드북 인덱스가 선정된다. 그리고 이 새로운 코드북 인덱스가 송신 장치(500)에 귀환되고, 그 코드북 인덱스에 기초하여 산출된 새로운 빔포밍 행렬을 사용하여 빔포밍이 실행된 송신 신호가 재송된다. 이러한 자동 재생 제어에 관한 귀환 및 송신 타이밍을 도시한 것이 도 10이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 최초에 송신된 파일럿 신호에 기초하여, 수신 장치(600)는 스트림별 채널 벡터를 추정하여 합성 양자화한다(S102). 계속해서 송신 장치(500)는 수신 장치(600)로부터 귀환된 코드북 인덱스에 기초하여 빔포밍 후의 채널 용량이 커지도록 송신처가 되는 수신 장치(600)의 조합을 선택한다(S104). 그 다음에, 송신 장치(500)는 빔포밍 행렬을 계산하고(S106), 빔포밍후의 송신 신호를 선택된 수신 장치(600)를 향하여 송신한다(S108).
수신 장치(600)는 스트림별 송신 데이터를 재생하여(S110), 에러 검출을 실시한다. 그리고, 재생된 송신 데이터에 에러가 검출된 경우, 수신 장치(600)는 송신 장치(500)에 NACK를 귀환시킨다. 그리고, 수신 장치(600)는 합성 양자화되는 채널 벡터의 조합이 변경되도록 수신 안테나의 조합을 전환하여 새로 코드북 인덱스를 재선출한다(S112).
이때, 송신 장치(500)는 NACK에 따라 데이터의 재송 제어 처리를 실행한 다(S114). 그리고, 송신 장치(500)는 수신 장치(600)로부터 다시 귀환된 코드북 인덱스에 기초하여 빔포밍 행렬을 재계산한다(S116). 그 다음에, 송신 장치(500)는 재계산된 빔포밍 행렬에 기초하여 빔포밍이 이루어진 송신 신호를 수신 장치(600)에 대하여 재송한다(S118).
수신 장치(600)는 재송된 송신 신호를 수신하여, 패킷 합성한 후에 스트림별 송신 데이터를 재생한다(S120). 재생된 송신 데이터에 다시 에러가 검출된 경우, 수신 장치(600)는 송신 장치(500)에 NACK를 귀환시킴과 동시에 안테나의 조합을 전환하여 새로운 코드북 인덱스를 선출하고(S122), 송신 장치(500)에 선출된 코드북 인덱스를 귀환시킨다. 이때, 송신 장치(500)는 송신 데이터의 재송 제어를 실시한다(S124). 이어서, 송신 장치(500)는 수신 장치(600)로부터 다시 귀환된 코드북 인덱스에 기초하여 빔포밍 행렬을 재계산하고(S126), 새로 빔포밍이 실행된 송신 신호를 수신 장치(600)에 대해 재송한다(S128). 그리고 수신 장치(600)는 다시 송신 데이터의 재생 처리를 실행한다(S130).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태를 적용하면 제로 포싱(forcing) 빔포밍을 사용하는 멀티 사용자 MIMO 시스템에서, 각 수신 장치가 4개 이상의 수신 안테나를 가진 경우에 귀환 정보량을 삭감하면서 각 수신 장치에 대한 최대 전송 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 첫번째 송신 스트림과 재송된 스트림에서 다른 채널 이득을 얻을 수 있기 때문에 하이브리드 ARQ에 의한 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 각 수신 장치에 대한 전송 특성의 개선이나 최대 처리량(throughput)의 향상이 실현된다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명했으나, 본 발명은 상기 예에 한정되지 않는다는 것은 말할 것도 없다. 당업자라면, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 생각해낼 수 있는 것은 분명하며, 그들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
상기 각 실시형태에 관한 설명에서 송신 장치 및 수신 장치의 안테나 수를 네 개라고 했지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 또 상기 설명에서 수신 장치의 안테나를 동일 개수의 안테나의 조로 나누는 예를 나타내었으나, 조마다 다른 개수의 안테나로 구성되어 있어도 좋다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
도 1은 안테나 순회 치환형의 자동 재송 제어가 가능한 통신 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템에서의 자동 재송 제어 처리의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 복수의 채널 벡터를 합성 양자화하는 수단을 포함하는 수신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 합성 양자화부가 채널 벡터를 합성 양자화하는 방법의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 합성 양자화 방법을 적용한 송신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 합성 양자화 방법을 적용한 수신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 도 8의 안테나 전환부에 의한 안테나 조합의 일 예를 도시한 것이다.
도 10 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 재송 제어에 관한 귀환 및 송신 타이밍을 도시한 도면이다.

Claims (17)

  1. 복수의 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 상기 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 선정하는 합성 양자화부;
    수신된 신호들에 에러가 있는지 여부를 검출하는 에러 검출부; 및
    상기 에러 검출 결과에 따라, 상기 복수의 안테나들의 조합을 전환시키는 안테나 전환부를 포함하고,
    상기 합성 양자화부는 상기 선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 송신 장치에 귀환시키고, 상기 합성된 채널 벡터와의 각도차가 가장 작은 양자화 벡터를 상기 소정의 양자화 벡터로 선정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 안테나들은
    상기 수신된 신호들에 대응되는 신호로서, 상기 송신 장치에 상기 귀환된 인덱스에 대응되는 소정의 양자화 벡터에 기초하여 빔포밍이 이루어진 신호들을 수신하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 합성 양자화부는
    상기 수신된 신호들을 기초로 하여, 상기 전환된 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 상기 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 재선정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 합성 양자화부는
    상기 재선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 상기 송신 장치에 귀환시키는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신된 신호들을 상기 전환된 안테나들의 조합에 따라 합성함으로써 합성 신호를 생성하는 신호 합성부; 및
    상기 생성된 합성 신호로부터 추정되는 채널 행렬에 기초하여, 스트림별로 수신 신호들을 검출하는 신호 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 장치는 멀티 사용자 MIMO 시스템에 포함되는 사용자 단말인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 에러가 검출된 신호들을 이용하여 검출된 신호들과, 상기 에러가 검출된 신호들에 대응되는 신호로서 상기 송신 장치에 상기 귀환된 인덱스에 대응되는 소정의 양자화 벡터에 기초하여 빔포밍이 이루어진 신호들을 이용하여 검출된 신호들을 합성하는 패킷 합성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  8. 삭제
  9. 복수의 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 상기 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 선정하는 단계;
    수신된 신호들에 에러가 있는지 여부를 검출하는 단계;
    상기 에러 검출 결과에 따라, 상기 복수의 안테나들의 조합을 전환시키는 단계; 및
    상기 선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 송신 장치에 귀환시키는 단계를 포함하고,
    상기 소정 양자화 벡터를 선정하는 단계는 상기 합성된 채널 벡터와의 각도차가 가장 작은 양자화 벡터를 상기 소정의 양자화 벡터로 선정하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 안테나들은
    상기 수신된 신호들에 대응되는 신호로서, 상기 송신 장치에 상기 귀환된 인덱스에 대응되는 소정의 양자화 벡터에 기초하여 빔포밍이 이루어진 신호들을 수 신하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 채널 벡터들을 합성하고 소정 양자화 벡터를 재선정하는 단계는
    상기 수신된 신호들을 기초로 하여, 상기 전환된 안테나들의 조합에 따른 채널 벡터들을 합성하고, 상기 합성된 채널 벡터에 따른 소정 양자화 벡터를 재선정하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 수신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 송신 장치에 귀환시키는 단계는
    상기 재선정된 소정 양자화 벡터의 인덱스를 상기 송신 장치에 귀환시키는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 수신 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 수신된 신호들을 상기 전환된 안테나들의 조합에 따라 합성함으로써 합성 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 합성 신호로부터 추정되는 채널 행렬에 기초하여, 스트림별로 수신 신호들을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 수신 장치는 멀티 사용자 MIMO 시스템에 포함되는 사용자 단말인 것 을 특징으로 하는 수신 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 에러가 검출된 신호들을 이용하여 검출된 신호들과, 상기 에러가 검출된 신호들에 대응되는 신호로서 상기 송신 장치에 상기 귀환된 인덱스에 대응되는 소정의 양자화 벡터에 기초하여 빔포밍이 이루어진 신호들을 이용하여 검출된 신호들을 합성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  16. 삭제
  17. 제 9 항 내지 제 15 항의 방법 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5381405B2 (ja) * 2009-06-30 2014-01-08 富士通株式会社 無線通信システム、無線通信装置及び制御装置
JP5625573B2 (ja) * 2010-07-15 2014-11-19 富士通株式会社 無線通信システム及び無線通信装置、並びに無線通信方法
US9252907B2 (en) * 2012-09-14 2016-02-02 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for providing multi-antenna enhancements using multiple processing units
JP7219587B2 (ja) 2018-10-25 2023-02-08 日本電信電話株式会社 無線基地局および無線基地局受信方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060043035A (ko) * 2004-11-02 2006-05-15 삼성전자주식회사 개선된 다중입출력 통신 시스템 및 방법
KR20060055269A (ko) * 2004-11-16 2006-05-23 삼성전자주식회사 재전송 요구 에러 정정 다중 안테나 통신 시스템
KR20070024648A (ko) * 2004-06-25 2007-03-02 인텔 코포레이션 양자화된 빔형성 피드백에 의한 다중입력 다중출력멀티캐리어 통신 시스템 및 방법
KR100790365B1 (ko) * 2006-08-22 2008-01-02 한국전자통신연구원 Ｍｉｍｏ 시스템에서의 패킷 재전송 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100615887B1 (ko) * 2000-04-07 2006-08-25 삼성전자주식회사 되먹임 기능을 갖는 무선 통신 시스템 및 그 방법
JP4464836B2 (ja) * 2005-01-14 2010-05-19 パナソニック株式会社 マルチアンテナ通信装置の通信方法及びマルチアンテナ通信装置
JP2007142922A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受信ダイバーシチ方法および装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070024648A (ko) * 2004-06-25 2007-03-02 인텔 코포레이션 양자화된 빔형성 피드백에 의한 다중입력 다중출력멀티캐리어 통신 시스템 및 방법
KR20060043035A (ko) * 2004-11-02 2006-05-15 삼성전자주식회사 개선된 다중입출력 통신 시스템 및 방법
KR20060055269A (ko) * 2004-11-16 2006-05-23 삼성전자주식회사 재전송 요구 에러 정정 다중 안테나 통신 시스템
KR100790365B1 (ko) * 2006-08-22 2008-01-02 한국전자통신연구원 Ｍｉｍｏ 시스템에서의 패킷 재전송 방법

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