KR101479334B1 - 다중 안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법 - Google Patents

Abstract

다중 안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법은 각 모드에 대한 CQI(Channel Quality Information)를 계산하는 단계 및 상기 각 모드에 대한 CQI를 각 모드에 대한 임계값과 비교하여 임계값 이상인 모드에 대한 CQI를 채널 정보로 하여 전송하는 단계를 포함한다. 사용자 수에 관계없이 전송 성능이 우수하고, 피드백 데이터 양이 줄어든 채널 정보 전송 방법을 얻을 수 있다.

Description

다중 안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법{A METHOD FOR TRANSMITTING CHANNEL INFORMATION IN A MULTIFUL ANTENNA SYSTEM}

본 발명은 채널 정보 전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 안테나 시스템의 채널 정보 전송 방법에 관한 것이다.

정보 통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 고품질 서비스의 출현 등으로 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 다양한 무선 통신 기술들이 여러 분야에서 연구되고 있다.

다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output; 이하 MIMO) 시스템은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템을 말한다. 최근에는 여러 사용자가 공간 자원을 효율적으로 사용하기 위한 다중사용자 MIMO 시스템의 채널 용량에 관한 많은 연구가 진행되고 있다.

각 사용자에게 간섭으로 작용하는 성분인 다른 사용자의 데이터를 기지국에서 미리 제거하여 다른 사용자로부터의 간섭을 줄이는 더티 페이퍼 코딩(DPC)방식은 MIMO 시스템에서 최대의 채널 용량을 제공한다. 그러나, 송신단에서 요구되는 많은 채널 정보와 연산 복잡도로 인하여 실제 시스템에서 구현하기 힘든 문제점이 있다.

실질적인 구현을 위하여 삼성 전자에 의하여 3GPP TSG RAN WG1 #44/R1-060335의 "Downlink MIMO for EUTRA"에서 제안된 PU2RC(Per User Unitary and Rate Control)방식은 동시에 다른 사용자에게 공간상의 자원을 할당하는 기법이다. 이 방식에 따르면, 각 사용자는 직교 기저를 가지는 다수의 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)들 중에서 자신의 채널 전송률을 최대화할 수 있는 프리코딩 행렬 및 벡터를 선택하고, 그 벡터의 인덱스와 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 기지국으로 피드백한다.

종래의 PU2RC 방식은 공간적 영역에서 다중 사용자 다이버시티를 이용한다. 따라서, 사용자 수가 많을 때에는 성능이 우수하지만, 사용자 수가 적을 때에는 다중 사용자 다이버시티를 충분히 얻을 수 없는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여, C. Lee, C. B. Chea, S. Vishwanath, R. W. Health, Jr.에 의하여 2008년 1월, Proc.of the IEEE Radio and Wireless Symposium, Orlando, FL의 "Adaptive Mode Switching in the Gaussian MIMO Broadcast Channel"에서 제안된 ZF(Zero Forcing)수신기와 MMSE SIC(Minimum Mean Squared Error Successive Interference Cancellation)수신기를 사용하는 방법은 다중 사용자 다중 입출력 방식과 단일 사용자 다중 입출력 방식을 적응적으로 사용한다. 이는 SNR(Signal to Noise Ratio)이 높고, 행렬 코드북의 개수가 한 개일 때, 두 가지 방식의 전송률이 사용자 수에 따라 교차함을 확인하고, 그 교차점을 이론적으로 구한다. 그러나, 이 방법에 따르면, 각 사용자는 2가지 종류의 수신기를 모두 가지 고 있어야 하고, 프리코딩 행렬이 여러 개일 때 또는 낮은 SNR에서 적용하기 힘든 문제점이 있다.

또한, D.J.Love, R.W.Health Jr.에 의하여 2005년 10월에 "Multimode Precoding for MIMO Wireless Systems," IEEE Trans. Signal Process. Vol 53.No.10, pp.3674-3687에서 제안된 공간 자원을 사용하는 신호의 개수를 적응적으로 바꾸는 기법이 있다. 이는 단일 사용자 다중 입출력 방식만을 고려한 것으로, 최적의 모드를 결정하기 위하여 다른 사용자의 채널 상황을 고려할 필요가 없기 때문에 사용자 자신의 채널을 이용해서 최적의 모드를 결정하면 되고, 결정된 모드에 대해서만 채널 정보를 피드백하면 된다. 그러나, 이를 다중 사용자 다중 입출력 방식에 적용할 경우, 각 사용자마다 전송률을 최대화하기 위하여 요구하는 모드가 다르므로, 시스템에서 최적인 모드를 결정하기 위해서는 각 사용자의 채널 정보를 모두 피드백하거나, 후보가 되는 모든 모드에 대한 채널 정보를 피드백해야 한다. 따라서, 이 방식을 다중 사용자 다중 입출력 방식에 그대로 적용하면 피드백 정보량이 막대하게 증가하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자 수와 사용자의 SNR에 관계없이 성능이 우수한 채널 정보 송수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 단말로부터 기지국으로 피드백되는 정보량이 줄어든 채널 정보 송수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따른 다중 안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법은 각 모드에 대한 CQI(Channel Quality Information)를 계산하는 단계 및 상기 각 모드에 대한 CQI를 각 모드에 대한 임계값과 비교하여 임계값 이상인 모드에 대한 CQI를 채널 정보로 하여 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 다중 안테나 시스템에서 채널 정보 수신 방법은 임계값 이상인 각 모드에 대한 CQI를 수신하는 단계, 상기 CQI를 이용하여 각 모드에 대한 임계값을 갱신하는 단계 및 상기 갱신한 임계값을 단말에 전송하는 단계를 포함한다.

다중 안테나 시스템에서 사용자의 수, 수신 CQI, 프리코딩 행렬 코드북의 수, 수신기의 구조 및 송수신 안테나의 개수에 관계없이 최적의 모드를 적응적으로 결정하여 성능이 우수하고, 단말로부터 기지국으로 피드백되는 정보량이 줄어든 채널 정보 송수신 방법을 얻을 수 있다.

단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국은 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

모드라 함은 전송 신호의 개수, 즉 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 스트림의 개수를 의미한다. 여기서 각 모드에서 프리코딩 행렬 벡터 조합은 부모드라고 한다. 예를 들어, N_T=4인 경우 가능한 모드의 가지 수는 4개이고, 하나의 프리코딩 행렬에 대한 발생가능한 조합의 수, 즉 부모드의 수는 총 15개이다. 이것을 집합으로 표현하면 다음과 같다.

A_{L ,j}에서 L은 전송 신호의 개수, 모드를 의미하고, j는 해당 모드에서 발생가능한 조합, 부모드에 대한 인덱스이다. 각 모드에 대해서 부모드의 총 개수는 15개이지만 각 모드별로 하나 또는 두 개의 부모드만 가질 수도 있다. 중요한 것은 스트림의 개수를 적응적으로 변화시키는 것이다.

도 1은 다중안테나를 가지는 송신기를 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 송신기(100)는 스케줄러(110), 채널 인코더(120), 맵퍼(130), 전처리기(140) 및 다중화기(150)를 포함한다. 송신기(100)는 N_T(N_T>1)개의 송신 안테나(190-1, ..., 190-N_T)를 포함한다. 송신기(100)는 하향링크에서 기지국의 일부분일 수 있다. 송신기(100)는 상향링크에서 단말의 일부분일 수 있다.

스케줄러(110)는 사용자들로부터 피드백받은 채널 정보를 이용하여, 적절한 단말 수, 모드 및 프리코딩 행렬을 결정한다.

채널 인코더(120)는 입력되는 스트림을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다.

맵퍼(130)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑한다. 이를 데이터심벌이라 한다.

전처리기(140)는 입력되는 데이터심벌에 대해 프리코딩(precoding)을 수행한다. 프리코딩은 전송할 데이터심벌에 전처리를 수행하는 기법이다.

다중화기(150)는 입력심벌을 적절한 부반송파에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. 다중화된 심벌은 변조되어 송신안테나(190-1,...,190-N_T)를 통해 송신된다.

도 2는 다중 안테나를 가지는 수신기를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 수신기(200)는 복조기(210), 채널추정기(220), 후처리기(230), 디맵퍼(240), 채널 디코더(250) 및 제어기(260)를 포함한다. 수신기(200)는 N_R(N_R>1)개의 수신 안테나(290-1,...,290-N_R)를 포함한다. 수신기(200)는 하향링크에서 단말의 일부분일 수 있다. 수신기(200)는 상향링크에서 기지국의 일부분일 수 있다.

수신 안테나(290-1,...,290-N_R)로부터 수신된 신호는 복조기(210)에 의해 복조된다. 채널 추정기(220)는 채널을 추정하고, 후처리기(230)는 전처리기(140)에 대응하는 후처리를 수행한다. 디맵퍼(240)는 입력심벌을 부호화된 데이터로 디맵핑하고, 채널 디코더(250)는 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다. 제어기(260)는 각 모드에 대한 CQI와 임계값을 비교하여 채널 정보의 피드백 유무를 결정하고 채널 정보를 피드백한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 송수신 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여 하향 링크를 기준으로 두고, 기지국은 송신기를 의미하며, 단말은 수신기를 의미한다.

기지국은 임의로 사용할 모드를 결정한다. 여기서 현재 사용하는 모드는 주모드로, 사용하지 않는 모드는 나머지 모드로 명명한다. 기지국은 임의의 주모드와 나머지 모드에 대한 초기 임계값을 설정하여 단말로 전송한다(S310). 단말은 각 모드에 대한 CQI(Channel Quality Information)를 계산하고, 각 모드에 대한 CQI를 각 모드에 대한 임계값과 비교한다(S320). 여기서, CQI는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 MCS(Modulation and Coding Set)레벨일 수 있다.

비교 결과, 임계값 이상인 모드에 대한 채널 정보를 기지국으로 피드백한다(S330). 여기서, 채널 정보는 CQI, 모드에 대한 인덱스, 행렬 코드북 인덱스 및 빔포밍 벡터 인덱스일 수 있다. 이때 임계값 이상인 모드가 현재 시스템에서 사용하고 있는 모드가 아닌 경우, 단말은 임계값 이상인 모드에 대해 피드백을 하겠다고 피드백 채널을 할당해 달라고 요청할 수 있다. 이때 상향 피드백 요청 채널에는 임계값 이상인 모드의 인덱스, CQI, 행렬 코드북 인덱스 및 빔포밍 벡터 인덱스 등이 포함될 수 있다. 기지국에서 단말에서 요청한 임계값 이상인 각 모드에 대해서 주기적으로 관찰을 해야 할 필요가 있을 경우 추가적으로 그 모드에 대한 주기적인 피드백 채널을 해당 단말에게 할당해 줄 수 있다.

기지국은 단말로부터 피드백받은 채널 정보를 이용하여 주모드를 결정하고, 주모드 및 나머지 모드에 대한 임계값을 갱신한다(S340). 여기서, 성능 메트릭이 최대가 되는 모드를 주모드로 결정할 수 있다. 성능 메트릭의 하나로 합 전송률이 사용될 수 있다. 주모드에 대한 임계값은 나머지 모드에 대한 임계값보다 낮을 수 있다. 기지국은 결정된 임계값을 단말에 전송한다(S350). 단말은 각 모드에 대한 임계값을 이용하여 채널 정보를 기지국으로 재전송한다(S360).

종래 PU2RC 기법에서는 하나의 주모드를 설정하여 각 사용자로부터 그 모드에 대하여 피드백하고, 기지국은 사용자가 보낸 채널 정보를 바탕으로 동일한 프리코딩 행렬을 원하는 사용자들끼리 묶는 사용자 그룹핑(User Grouping)을 행한다. 여기서, 기지국은 동일한 그룹핑에 묶인 사용자에게 스트림을 할당했을 때 얻을 수 있는 총 채널 용량을 계산해서, 가장 큰 값을 가지는 프리코딩 행렬과 할당될 사용자들을 정한다. 그런데, 다중 사용자 다중 입출력 시스템에서는 각 사용자들의 전송률을 최대화하는 모드가 사용자 수 또는 사용자의 SNR에 따라 다를 수 있다.

각 사용자들이 모드를 선택하여 그 모드에 대한 채널 정보를 피드백하는 것을 분산적 모드 선택(Distributed Mode Selection)이라 하고, 후보가 되는 모든 모드에 대한 채널 정보를 피드백하는 것을 집중적 모드 선택(Centralized Mode Selection)이라 한다. 분산적 모드 선택에서 기지국은 같은 프리코딩 행렬을 원하는 사용자들뿐만 아니라 같은 모드를 원하는 사용자끼리 한번 더 그룹핑을 해야 하기 때문에, 같은 그룹에 속하는 실효 사용자 수(Effective Number of Users)가 줄 어들어 다중 사용자 다이버시티가 감소하게 된다.

이와 같은 문제점을 극복하기 위해 모든 사용자가 하나의 모드에 대해 피드백하도록 CQI, 사용자수, 안테나 개수, 채널 상관도 및 코드북의 개수 등을 고려하여 최적의 모드를 해석적으로 구하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 해석은 너무 복잡하다. 따라서, 집중적 모드 선택 기법에 따라 기지국이 모드를 선택하도록 각 사용자는 모든 모드에 대한 채널 품질 정보를 피드백해야 한다. 하지만 각 사용자가 모든 모드에 대해서 채널 품질 정보를 피드백하게 되면 기존의 PU2RC에 비해 피드백 정보가 막대하게 증가하게 되고, 이는 성능 개선의 효과에 비하여 시스템에 큰 부담이 된다.

따라서, 각 모드에 대한 CQI와 임계값을 비교하여 임계값 이상인 채널 정보만을 피드백하여, 피드백 양을 줄이면서도 적응적으로 모드를 선택을 하여 전송률을 최대화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 수신 방법을 나타내는 순서도이다.

기지국은 임의의 주모드를 선택한다(S410). 주모드에 대한 임계값은 0으로 설정하고, 주모드를 제외한 나머지 모드에 대한 임계값은 무한대로 설정할 수 있다. 기지국은 선택된 주모드와 나머지 모드에 대한 임계값을 단말에 알려준다.

기지국은 단말로부터 채널 정보를 수신한다(S420). 채널 정보는 각 모드에 대한 SINR을 포함한다. 기지국은 단말이 각 모드에 대한 SINR과 각 모드에 대한 임계값을 비교하고, 임계값 이상인 모드에 대하여 전송한 채널 정보를 수신한다. 단 말이 채널 정보를 구성하여 전송하는 방법은 후술한다.

기지국이 단말로부터 수신한 채널 정보를 이용하여 각 모드에 대한 합 전송률을 계산한다(S430).

다음으로, 각 모드에 대한 합 전송률을 이용하여 신호를 전송하기 위한 주모드를 결정한다(S440). 먼저, 기지국이 S410 단계에서 임의로 선택한 주모드의 합 전송률 C_M과 나머지 모드의 합 전송률 C_l가운데 최대값을 가지는 모드의 합 전송률을 비교한다. 비교 결과, 주모드의 합 전송률이 더 큰 경우에 주모드는 변경되지 않는다.

그러나, 나머지 모드의 합 전송률 가운데 최대값을 가지는 모드의 합 전송률이 더 큰 경우에 주모드는 합 전송률이 최대값을 가지는 모드로 변경된다(S450).

다음으로, 기지국은 임계값을 갱신한다(S460). 임계값은 각 모드에 대하여 설정될 수 있다. 바람직하게는, 주모드에 대한 임계값은 나머지 모드에 대한 임계값보다 낮게 설정한다. 임계값은 하기 수학식 1과 같이 설정될 수 있다.

여기서, M은 주모드의 신호의 개수이고, l은 주모드를 제외한 나머지 모드의 신호의 개수이며, γ_{th ,M}은 주모드에 대한 임계값이고, γ_{th ,l}은 나머지 모드에 대한 임계값이며, C_M은 주모드에 대한 합 전송률이고, α는 0<α<1의 범위 내에서 주모드 에 대한 임계값이 아웃티지가 발생하지 않을 정도로 설정한다. 주모드를 사용하는 모든 단말이 피드백할 정도로 임계값을 낮게 설정하거나, 어떠한 단말도 피드백할 수 없을 정도로 임계값이 너무 높아지지 않게, α를 적절히 선택해야 한다. 주모드를 제외한 나머지 모드에 대해서는 최소한 현재 주모드로 달성하는 전송률을 얻을 수 있을 정도로 임계값을 높게 정한다. 이는 주모드를 제외한 나머지 모드가 주모드보다 더 높은 전송률을 가질 수 있을 때만 피드백이 이루어지도록 함으로써 피드백 채널의 부하를 막기 위함이다.

하기 수학식 2는 주모드에 대한 합 전송률 C_M을 이용하여 임계값을 설정하는 과정을 보여준다.

여기서, 주모드에 대한 합 전송률 C_M은 Mlog(1+γ_th)로 근사화되고, 이를 이용하여 임계값 γ_th를 쉽게 구할 수 있다. 그러나, 상기 수학식 2와 같이 합 전송률을 이용하여 임계값을 설정하는 것은 일 실시예에 불과하다. 핵심은 주모드에 대한 임계값은 아웃티지가 발생하지 않을 정도로 낮게 잡아주고, 나머지 모드에 대한 임계값은 현재 주모드의 전송률을 달성하도록 높게 잡아주는 것이다. 이를 통하여 피드백 양을 상당히 줄일 수 있다.

마지막으로, 각 모드에 대하여 갱신된 임계값은 단말로 다시 보내진다. 단말 은 각 모드에 대한 SINR이 각 모드에 대하여 갱신된 임계값과 비교하고, 각 모드에 대한 SINR이 각 모드에 대한 임계값 이상인 SINR을 채널 정보로 하여 기지국으로 피드백한다. 기지국은 수신한 채널 정보를 이용하여 각 모드에 대한 합 전송률을 구하고, 각 모드에 대한 합 전송률의 크기를 비교하여 최적의 주모드를 찾는 과정을 반복한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 전송 방법을 나타내는 순서도이다.

먼저, 단말은 최적의 프리코딩 행렬을 선택한다(S510). 여기서, 기지국과 단말은 프리코딩 행렬 코드북을 미리 알고 있다. 프리코딩 행렬 코드북은 G개의 프리코딩 행렬로 구성되어 있고, 단말은 G 개의 프리코딩 행렬 중에서 전송률을 최대화할 수 있는 최적의 프리코딩 행렬을 선택한다. 각 모드에 대한 합 전송률이 최대가 되는 프리코딩 행렬은 다를 수 있다. 그러나, 일반적으로 주모드가 송신 안테나 개수인 N_T와 같을 때 합 전송률이 최대가 되는 프리코딩 행렬은 다른 모드에 대해서도 합 전송률이 최대가 된다. 따라서, 주모드를 N_T로 하고 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. k번째 단말은 하기 수학식 3을 이용하여 최적의 프리코딩 행렬을 선택한다.

여기서, N_T는 송신 안테나의 개수이고,

는 g 프리코딩 행렬의 m번째 열 에 대한 주모드 N_T에 대한 SINR이다.

다음으로, 단말은 각 모드에 대한 SINR을 계산한다(S520). SINR은 최적의 프리코딩 행렬에 대한 실효 채널(effective channel)을 이용하여 구할 수 있다. 여기서, g번째 프리코딩 행렬을 선택한 k번째 단말의 실효 채널 H^g _{eff ,k,L,j}은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

여기서, H_k는 N_R×N_T의 k번째 단말의 채널 행렬이고, F는 프리코딩 행렬이며, L은 전송 신호의 개수이고, j는 해당 모드에서 발생가능한 조합에 대한 인덱스이며, G는 프리코딩 행렬의 개수이다.

상기 수학식 4에 의하여 계산된 실효 채널을 이용하여 k번째 단말의 SINR γ^g _k,L,j.m은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.

,

여기서, h^g _{eff ,k,L,j,m}은 k번째 단말, 전송 신호의 개수가 L이고, 해당 모드에서 발생가능한 조합에 대한 인덱스가 j인 모드에서 g번째 프리코딩 행렬의 m번째 열 에 대한 실효 채널이고, σ²은 백색 잡음의 분산이며, P는 기지국의 송신 전력이다.

다음으로, 단말은 각 모드에 대한 SINR을 각 모드에 대한 임계값과 비교한다(S530). 여기서, 임계값은 기지국에 의하여 미리 설정될 수 있고, 각 모드에 따라 다르게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 주모드에 대한 임계값은 나머지 모드에 대한 임계값보다 낮게 설정될 수 있다.

다음으로, 단말은 채널 정보를 기지국으로 전송한다(S540). 단말은 각 모드에 대한 SINR이 각 모드에 대한 임계값 이상인 경우에만 채널 정보를 기지국으로 피드백한다. 여기서, 채널 정보는 SINR, 모드, 행렬 코드북 인덱스, 빔포밍 인덱스일 수 있다. 따라서, 주모드를 사용하는 단말의 채널 정보가 나머지 모드를 사용하는 단말의 채널 정보보다 피드백되기 쉽다. 그 결과, 모든 단말에 대한 채널 정보를 피드백하는 종래 기술과 달리, 임계값 이상의 SINR을 가지는 단말에 대해서만 채널 정보를 피드백하므로, 피드백량이 현저히 줄어든다.

도 6은 N_T=4, N_R=2, SNR=0dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6을 참고하면, 제안된 발명에 대한 그래프는 단일 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프와 다중 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프의 교차점을 지나간다. 또한, 제안된 발명에 대한 그래프는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 전체 피드백 방식에 대한 그래프와 유사하다.

도 7은 N_T=4, N_R=2, SNR=20dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다. 도 7을 참고하면, 제안된 발명에 대한 그래프는 단일 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프와 다중 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프의 교차점을 지나간다. 또한, 제안된 발명에 대한 그래프는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 전체 피드백 방식에 대한 그래프와 유사하다.

도 8은 N_T=4, N_R=1, SNR=0dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다. 도 8을 참고하면, 제안된 발명에 대한 그래프는 단일 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프와 다중 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프의 교차점을 지나간다. 또한, 제안된 발명에 대한 그래프는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 전체 피드백 방식에 대한 그래프와 유사하다.

도 9는 N_T=4, N_R=1, SNR=20dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다. 도 9를 참고하면, 제안된 발명에 대한 그래프는 단일 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프와 다중 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프의 교차점을 지나간다. 또한, 제안된 발명에 대한 그래프는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 전체 피드백 방식에 대한 그래프와 유사하다.

도 10은 N_T=4, N_R=4, SNR=0dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10을 참고하면, 제안된 발명에 대한 그래프는 단일 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프와 다중 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프의 교차점을 지나간다. 또한, 제안된 발명에 대한 그래프는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 전체 피드백 방식에 대한 그래프와 유사하다.

도 11은 N_T=4, N_R=4, SNR=20dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다. 도 11을 참고하면, 제안된 발명에 대한 그래프는 단일 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프와 다중 사용자 다중 입출력 방식에 대한 그래프의 교차점을 지나간다. 또한, 제안된 발명에 대한 그래프는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 전체 피드백 방식에 대한 그래프와 유사하다.

도 6 내지 도 11에 따르면, 여기에서 제안된 발명은 단말 수가 많은 환경뿐만 아니라, 단말 수가 적은 환경에서도 최대의 성능을 나타내고 있다. 또한, 피드백 양을 감소시킨 상태에서도 전체 피드백하는 경우와 동일한 성능을 나타내고 있다.

도 12는 N_T=4, N_R=1, G=4인 조건에서, 종래 PU2RC 방식에 따른 피드백 양을 1로 두고, 여기에서 제안된 발명의 방식에 따른 피드백 양을 상대적으로 나타낸 그래프이다. 도 12를 참조하면, 단말 수와 SNR에 관계없이 대부분의 피드백 양은 1보다 작다.

도 13은 N_T=4, N_R=2, G=4인 조건에서, 종래 PU2RC 방식에 따른 피드백 양을 1로 두고, 여기에서 제안된 발명의 방식에 따른 피드백 양을 상대적으로 나타낸 그래프이다. 도 13을 참조하면, 단말 수와 SNR에 관계없이 대부분의 피드백 양은 1보다 작다.

도 14는 N_T=4, N_R=4, G=4인 조건에서, 종래 PU2RC 방식에 따른 피드백 양을 1로 두고, 여기에서 제안된 발명의 방식에 따른 피드백 양을 상대적으로 나타낸 그래프이다. 도 14를 참조하면, 단말 수와 SNR에 관계없이 대부분의 피드백 양은 1보 다 작다.

도 12 내지 도 14에 따르면, 여기에서 제안한 발명의 방식에 따르면 종래 PU2RC 방식에 비하여 피드백 양을 줄일 수 있는 것을 알 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

도 1은 다중안테나를 가지는 송신기를 나타낸 블록도이다.

도 2는 다중 안테나를 가지는 수신기를 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 송수신 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 수신 방법을 나타내는 순서도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 전송 방법을 나타내는 순서도이다.

도 6은 N_T=4, N_R=2, SNR=0dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다.

도 7은 N_T=4, N_R=2, SNR=20dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다.

도 8은 N_T=4, N_R=1, SNR=0dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다.

도 9는 N_T=4, N_R=1, SNR=20dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다.

도 10은 N_T=4, N_R=4, SNR=0dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다.

도 11은 N_T=4, N_R=4, SNR=20dB, G=4인 조건에서, 단말 수에 대한 합 전송률 결과를 나타낸 그래프이다.

도 12는 N_T=4, N_R=1, G=4인 조건에서, 종래 PU2RC 방식에 따른 피드백 양을 1로 두고, 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 양을 상대적으로 나타낸 그래프이다.

도 13은 N_T=4, N_R=2, G=4인 조건에서, 종래 PU2RC 방식에 따른 피드백 양을 1로 두고, 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 양을 상대적으로 나타낸 그래프이다.

도 14는 N_T=4, N_R=4, G=4인 조건에서, 종래 PU2RC 방식에 따른 피드백 양을 1로 두고, 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 양을 상대적으로 나타낸 그래프이다.

Claims (7)

1. 다중 안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법에 있어서,

   각 모드에 대한 CQI(Channel Quality Information)를 계산하는 단계;

   상기 각 모드에 대한 CQI를 각 모드에 대한 임계값과 비교하여 임계값 이상인 모드에 대한 CQI를 채널 정보로 하여 전송하는 단계; 및

   상기 각 모드에 대한 임계값을 갱신한 갱신 임계값을 수신하는 단계를 포함하되,

   상기 갱신 임계값은 상기 채널 정보로 전송된 CQI를 사용하여 갱신되는 것을 특징으로 하는 채널 정보 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   각 모드에 대한 임계값을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 전송 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   주모드에 대한 임계값은 나머지 모드에 대한 임계값보다 낮은 것을 특징으로 하는 채널 정보 전송 방법.
4. 다중 안테나 시스템에서 채널 정보 수신 방법에 있어서,

   임계값 이상인 각 모드에 대한 CQI를 수신하는 단계;

   상기 CQI를 이용하여 각 모드에 대한 임계값을 갱신하는 단계; 및

   상기 갱신한 임계값을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 수신 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   주모드에 대한 임계값은 나머지 모드에 대한 임계값보다 낮은 것을 특징으로 하는 채널 정보 수신 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 CQI를 이용하여 주모드를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 정보 수신 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 주모드는 상기 CQI를 이용하여 구한 성능 메트릭이 최대인 모드인 것을 특징으로 하는 채널 정보 수신 방법.

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