KR101485979B1 - 다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중입출력 시스템에서 V-BLAST/D(V-BLAST with decoding) 기법을 이용하는 수신기의 코드북 선택 방법에 관한 것으로서, 수신 신호로부터 채널 정보를 추정하는 과정과, 채널 정렬을 수행하여 각 채널 계층의 순서를 결정하는 과정과, 상기 추정된 채널 정보와 채널 계층의 순서를 이용하여 기 저장된 코드북 내의 프리코딩 행렬 각각에 대한 채널의 계층별 신호대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과, 상기 계산된 각 채널 계층별 신호대 간섭 잡음비들 중 최소값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 각 프리코딩 행렬별로 검출하는 과정과, 상기 검출된 신호대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 신호대 간섭 잡음비에 대한 프리코딩 행렬을 선택하는 과정을 포함하여, 상기 V-BLAST/D 기법의 비선형적인 성질에 기인하여 각 채널 계층의 출력 스트림 성능 간에 갖는 계층 구조를 반영하는 프리코딩 행렬을 선택함으로써, 기존의 방법에 비하여 패킷 에러율을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
V-BLAST, 프리코딩(precoding), 코드북(codebook), MIMO, 디코딩(decoding)

Description

다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTING CODEBOOK IN RECEIVER OF MIMO SYSTEM}
다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 V-BLAST/D(V-BLAST with decoding) 기법을 이용하는 수신기에서 각 채널의 출력 스트림 성능을 고려하여 기 저장된 코드북에서 특정 코드북을 선택하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output; 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서는 송수신단이 다수의 안테나들을 사용함으로 인해 송수신단 간에 다수의 채널들이 형성됨으로써, 상기 MIMO 시스템에서는 다수의 채널들의 영향을 고려하여 신호를 송수신한다. 즉, 상기 채널의 영향을 고려하여 송수신 성능을 높이기 위한 방안으로 상기 송수신단 간에 미리 약속된 프리코딩 행렬(Precoding Matrix) 집합인 코드북을 이용하여 송신신호에 특정 프리코딩 행렬을 곱함으로써 수신단의 수신 성능을 향상시키는 코드북 기반의 폐루프(CL : Close Loop) MIMO 시 스템이 제공되고 있다.
상기 코드북 기반의 폐루프 다중 입출력 무선통신 시스템에서 송신신호와 수신신호의 관계는 하기 수학식 1과 같다.
Figure 112008028573614-pat00001
여기서, 상기 Yk는 k번째 부채널에 대한 수신신호를 의미하며, 상기 Hk는 k번째 부채널을 가리키는 행렬을 의미하며, Fk는 k번째 부채널의 송신단에서 곱해지는 Nt×M 크기의 프리코딩 행렬을 의미하며, xk는 송신신호 벡터로서 기지국의 k번째 안테나에서 송신되는 신호를 의미하고, 상기 nk는 k번째 부채널에 대한 백색부가잡음(AWGN : Additive White Gaussian Noise) 벡터를 의미한다.
여기서, 상기 코드북 기반의 폐루프 MIMO 시스템 시스템에서는 상기 수신단이 어떤 프리코딩 행렬을 선택하는지에 따라 수신단의 수신 성능이 좌우된다.
종래에 제공되는 ML(Maximum Likelihood) 기법과 MMSE(Minimum Mean Square Error)기반의 선형필터를 이용하는 기법에서 프리코딩 행렬 선택 방법에 대해 살펴보면, 상기 ML 기법과 MMSE 기법은 각각 하기 수학식 2 및 3과 같이 상기 프리코딩 행렬을 선택한다.
하기 수학식 2는 ML 기법의 프리코딩 행렬 선택 방법을 나타낸다.
Figure 112008028573614-pat00002
여기서, 상기 F는 선택된 프리코딩 행렬을 의미하며, 상기 C는 코드북을 의미하여, 상기 Fi는 코드북에 포함된 i번째 프리코딩 행렬, 즉 i번째 부채널의 송신단에서 곱해지는 Nt×M 크기의 프리코딩 행렬을 의미하며, dmin은 수신 최소 거리를 의미한다.
하기 수학식 3은 MMSE 기법의 프리코딩 행렬 선택 방법을 나타낸다.
Figure 112008028573614-pat00003
여기서, 상기 F는 선택된 프리코딩 행렬을 의미하며, 상기 C는 코드북을 의미하여, 상기 Fi는 코드북에 포함된 i번째 프리코딩 행렬, 즉 i번째 부채널의 송신단에서 곱해지는 Nt×M 크기의 프리코딩 행렬을 의미하며, 상기 SNRl MMSE은 l번째 필터 출력 스트림의 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)를 나타낸다.
상기 수학식 2 및 3에 나타낸 바와 같이 ML 수신기는 수신 최소 거리를 최대화하는 프리코딩 행렬을 선택하며, MMSE 수신기는 가장 성능이 나쁜 스트림의 SNR을 최대화하는 프리코딩 행렬을 선택한다.
한편, 종래에 제공되는 상기 ML 기법은 높은 성능을 가지지만 높은 복잡도를 요구하며, 상기 MMSE 기법은 낮은 복잡도를 가지면서 데이터 간의 간섭을 효과적으로 제거할 수 있으나 성능이 낮은 문제점을 가진다.
이에 따라, 종래에는 상기 성능과 복잡도 사이에 존재하는 트레이드 오프(trade-off)를 극복하기 위하여 V-BLAST(Vertical Bell Labs Layered Space Time) 기법이 제공되고 있다. 하지만, 잘 알려진 바와 같이 이전에 검출된 신호가 잘못 복원된 경우 성능이 더욱 열화되는 오류 전파(error propagation) 현상을 갖게 되기 때문에 이를 극복하기 위하여 SIC(Successive interference cancellation) 구조의 V-BLAST/D(V-BLAST with decoding) 기법이 제공되고 있다. 여기서, 상기 V-BLAST/D 기법을 이용하는 수신기는 도 1에 도시된 바와 같이 구성됨으로써, RLO(Representative Layer Ordering) 계산을 통해 채널 정렬을 수행한 후, 이전 계층에서 검출된 심볼을 그대로 제거하지 않고, 채널 코드의 강력한 오류 정정 능력을 바탕으로 보다 정확한 심볼 값을 추정하여 간섭을 제거한다. 이때, 상기 채널 코드가 강력할수록 추정된 심볼이 송신단에서 실제로 송신된 심볼과 동일하게 되어 다음 계층에서의 간섭을 순차적으로 제거할 수 있어 큰 폭의 성능 이득을 가질 수 있다.
상기 V-BLAST/D 기법을 이용하는 수신기는 각 채널의 성능에 따라 채널을 정렬(Odering)하여 성능이 좋은 채널 계층으로부터 다음 채널 계층으로의 간섭 제거(cancellation) 작업을 수행하기 때문에 각 출력 스트림의 성능이 계층적인 구조를 갖게 된다.
하지만, 종래에 제공되는 수신 기법에서와 같이 수신단에서 미리 저장된 코드북의 프리코딩 행렬들에 대하여 각 채널 계층의 수신 SNR을 계산하고, 가장 높은 성능을 가지는 프리코딩 행렬의 색인을 기지국으로 피드백하는 기법은 각 계층별로 독립적인 성능을 갖는 수신기법에 적용하기 적합하다. 즉, 상기 V-BLAST/D 기법은 각 채널 계층의 수신 SNR이 이전 계층에서의 수신에 영향을 받아 각 채널의 출력 스트림 성능이 계층적인 구조를 가지므로, 상기와 같은 높은 성능을 가지는 프리코딩 행렬을 선택하는 기법이 적합하지 않다.
따라서, 상기 V-BLAST/D 기법의 비선형적인 성질에 기인하여 각 채널 계층의 출력 스트림 성능 간에 갖는 계층 구조를 반영하는 프리코딩 행렬 선택 기법이 제공될 필요가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수신기에서 코드북 선택 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 V-BLAST/D(V-BLAST with decoding) 기법을 이용하는 수신기에서 각 계층의 출력 스트림 성능을 고려하여 프리코딩 행렬을 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 V-BLAST/D 기법을 이용하는 수신기에서 성능이 가장 나쁜 스트림의 신호대 간섭 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio)를 최대화하는 프리코딩 행렬을 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 방법은, 수신 신호로부터 채널 정보를 추정하는 과정과, 채널 정렬을 수행하여 각 채널 계층의 순서를 결정하는 과정과, 상기 추정된 채널 정보와 채널 계층의 순서를 이용하여 기 저장된 코드북 내의 프리코딩 행렬 각각에 대한 채널의 계층별 신호대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과, 상기 계산된 각 채널 계층별 신호대 간섭 잡음비들 중 최소값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 각 프리코딩 행렬별로 검출하는 과정과, 상기 검출된 신호대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 신호대 간섭 잡음비에 대한 프리코딩 행렬을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 장치는, 수신신호로부터 채널 정보를 추정하는 채널 추정기와, 채널 정렬을 통해 각 채널 계층의 순서를 결정하여 신호 복호를 수행하는 복호기와, 상기 추정된 채널 정보와 채널 계층의 순서를 이용하여 기 저장된 코드북 내의 프리코딩 행렬 각각에 대한 채널의 계층별 신호대 간섭 잡음비를 계산하고, 상기 계산된 각 채널 계층별 신호대 간섭 잡음비들 중 최소 값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 각 프리코딩 행렬별로 검출한 후, 상기 검출된 신호대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 신호대 간섭 잡음비에 대한 프리코딩 행렬을 선택하는 코드북 선택기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 V-BLAST/D(V-BLAST with decoding) 기법을 이용하는 수신기에서 각 계층의 출력 스트림 성능을 고려하여 성능이 가장 나쁜 스트림의 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 최대화하는 프리코딩 행렬을 선택함으로써, 기존의 방법에 비하여 패킷 에러율을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 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 본 발명에서는 V-BLAST/D(V-BLAST with decoding) 기법을 이용하는 수신기에서 각 계층의 출력 스트림 성능을 고려하여 프리코딩 행렬을 선택하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다. 이하 설명에서는 2×2 안테나 시스템을 예로 들어 설명하며, 프리코딩에 사용되는 코드북을 F = {F 1, F 2, ..., F N}과 같이 정의하고, 상기 코드북을 구성하는 각 행렬이 단일(unitary) 행렬이고, 코드북의 크기 N은 2B임을 가정한다.
도 2는 본 발명에 따른 코드북 기반의 OFDM 시스템에서 수신기의 블록 구성 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 수신기는 두 개의 안테나(200, 201), 채널 추정기(202), OFDM복조기(204, 206), V-BLAST/D(V-BLAST with decoding)복호기(208), 코드북(210), 코드북 선택기(212)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 채널 추정기(202)는 상기 두 개의 안테나(200, 201)를 통해 수신된 신호들의 채널 정보를 추정하고, 추정된 채널 정보를 이용하여 채널행렬을 구성한 후, 코드북 선택기(212)로 제공한다.
이때, i번째 단계에서의 번형된 수신벡터 yi는 하기 수학식 4와 같이 나타낸다.
Figure 112008028573614-pat00004
여기서, yi는 수신벡터를 의미하며, Fn은 기 저장된 코드북 내에서 n번째 프리코딩 행렬을 의미하며, He(Fn)은 상기 Fn에 대하여 RLO를 수행한 후 내림차순으로 정렬된 유효 채널을 의미하며, He ,i(Fn)은 [He ,i He ,i+1 … He , Nt]T를 의미한다.
상기 OFDM복조기(204, 206)는 수신신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, CP를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파별 신호를 복원한 후, 상기 V-BLAST/D 복호기(208)로 제공한다.
상기 V-BLAST/D 복호기(208)는 상기 OFDM복조기(204, 206)로부터 출력되는 신호들에 대하여 복조 및 복호 과정을 수행하여 송신기에서 송신된 원 신호를 출력한다. 여기서, 상기 V-BLAST/D 복호기(208)는 도 1에 도시된 바와 같이, RLO 계산부와 복호기, 그리고 각 계층별로 신호 프로세서, 디 매핑기, 디인터리버, 복호 및 재부호기, 인터리버, 매핑기, 계층 제거기를 포함함으로써, RLO(Representative Layer Ordering) 계산을 통해 채널 용량을 기준으로 채널 계층을 정렬한 후, 상기 채널 용량이 큰 채널 계층의 신호를 복호한 후, 다시 부호화하여 다음 채널 계층의 간섭을 제거(cancellation)하여 신호를 복호한다.
상기 코드북(210)은 프리코딩 행렬(Precoding Matrix) 집합인 코드북을 저장하며, 이때 상기 코드북은 송수신기 간에 미리 약속된 것이다.
상기 코드북 선택기(212)는 상기 채널 추정기(202)로부터 추정된 채널정보와 상기 V-BLAST/D 복호기(208)에서 RLO를 통해 결정된 채널 순서를 제공받아 상기 코 드북(210)에 저장된 프리코딩 행렬들 중 최적의 프리코딩 행렬을 선택한다.
자세히 말해, 상기 코드북 선택기(212)는 추정된 채널 정보와 채널 순서를 이용하여 각 채널 계층의 신호대 간섭 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio; 이하 'SINR'이라 칭함)를 계산한다. 이때, 상기 SINR은 하기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 방식으로 계산된다.
Figure 112008028573614-pat00005
여기서, 상기 SINRi (VB)(Fn)은 기 저장된 코드북 내에서 n번째 프리코딩 행렬(Fn)에 대한 i번째 채널 계층의 SINR을 의미하며, He,i(Fn)은 상기 Fn에 대하여 RLO를 수행한 후 내림차순으로 정렬된 i번째 유효 채널을 의미하며, *는 공액(conjugation)화를 의미하며, Nt는 송신기의 안테나 수를 의미하며, Es는 송신심볼의 에너지를 의미하며, No는 백색 가우시안 잡음을 의미한다. 그리고, N은 비트스트림 수이며, IN은 비트 스트리밍에 대한 단위행렬을 의미한다.
상기 코드북 선택기(212)는 본 발명에 따라 상기와 같이 상기 코드북(210)의 각 프리코딩 행렬에 따른 각 채널 계층의 SINR을 계산한 후, 상기 각 채널 계층의 SINR 중 최소 값을 최대로 하는 프리코딩 행렬을 선택한다. 즉, 상기 코드북 선택기(212)는 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같은 조건을 만족하는 프리코딩 행렬을 선 택한다.
Figure 112008028573614-pat00006
여기서, Fs는 선택된 프리코딩 행렬을 의미하며,
Figure 112008028573614-pat00007
는 n번째 프리코딩 행렬에 대해 최소값을 갖는 SINR을 의미한다. 즉, 상기 코드북 선택기(212)는 n번째 프리코딩 행렬에 대한 각 채널 계층의 SINR 값들 중 최소값을 갖는 SINR을 각 프리코딩 행렬별로 검출한 후, 검출된 SINR들 중 최대값을 갖는 SINR에 대한 프리코딩 행렬을 선택한다.
이후, 상기 코드북 선택기(212)는 상기 선택된 프리코딩 행렬의 색인(index)을 피드백 제어채널을 통해 송신기로 피드백한다. 이때, 상기 프리코딩 행렬의 색인을 피드백함은 상기 송신기가 상기 수신기의 코드북에 대한 정보를 미리 알고 있기 때문이다.
도 3은 본 발명에 따른 코드북 기반의 OFDM 시스템에서 수신기에서 프리코더 행렬을 선택하는 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 수신기는 301단계에서 다중 안테나를 통해 송신기로부터 신호를 수신한 후, 303단계에서 상기 수신된 신호로부터 채널을 추정하여 채널행렬을 구성하고, 305단계로 진행하여 RLO를 통해 채널 용량을 기준으로 각 채 널 계층의 순서를 결정한다.
이후, 상기 수신기는 307단계에서 추정된 채널 정보와 상기 채널 계층의 순서를 이용하여 기 저장된 코드북의 각 프리코더 행렬에 대한 계층별 SINR을 계산한다. 이때, 상기 수신기는 상기 수학식 5를 이용하여 상기 계층별 SINR을 계산한다.
이후, 상기 수신기는 309단계에서 상기 각각의 프리코딩 행렬에 대한 각 채널 계층의 SINR 값들 중에서 최소값을 갖는 SINR을 각 프리코딩 행렬별로 검출한 후, 검출된 SINR들 중 최대값을 갖는 SINR에 대한 프리코딩 행렬을 선택한다. 즉, 상기 수신기는 상기 수학식 6에 나타낸 바와 같은 조건을 만족하는 프리코딩 행렬을 선택한다.
이후, 상기 수신기는 311단계에서 상기 선택된 프리코딩 행렬의 색인(index)을 피드백 제어채널을 통해 송신기로 피드백한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 4는 종래 기술에 따른 수신기에서 계층별 패킷 에러율을 나타내는 그래프를 도시하고 있다. 여기서, 상기 도 4는 종래 기술에 따른 V-BLAST/D 수신기의 PER(Packet Error Rate) 성능을 나타낸다. 이때, 가로축은 SNR(Signal to Noise Ratio) 나타내며, 세로축은 상기 PER을 나타내고, 코드율이 1/3인 경우와 3/4인 경우를 각각 나타낸다.
상기 도 4를 참조하면, RLO를 수행한 두 채널 계층(first layer와 second layer)간의 성능이 큰 차이를 나타냄을 알 수 있다. 즉, 첫 번째 채널 계층으로부 터 두 번째 채널 계층으로의 간섭 제거 수행 이후에 상기 두 번째 채널 계층의 성능이 오류 전파 현상에 따라 상기 첫 번째 채널 계층의 성능보다 낮아지게 됨을 알 수 있다. 또한, 평균 성능이 상기 두 번째 채널 계층의 성능과 동일하게 나타남으로써, 상기 두 번째 채널 계층의 성능이 전체 성능을 결정함을 알 수 있다. 한편, 두 번째 채널 계층의 간섭 제거가 완벽하게 수행되었을 경우(Genie cancel) 코드율 1/3에서는 오류 전파가 거의 발생되지 않으나, 코드율 3/4에서는 오류 전파 현상으로 인해 약 1/5dB의 성능 열화가 발생됨을 알 수 있다.
도 5는 종래 기술과 본 발명에 따른 수신기에서 계층별 패킷 에러율을 나타내는 그래프를 도시하고 있다. 여기서, 상기 도 5는 종래 기술에 따라 코드북을 이용하지 않는 개방 루프 시스템의 경우(no precoding), 본 발명에서 제안하는 프리코딩 행렬 선택 방법을 이용하는 경우(proposed precoding), 전형적인 SNR에 따른 프리코딩 행렬 선택 방법을 이용하는 경우(conventional SNR precoding) 및 하나의 프리코딩 행렬만을 이용하는 경우(CDD only precoding)의 수신기 성능을 각각 도시하고 있다. 이때, 가로축은 SNR(Signal to Noise Ratio) 나타내며, 세로축은 상기 PER을 나타내고, 코드율이 1/3인 경우와 3/4인 경우를 각각 나타낸다.
상기 도 5를 참조하면, 종래 기술에 따라 프리코딩 행렬을 선택하는 경우 혹은 하나의 프리코딩 행렬만을 사용하는 경우의 수신기 성능은 코드북을 사용하지 않는 개방 루프 시스템에 비해 성능 이득이 없거나 성능이 열화되지만, 본 발명에 따라 프리코딩 행렬을 선택하는 수신기는 상기 방법들에 비해 높은 성능을 나타내 는 것을 알 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 V-BLAST/D 기법을 이용하는 수신기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 코드북 기반의 OFDM 시스템에서 수신기의 블록 구성 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 코드북 기반의 OFDM 시스템에서 수신기에서 프리코더 행렬을 선택하는 절차를 도시하는 도면,
도 4는 종래 기술에 따른 수신기에서 계층별 패킷 에러율을 나타내는 그래프를 도시하는 도면, 및
도 5는 종래 기술과 본 발명에 따른 수신기에서 계층별 패킷 에러율을 나타내는 그래프를 도시하는 도면.

Claims (14)

  1. 다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 방법에 있어서,
    수신 신호로부터 채널 정보를 추정하는 과정과,
    채널 정렬을 수행하여 각 채널 계층의 순서를 결정하는 과정과,
    상기 추정된 채널 정보와 채널 계층의 순서를 이용하여 기 저장된 코드북 내의 프리코딩 행렬 각각에 대한 채널의 계층별 신호대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 각 채널 계층별 신호대 간섭 잡음비들 중 최소값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 각 프리코딩 행렬별로 검출하는 과정과,
    상기 검출된 신호대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 신호대 간섭 잡음비에 대한 프리코딩 행렬을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 신호대 간섭 잡음비는, 하기 수학식 7과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112013033043304-pat00008
    여기서, 상기 SINRi (VB)(Fn)은 기 저장된 코드북 내에서 n번째 프리코딩 행렬(Fn)에 대한 i번째 채널 계층의 SINR을 의미하며, He,i(Fn)은 상기 Fn에 대하여 RLO(Representative Layer Ordering)를 수행한 후 내림차순으로 정렬된 i번째 유효 채널을 의미하며, *는 공액(conjugation)화를 의미하며, Nt는 송신기의 안테나 수를 의미하며, Es는 송신심볼의 에너지를 의미하며, No는 백색 가우시안 잡음을 의미하고, N은 비트스트림 수이며, IN은 비트 스트리밍에 대한 단위행렬을 의미함.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프리코딩 행렬 선택은, 하기 수학식 8과 같은 조건을 만족하는 프리코 딩 행렬로 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008028573614-pat00009
    여기서, Fs는 선택된 프리코딩 행렬을 의미하며, F는 코드북을 나타내며, Fn은 상기 코드북에 포함된 n번째 프리코딩 행렬을 의미하며,
    Figure 112008028573614-pat00010
    는 n번째 프리코딩 행렬(Fn)에 대해 최소값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 의미함.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수신기는, V-BLAST with decoding 기법을 이용하는 수신기인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 정렬은, 각 채널의 용량을 기준으로 정렬하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 선택된 프리코딩 행렬의 색인(index)을 피드백 제어채널을 통해 송신기로 피드백하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 다중입출력 시스템의 수신기에서 코드북 선택 장치에 있어서,
    수신신호로부터 채널 정보를 추정하는 채널 추정기와,
    채널 정렬을 통해 각 채널 계층의 순서를 결정하여 신호 복호를 수행하는 복호기와,
    상기 추정된 채널 정보와 채널 계층의 순서를 이용하여 기 저장된 코드북 내의 프리코딩 행렬 각각에 대한 채널의 계층별 신호대 간섭 잡음비를 계산하고, 상기 계산된 각 채널 계층별 신호대 간섭 잡음비들 중 최소 값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 각 프리코딩 행렬별로 검출한 후, 상기 검출된 신호대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 신호대 간섭 잡음비에 대한 프리코딩 행렬을 선택하는 코드북 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 코드북 선택기는, 하기 수학식 9와 같이 신호대 간섭 잡음비를 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112013033043304-pat00011
    여기서, 상기 SINRi (VB)(Fn)은 기 저장된 코드북 내에서 n번째 프리코딩 행렬(Fn)에 대한 i번째 채널 계층의 SINR을 의미하며, He,i(Fn)은 상기 Fn에 대하여 RLO를 수행한 후 내림차순으로 정렬된 i번째 유효 채널을 의미하며, *는 공액(conjugation)화를 의미하며, Nt는 송신기의 안테나 수를 의미하며, Es는 송신심볼의 에너지를 의미하며, No는 백색 가우시안 잡음을 의미하고, N은 비트스트림 수이며, IN은 비트 스트리밍에 대한 단위행렬을 의미함.
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 코드북 선택기는, 하기 수학식 10과 같은 조건을 만족하는 프리코딩 행렬을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112013033043304-pat00012
    여기서, Fs는 선택된 프리코딩 행렬을 의미하며, F는 코드북을 나타내며, Fn은 상기 코드북에 포함된 n번째 프리코딩 행렬을 의미하며,
    Figure 112013033043304-pat00013
    는 n번째 프리코딩 행렬(Fn)에 대해 최소값을 갖는 신호대 간섭 잡음비를 의미함.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 복호기는, V-BLAST with decoding 기법을 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 복호기는, 각 채널의 용량을 기준으로 채널을 정렬하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 코드북 선택기는, 선택된 프리코딩 행렬의 색인(index)을 피드백 제어채널을 통해 송신기로 피드백하는 것을 특징으로 하는 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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