KR101505085B1 - Apparatus and method for vector perturbation based on eigne value normalization in multi user mimo system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송신 전력 조절을 이용한 전처리에 관한 것으로, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 전처리를 수행하는 송신기의 동작 방법에 있어서 피드백 정보를 수신기로부터 수신하는 과정과 전송할 데이터를 부호화하는 과정과 상기 피드백 정보를 이용하여 부호화한 데이터를 전송 전력이 최소화되도록 전처리하는 과정과 전처리한 데이터를 변조하는 과정과 변조한 데이터를 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 수신기로 전송하는 과정을 포함하는 것으로 무선 통신 환경이 나쁜 경우에도 추가적인 송신 전력을 제한함으로써 수신 오류 율을 낮출 수 있고 사전에 피드백된 각 사용자의 채널 정보를 통해서 수신 시 각 사용자들이 추가적인 채널 보정 없이 저 복잡도의 모듈러 수신기를 통해 수신 단을 구현할 수 있으며, 선형 전처리 부호화 기법들의 송수신 복잡도를 가지면서도 송신 안테나 다이버시티를 얻을 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a pre-processing method using transmission power control, and more particularly, to a method of operating a transmitter that performs pre-processing in a multi-user multi-antenna system, comprising: receiving feedback information from a receiver; encoding data to be transmitted; Processing the encoded data to minimize transmission power, modulating the preprocessed data, and transmitting the modulated data to the receiver through at least one antenna among the plurality of antennas. In the worst case, it is possible to lower the reception error rate by limiting the additional transmission power, and each user can implement the receiving end through a modular receiver of low complexity without further channel correction upon reception through the channel information of each user, Linear ex While having a transceiver complexity of the coding method has the advantage to obtain the transmit antenna diversity.

Vector Pertubation, Eigen Value, Multi User MIMO. Vector Pertubation, Eigen Value, Multi User MIMO.

Description

다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 에이겐 상수 정규화를 기반으로 한 분산 벡터 부호화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR VECTOR PERTURBATION BASED ON EIGNE VALUE NORMALIZATION IN MULTI USER MIMO SYSTEM}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR VECTOR PERFORMING BASED ON EIGHT VALUE NORMALIZATION IN MULTI USER MIMO SYSTEM [0002] BACKGROUND OF THE INVENTION [0003]

본 발명은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에 기반한 무선 통신 시스템에서의 에이겐(Eigen) 상수 정규화를 기반으로 한 분산 벡터 부호화를 이용한 신호 전송을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for signal transmission using distributed vector coding based on Eigen constant normalization in a wireless communication system based on a multi-user multi-antenna system.

다중 사용자 다중 안테나 시스템에서는 일반적으로 다수의 안테나를 가지는 기지국과 하나의 안테나를 가지는 사용자 단말이 시스템 구성요소가 된다.In a multi-user multi-antenna system, a base station having a plurality of antennas and a user terminal having one antenna are generally constituent elements.

그리고, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서는 기지국이 다중 안테나를 통해 각 사용자를 위한 정보를 전송할 때 다른 사용자들의 정보가 간섭으로 작용하게 되어 수신된 정보의 신뢰성이 낮아질 수 있다.Also, in a multi-user multi-antenna system, when a base station transmits information for each user through multiple antennas, information of other users acts as interference, so that reliability of received information may be lowered.

이를 해결하기 위해, 각 사용자들은 무선 통신 환경의 채널 정보를 기지국에 피드백하고, 기지국에서는 이 정보들을 활용하여 사용자들에게 발생하는 간섭을 미 리 제거하는 기법을 사용한다. 이러한 기법을 다중 안테나 시스템의 전처리 부호화 기법(multi-input multi-output precoding)이라 한다. 전처리 부호화 기법에서 선형적인 행렬을 이용한 2가지 기법이 제안되어 있다.In order to solve this problem, each user feeds channel information of the wireless communication environment to the base station, and the base station uses the information to remove the interference generated by the users. This technique is called multi-input multi-output precoding of a multi-antenna system. Two techniques using linear matrices have been proposed in the preprocessing coding scheme.

먼저, 제로 포싱(ZF: zero-forcing) 전처리 기법을 들 수 있다. 이 기법은 모든 사용자들의 단말에서 추정된 채널 정보를 통해서 송신 안테나와 수신 안테나간의 모든 채널 상황에 대한 행렬을 구성한다. 이런 행렬의 역행렬을 구성한 후 이를 통해 전처리 행렬을 생성한 후 전송 정보에 적용한 후 전송한다. 이를 통해 채널에 의한 영향을 완전히 제거할 수 있다. 하지만 상황이 나쁜 채널에 의해서 수신 오류율이 높아질 수 있는 문제점이 있다.First, a zero-forcing (ZF) preprocessing technique can be mentioned. This scheme constructs a matrix of all channel conditions between the transmit and receive antennas through the estimated channel information at all users' terminals. After constructing the inverse matrix of such a matrix, a preprocessing matrix is generated and applied to the transmission information before transmission. This can completely eliminate the influence of the channel. However, there is a problem that the reception error rate may be increased by a bad channel.

그 다음으로, 위너 여과기 (WF: Wiener filter) 전처리 기법을 들 수 있다. 이 기법은 상기 제로 포싱 전처리 기법과 마찬가지로 모든 사용자들에게서 피드백된 채널 정보를 통해서 송신/수신 안테나 간의 채널 상황에 대한 행렬을 이용해 전처리 행렬을 생성한다. 하지만, 제로 포싱 기법과는 달리 사용자들의 수신기에서 발생하는 잡음 성분에 대한 통계적 정보를 더 활용해서 수신 성능을 더 향상시킬 수 있다.Next, a pre-processing method of Wiener filter (WF) can be mentioned. In this technique, as in the zero-forcing preprocessing technique, a preprocessing matrix is generated using matrixes of channel conditions between transmit and receive antennas through feedback channel information from all users. However, unlike the zero-forcing technique, the reception performance can be further improved by further utilizing the statistical information on the noise components generated by the users' receivers.

하지만, 기존 기법들은 모든 사용자들에 의해서 채널 정보가 피드백됐을 경우에 적은 복잡도로 채널의 영향을 완전히 제거함으로써 각 사용자들이 다른 사용자들의 정보를 수신하여 수신 정보의 오류율이 높아지는 것을 방지하는 기법들이다. 하지만, 이 경우 기지국에서의 송신 전력은 제한되고, 이를 위해 전송 전력에 대한 정규화(normalization)가 필요하다. However, existing schemes are techniques that completely eliminate the influence of channels with little complexity when channel information is fed back by all users, thereby preventing each user from receiving information of other users and increasing the error rate of received information. However, in this case, the transmission power at the base station is limited, and normalization of the transmission power is required for this.

하지만, 상기와 같은 정규화는 수신 단에서의 잡음 성분의 상승을 유발하는 문제점이 있다. 또한, 다수의 송신 안테나를 이용함에도 불구하고 송신 안테나 다이버시티를 얻지 못하기 때문에 수신 오류율을 향상시키지 못하는 문제점이 있다.However, the normalization as described above has a problem that the noise component at the receiving end is increased. In addition, although a plurality of transmission antennas are used, transmission antenna diversity can not be obtained, so that a reception error rate can not be improved.

본 발명의 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 에이겐 상수 정규화를 기반으로 한 분산 벡터 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a distributed vector coding apparatus and method based on eigen-constant normalization in a multi-user multi-antenna system.

본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 다중 사용자 시스템에서 저 복잡도의 송수신기를 구현하고, 이와 동시에 송신 안테나에 의한 다이버시티(Diversity)를 수신 단에서 얻을 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for implementing a low complexity transceiver in a multi-antenna multi-user system and at the same time obtaining diversity by a transmitting antenna at a receiving end.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 전처리를 수행하는 송신기의 동작 방법에 있어서 피드백 정보를 수신기로부터 수신하는 과정과 전송할 데이터를 부호화하는 과정과 상기 피드백 정보를 이용하여 부호화한 데이터를 전송 전력이 최소화되도록 전처리하는 과정과 전처리한 데이터를 변조하는 과정과 변조한 데이터를 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 수신기로 전송하는 과정을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating a transmitter for performing pre-processing in a multi-user multi-antenna system, the method comprising: receiving feedback information from a receiver; encoding data to be transmitted; Processing the data encoded using the feedback information to minimize transmission power, modulating the preprocessed data, and transmitting the modulated data to the receiver through at least one antenna among the plurality of antennas.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서의 전처리를 수행하는 송신기의 장치에 있어서 피드백 정보를 수신기로부터 수신하는 피드백 정보부와 전송할 데이터를 부호화하는 부호화기와 상기 피드백 정보를 이용하여 부호화한 데이터를 전송 전력이 최소화되도록 전처리하는 전처리부와 전처리한 데이터를 변조하는 변조부와 변조한 데이터를 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 수신기로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for performing a pre-processing in a multi-user multi-antenna system, comprising: a feedback information unit for receiving feedback information from a receiver; an encoder for encoding data to be transmitted; A preprocessor for pre-processing the data encoded using the feedback information to minimize transmission power, a modulator for modulating the preprocessed data, and a transmitter for transmitting the modulated data to the receiver through at least one antenna among the plurality of antennas .

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 수신기의 동작 방법에 있어서 안테나를 통해 신호를 수신하는 과정과 수신한 신호를 추정하여 피드백 정보를 생성하는 과정과 상기 수신한 신호에서 상기 수신기로 전송된 신호를 획득하는 과정과 상기 피드백 신호를 송신기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of operating a receiver in a multi-user multi-antenna system, comprising: receiving a signal through an antenna; estimating a received signal to generate feedback information; Acquiring a signal transmitted from the received signal to the receiver, and transmitting the feedback signal to a transmitter.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 수신기의 장치에 있어서 안테나를 통해 송신기로부터의 신호를 수신하는 RF부와 수신한 신호를 추정하여 피드백 정보를 생성하고 상기 RF부를 통해 상기 피드백 신호를 상기 송신기로 전송하는 피드백 정보 생성부와 상기 수신한 신호에서 상기 수신기로 전송된 신호를 획득하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for a receiver in a multi-user multi-antenna system, comprising: an RF unit for receiving a signal from a transmitter through an antenna; A feedback information generator for generating the feedback signal through the RF unit and transmitting the feedback signal to the transmitter, and a demodulator for acquiring a signal transmitted from the received signal to the receiver.

본 발명은 무선 통신 환경이 나쁜 경우에도 추가적인 송신 전력을 제한함으로써 수신 오류율을 낮출 수 있고, 사전에 피드백된 각 사용자의 채널 정보를 통해서 수신시 각 사용자들이 추가적인 채널 보정 없이 저 복잡도의 모듈러 수신기를 통해 수신 단을 구현할 수 있으며, 선형 전처리 부호화 기법들의 송수신 복잡도를 가지면서도 송신 안테나 다이버시티를 얻을 수 있는 이점이 있다.The present invention can reduce the reception error rate by limiting the additional transmission power even when the wireless communication environment is bad, and it is also possible to provide a method of receiving each user's channel information through pre- It is possible to realize the receiving end and to obtain the transmission antenna diversity while having the transmission and reception complexity of the linear preprocessing coding techniques.

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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 본 발명은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 에이겐 상수 정규화를 기반으로 한 분산 벡터 부호화 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in connection with a distributed vector coding apparatus and method based on eigen-constant normalization in a multi-user multi-antenna system.

그리고, 본 발명은 다중 안테나 비협력적 다중 사용자 환경에서 셀 데이터 전송율을 최대화하기 위한 전처리 부호화 기법에 대한 것이다. The present invention relates to a pre-coding scheme for maximizing a cell data rate in a multi-antenna non-cooperative multi-user environment.

다중 안테나 비협력적 다중 사용자 환경은 안테나별 동시 전송 방식(spatial mux)을 이용할 경우 모든 사용자들에게 다른 사용자들의 정보가 간섭으로 작용하게 되어 셀 데이터 전송율을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 수신 단에서 이 문제를 해결하기 위해서는 사용자들 간의 수신 정보를 교환해야 한다. 하지만, 이 경우 시스템의 자원을 낭비하게 된다. In the multi-antenna non-cooperative multi-user environment, when the antenna is used with the spatial mux, information of other users is interfered to all the users and the cell data rate can be greatly reduced. To solve this problem at the receiving end, it is necessary to exchange the receiving information between the users. However, in this case, the system resources are wasted.

따라서, 각 사용자의 채널 정보의 피드백을 통해서 기지국에서 전처리 기법을 이용하는 것이 적합하다. 본 발명은 송신 안테나로 인한 다이버시티 효과를 얻음과 동시에 선형 전처리 부호화 기법에 근접하는 적은 복잡도의 송수신기 구조를 제안한다.Therefore, it is suitable to use the preprocessing method in the base station through feedback of channel information of each user. The present invention proposes a low-complexity transceiver structure that achieves a diversity effect due to a transmission antenna and approaches a linear preprocessing coding technique.

본 발명은 다음과 같은 시스템에서 구현된다. 먼저, 첫 번째로 각 사용자의 수신된 정보는 다른 사용자들이 알 수 없다. 두 번째로, 송신 안테나에서의 송신 전력은 W로 제한된다. 세 번째로, 송신 단에서 모든 사용자들의 채널 정보를 알고 있다. 네 번째로, 송신 단에서 제안된 기법을 통해서 정보를 전송하여 사용자들이 수신할 때까지 채널 상황이 변하지 않는다. 다섯 번째로, 송신 안테나의 수는 N개, 사용자들의 수는 K라고 가정한다(여기서 K≤N이라고 가정한다) The present invention is implemented in the following system. First, the received information of each user is not known to other users. Secondly, the transmit power at the transmit antenna is limited to W. Third, channel information of all users is known at the transmitting end. Fourthly, the channel condition is not changed until the users transmit the information through the proposed technique at the transmitting end. Fifth, assume that the number of transmit antennas is N and the number of users is K (where K < N)

본 발명은 상기와 같은 구조를 가지는 시스템을 기준으로 각 사용자들이 다른 사용자들에 의한 간섭없이 송신 안테나 다이버시티를 통해 수신 오류율이 최소화 되는 다중 안테나 전처리 부호화 기법을 설계한다. The present invention designs a multi-antenna pre-coding scheme in which a reception error rate is minimized through transmission antenna diversity without interference by other users based on a system having the above-described structure.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 송신 블록 구성을 도시한 도면이다. 이하 설명은 TDD-OFDMA 시스템을 가정하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명은 FDD-OFDMA 시스템, TDD와 FDD를 함께 사용하는 하이브리드 시스템 및 다른 자원 분할 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 시스템에 용이하게 적용될 수 있다. 본 발명에서 상기 송신기는 기지국을 나타낸다.1 is a block diagram illustrating a transmission block of a transmitter according to an embodiment of the present invention. The following description assumes a TDD-OFDMA system. However, the present invention can be easily applied to an FDD-OFDMA system, a hybrid system using TDD and FDD together, and a cellular-based system using another resource partitioning scheme. In the present invention, the transmitter represents a base station.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 송신기는, 부호화기(110), 전처리부(120), 피드백 정보부(125), 변조부(130), 안테나 가중치 설정부(150)를 포함하여 구성된다. 다중 안테나 시스템인 경우로 안테나는 다수 개로 존재한다.Referring to FIG. 1, the transmitter includes an encoder 110, a preprocessor 120, a feedback information unit 125, a modulator 130, and an antenna weight setting unit 150. In the case of a multi-antenna system, there are a plurality of antennas.

상기 부호화기(110)는 상위 단으로부터의 데이터를 미리 정해진 부호수준(MCS레벨)에 따라 부호화하여 출력한다. The encoder 110 encodes data from an upper end according to a predetermined code level (MCS level) and outputs the encoded data.

상기 피드백 정보부(125)는 수신기(예를 들어, 단말)가 전송한 피드백 정보로부터 전처리 부호화 행렬(G)을 구한 후, 전처리부(120)로 출력한다. 상기 피드백 정보를 얻는 과정은 OFDM 시스템의 일반적인 과정을 따른다.The feedback information unit 125 obtains the pre-coding matrix G from the feedback information transmitted by the receiver (for example, a terminal), and outputs the pre-coding matrix G to the preprocessing unit 120. The process of obtaining the feedback information follows the general procedure of the OFDM system.

상기 전처리부(120)는 상기 부호화기(110)가 출력한 신호 및 상기 피드백 정보 관리부(125)가 출력한 신호를 기반으로 전처리를 수행하여 상기 변조부(130)로 출력한다.The preprocessor 120 preprocesses the signal based on the signal output from the encoder 110 and the signal output from the feedback information manager 125 and outputs the preprocessed signal to the modulator 130.

여기서, 전처리의 목적은 전송 전력을 최소화할 수 있는 분산 벡터(L)를 구하는 것이다. 이를 설명하면, 하기와 같다.Here, the purpose of the preprocessing is to obtain a dispersion vector ( L ) capable of minimizing the transmission power. This will be described below.

Figure 112008022180971-pat00001
Figure 112008022180971-pat00001

상기 <수학식 1>에서 각 파라미터는 하기 <수학식 2>와 같이 정의된다.In Equation (1), each parameter is defined as Equation (2) below.

Figure 112008022180971-pat00002
Figure 112008022180971-pat00002

여기서, x는 N x 1의 송신 안테나를 통해 전송되는 신호를, γ는 전송 전력의 제한을 보장하기 위한 정규화 상수 값을, G는 채널 피드백 정보를 통한 N x K 전처리 부호화 행렬을, u는 각 사용자들이 수신할 K x 1 정보 신호를, τ는 본 발명에서 사용되는 양자화 간격(quantization size)를, L은 본 발명에서 설계하고자 하는 K x 1의 실수, 허수부를 정수 값으로 갖는 복소수로 구성된 분산 벡터를 나타 낸다.Where x is a signal transmitted through N x 1 transmit antennas, y is a normalization constant value to guarantee transmission power limitation, G is an N x K preprocessing matrix through channel feedback information, L denotes a real number of K x 1 to be designed in the present invention, and a variance composed of a complex number having an imaginary part as an integer value, where K denotes a quantization size used in the present invention, Lt; / RTI &gt;

상기 G는 상기 전처리 부호화 행렬을 나타낸다. 그리고, 상기 u는 상기 부호화기(110)가 제공한다. 그리고, 상기 W는 전술한 바와 같이 송신 전력(W)를 나타낸다. 즉, 최대 송신 전력이 W라는 것을 나타낸다. G denotes the pre-coding matrix. The encoder 110 provides the u. The above W represents the transmission power (W) as described above. That is, it indicates that the maximum transmission power is W.

상기 변조부(130)는 상기 부호화기(110)로부터의 데이터를 정해진 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다. 상기 변조부(130)가 OFDM 변조를 수행한다고 가정할 경우, 상기 변조부(130)는 상기 부호화기(110)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. The modulator 130 modulates the data from the encoder 110 according to a predetermined modulation level and outputs the modulated data. If the modulator 130 performs OFDM modulation, the modulator 130 performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) on the data from the encoder 110 to output sample data (OFDM symbol).

상기 안테나 가중치 설정부(150)는 상기 변조부(130)로부터의 변조심볼을 안테나 마다의 가중치를 반영하여 적어도 하나의 안테나를 통해 송신한다. The antenna weight setting unit 150 transmits the modulation symbols from the modulator 130 through at least one antenna reflecting the weights of the antennas.

상기 도면에서는 미 도시하였지만, 상기 블록들은 제어부에 의해 그 동작이 제어된다. 즉, 상기 제어부는 처리 수행중 필요한 정보를 물리계층의 해당 구성부로 제공받거나, 물리계층의 해당 구성부로 제어신호를 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나 가중치 설정부(150)로 제공되는 안테나 제어 신호는 제어부에 의해서 발생된다.Although not shown in the figure, the operation of the blocks is controlled by the control unit. That is, the control unit may receive information necessary for performing the process to a corresponding component of the physical layer, or may generate a control signal to the corresponding component of the physical layer. For example, the antenna control signal provided to the antenna weight setting unit 150 is generated by the control unit.

본 발명은 전송 전력을 최소화할 수 있는 분산 벡터(L)를 설계함으로써 수신 오류율을 최소화하는 것이다. 전송 전력의 최소화는 에이겐 변환(Eigen decomposition)을 통해서 송 수신 안테나를 가상의 복수의 채널로 변환시켰을 때 각 채널에서 전송되는 전력이 모두 같을 때 가능하다. 하기 <수학식 3>은 전처리 부호화 행렬의 에이겐 변환을 나타낸다.The present invention minimizes the reception error rate by designing a dispersion vector ( L ) capable of minimizing the transmission power. The minimization of the transmission power is possible when the transmitting and receiving antennas are converted into a plurality of virtual channels through Eigen decomposition and the power transmitted from each channel is the same. Equation (3) below represents the eigen-transformation of the preprocessing coding matrix.

Figure 112008022180971-pat00003
Figure 112008022180971-pat00003

여기서,

Figure 112008022180971-pat00004
이다. here,
Figure 112008022180971-pat00004
to be.

여기에서 S는 에이겐 값을, V는 각 에이겐 값에 대응되는 벡터들로 구성된 행렬을 나타낸다. 그리고, 본 발명은 상기 에이겐 변환으로 구한 에이겐 값을 정규화(normalization)를 하기 위한 전술한 바와 같은 분산 벡터(L * )를 제안한다. 상기 분산 벡터를 구하는 과정은 하기와 같다. 여기서, L * 은 상기에서 설명한 L을 나타낸다.Where S denotes an eigen value and V denotes a matrix composed of vectors corresponding to the respective eigenvalues. The present invention proposes a dispersion vector ( L * ) as described above for normalization of the eigenvalue obtained by the Eigen-transformation. The procedure for obtaining the dispersion vector is as follows. Here, L * represents L described above.

Figure 112008022180971-pat00005
Figure 112008022180971-pat00005

여기서, 상기 <수학식 4>의 파라미터는 하기 <수학식 5>와 같다.Here, the parameter of Equation (4) is expressed as Equation (5) below.

Figure 112008022180971-pat00006
Figure 112008022180971-pat00006

여기서,

Figure 112008022180971-pat00007
,
Figure 112008022180971-pat00008
,
Figure 112008022180971-pat00009
,here,
Figure 112008022180971-pat00007
,
Figure 112008022180971-pat00008
,
Figure 112008022180971-pat00009
,

Figure 112008022180971-pat00010
,
Figure 112008022180971-pat00011
이다.
Figure 112008022180971-pat00010
,
Figure 112008022180971-pat00011
to be.

상기 N step은 하기 <수학식 6>과 같다.The N step is expressed by Equation (6).

Figure 112008022180971-pat00012
Figure 112008022180971-pat00012

여기서 N step은 후보 분산 벡터의 수를, Δ는 후보 분산 벡터들 간의 간격을, γk는 k번째 후보 송신전력을, γref는 전처리 행렬만을 통해 전송할 경우의 송신 전력을, eg는 에이겐 값의 기하평균을, P는 가상 채널별 에이겐 값의 기하 평균과의 비를 나타낸다. Where N step is the number of candidate distribution vector, Δ is the transmission power when transmitted over the spacing between the candidate dispersion vector, γ k is the k-th candidate transmission power, γ ref is only pre-processing matrix, e g is this Gen And P is the ratio of the geometric mean of the eigenvalues per virtual channel.

정리하면, γref를 기준으로 N step개의 가능한 후보 송신 전력들을 결정한 후 각 후보 송신 전력을 γk로 고정시키고 이에 대응되는 분산 벡터 L을 구한다. 각 경우의 후보 분산 벡터들을 적용했을 경우의 송신 전력을 구하고, 이중 가장 작은 송신 전력에 대응되는 분산 벡터를 이용한다. In short, after determining the step N of the candidate transmit power based on the γ ref fixed to each of the candidate transmit power to obtain γ k and variance vector L corresponding thereto. The transmission power when the candidate dispersion vectors in each case are applied is obtained, and the dispersion vector corresponding to the smallest transmission power is used.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 수신 블록 구성을 도시한 도면이 다. 이하 설명은 TDD-OFDMA 시스템을 가정하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명은 FDD-OFDMA 시스템, TDD와 FDD를 함께 사용하는 하이브리드 시스템 및 다른 자원 분할 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 시스템에 용이하게 적용될 수 있다. 본 발명에서 상기 수신기는 단말을 나타낸다.2 is a diagram illustrating a receiving block configuration of a receiver according to an embodiment of the present invention. The following description assumes a TDD-OFDMA system. However, the present invention can be easily applied to an FDD-OFDMA system, a hybrid system using TDD and FDD together, and a cellular-based system using another resource partitioning scheme. In the present invention, the receiver represents a terminal.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수신기는, RF부(210), ADC(220), 복조기(OFDM복조기)(230), 복호화기(240), 피드백 정보 생성부(235)를 포함하여 구성된다. 2, the receiver according to the present invention includes an RF unit 210, an ADC 220, a demodulator 230, a decoder 240, and a feedback information generator 235 .

상기 RF부(210)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(220)는 상기 RF부(210)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 복조기(OFDM복조기)(230)는 상기 ADC(220)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부 반송파들의 데이터를 선택하여 출력한다.The RF unit 210 converts an RF (Radio Frequency) signal received through an antenna into a baseband analog signal. The ADC 220 converts the analog signal from the RF unit 210 into sample data and outputs the sample data. A demodulator (OFDM demodulator) 230 performs Fast Fourier Transform (FFT) on the sample data output from the ADC 220 and converts the data of the subcarriers to be actually received in the frequency domain Select and output.

모든 사용자(즉, 단말)들의 수신 신호는 하기 <수학식 7>과 같다.The received signals of all users (i.e., terminals) are expressed by Equation (7).

Figure 112008022180971-pat00013
Figure 112008022180971-pat00013

여기서, y는 모든 단말이 수신한 신호이고, yk는 특정 단말이 수신한 신호이 다. H 는 채널행렬이고, n 은 노이즈를 나타낸다. 다른 파라미터들은 전술한 바와 동일하다.Here, y is a signal received by all terminals, and y k is a signal received by a specific terminal. H is the channel matrix, and n is the noise. Other parameters are the same as described above.

k번째 단말은 하기 <수학식 8>을 이용하여 해당 정보를 수신할 수 있다.The kth UE can receive the corresponding information using Equation (8).

Figure 112008022180971-pat00014
Figure 112008022180971-pat00014

여기서,

Figure 112008022180971-pat00015
는 송수신 단에서 사전에 결정된 양자화 상수 τ 에 의한 양자화(quantization) 연산을 의미한다. 다른 파라미터들은 전술한 바와 동일하다.here,
Figure 112008022180971-pat00015
Denotes a quantization operation by a predetermined quantization constant &tgr; at the transmitting and receiving end. Other parameters are the same as described above.

따라서 각 사용자들은 상기 수신기를 통해서 채널 등화기 및 간섭 제거 기법을 사용하지 않고 정보를 수신할 수 있다.Therefore, each user can receive information through the receiver without using a channel equalizer and an interference cancellation technique.

상기 복조기(OFDM복조기)(230)는 상기 <수학식 7> 및 <수학식 8>을 이용하여 자신에게 전송된 신호를 구할 수 있다.The demodulator (OFDM demodulator) 230 can obtain a signal transmitted to the demodulator 230 using Equation (7) and Equation (8).

상기 피드백 정보 생성부(235)는 상기 복조기(OFDM복조기)(230)가 자신의 신호를 구하는 과정 중에서의 채널 추정 과정에서 기지국과의 채널 상태를 측정하고 피드백 정보를 생성한다. 상기 피드백 정보는 상기 수신기에 의해 상향링크 채널을 통하고, 상기 도 2에는 미 도시되었지만, 상기 수신기의 송신부에 의해 상기 기지국으로 전송된다.The feedback information generator 235 measures the channel state with the base station and generates feedback information in the channel estimation process during the process of obtaining the signal of the demodulator (OFDM demodulator) 230. The feedback information is transmitted to the base station by the transmitter of the receiver through the uplink channel by the receiver, although not shown in FIG.

복호화기(240)는 상기 복조기(OFDM복조기)(230)로부터의 데이터를 미리 정해진 수준(MCS레벨)에 따라 복호(decoding)하여 상위 단으로 출력한다. The decoder 240 decodes data from the demodulator (OFDM demodulator) 230 according to a predetermined level (MCS level) and outputs the decoded data to an upper stage.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 송신 동작 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a transmission operation of a transmitter according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 상기 송신기의 부호화부는 송신할 데이터에 대해 부호화 과정을 수행하고(310 단계), 피드백 정보부는 피드백 신호를 제공받고, 이를 이용하여 전술한 부호화 행렬(G)를 계산하여(320 단계) 전처리부로 제공한다.Referring to FIG. 3, the encoder of the transmitter performs a coding process on data to be transmitted (step 310). The feedback information unit receives a feedback signal and calculates the coding matrix G using the feedback signal 320) to the preprocessor.

이후, 상기 전처리부는 전송 전력을 최소화할 수 있는 분산 벡터를 계산하고(330 단계). 상기 부호화 행렬(G) 및 분산 벡터를 이용하여 부호화한 데이터에 대해 전처리를 수행한다(340 단계).Thereafter, the preprocessor calculates a dispersion vector that minimizes the transmission power (step 330). In operation 340, pre-processing is performed on the data encoded using the encoding matrix G and the dispersion vector.

이후, 변조부는 상기 전처리를 수행한 데이터에 대해 변조과정을 수행하고 (350 단계), 안테나 가중치 설정부는 안테나 제어 신호에 따라 상기 변조한 데이터에 대해 안테나 마다의 가중치를 반영하여 적어도 하나의 안테나를 통해 전송한다(360 단계).Thereafter, the modulator performs a modulation process on the pre-processed data (step 350), and the antenna weight setting unit reflects the weights of the modulated data according to the antennas according to the antenna control signal, (Step 360).

이후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the algorithm according to the present invention terminates.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 수신 동작 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a receiving operation of a receiver according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4을 참조하면, 상기 수신기(단말)는 정보(데이터)를 안테나를 통해 수신한다(410 단계). 이후, 상기 수신한 정보에 대해 기저대역 처리과정을 수행하고, 아날로그 디지털 변환과정(ADC)을 수행하여(420 단계) 디지털 신호로 변환한다.Referring to FIG. 4, the receiver (terminal) receives information (data) through an antenna (step 410). Thereafter, the received information is subjected to a baseband process, an analog-to-digital conversion process is performed (step 420), and the digital signal is converted.

이후, 상기 변환한 신호에 대해 채널 추정 및 복조 과정을 수행하는데, 상기 채널 추정 과정에서 피드백 정보를 생성하는 과정도 같이 수행한다(430 단계).Thereafter, a channel estimation and demodulation process is performed on the transformed signal, and a process of generating feedback information in the channel estimation process is also performed (operation 430).

이후, 상기 복조한 데이터에 대해 복호과정을 수행하고(440 단계), 상기 생성한 피드백 정보를 기지국으로 전송한다.Thereafter, the demodulated data is decoded (step 440), and the generated feedback information is transmitted to the base station.

이후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the algorithm according to the present invention terminates.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비트 오류율을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a bit error rate according to an embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참조하면, 송신 안테나의 수가 8개이고 8명의 사용자를 QPSK (quadratic phase shift keying)변조 기법을 통해 동시 전송한 경우에, 각 사용자들의 평균 비트 오류율 (bit error rate)을 도시한 도면이다.Referring to FIG. 5, the average bit error rate of each user is shown when 8 transmit antennas are used and 8 users are simultaneously transmitted through a quadratic phase shift keying (QPSK) modulation scheme .

ZF은 제로 포싱 전처리 기법을, WF는 위너 여과기 전처리 기법을 나타내고, RVP-EVN (regularized vector perturbation based Eigen value normalization)은 본 발명을 나타낸다. ZF represents a zero forcing pre-processing method, WF represents a Wiener filter pre-processing method, and RVP-EVN (regularized vector perturbation based Eigen value normalization) represents the present invention.

기존의 제안된 선형 전처리 부호화 기법들과 본 발명을 비교했을 때 제안된 발명의 오류율이 신호 대 잡음 비 (SNR: signal-to-noise ratio)가 증가함에 따라 크게 낮아짐을 알 수 있다. 이는 다중 안테나 다중 사용자 환경에서의 송신 전력을 무선 통신 환경의 채널 상황에 관계없이 송신 전력을 줄여줌으로써 가능하다. Comparing the present invention with the proposed linear preprocessing schemes, it can be seen that the error rate of the proposed invention is greatly reduced as the signal-to-noise ratio (SNR) increases. This is possible by reducing the transmission power in the multi-antenna multi-user environment regardless of the channel conditions of the wireless communication environment.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비트 오류율을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a bit error rate according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참조하면, 본 발명의 송신 다이버시티 효과를 나타낸 것이다. 송신 안테나의 수와 사용자의 수가 K로 동일할 경우 K가 증가함에 따라 비트 오류율이 감소하고 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, the transmit diversity effect of the present invention is shown. If the number of transmit antennas and the number of users are equal to K, the bit error rate decreases as K increases.

이것을 통해서 본 발명의 분산 벡터 설계 기법이 송신 안테나의 수가 증가함에 따라 다이버시티 효과를 더 얻음을 알 수 있다.From this, it can be seen that the diversity effect is further obtained as the number of transmit antennas increases according to the distributed vector design technique of the present invention.

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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 송신 블록 구성을 도시한 도면,1 is a block diagram of a transmission block of a transmitter according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 수신 블록 구성을 도시한 도면,2 is a block diagram illustrating a receiving block of a receiver according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 송신 동작 과정을 도시한 흐름도,3 is a flowchart illustrating a transmission operation of a transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 수신 동작 과정을 도시한 흐름도,4 is a flowchart illustrating a receiving operation of a receiver according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비트 오류율을 도시한 도면, 및,FIG. 5 is a diagram illustrating a bit error rate according to an embodiment of the present invention, and FIG.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비트 오류율을 도시한 도면.6 illustrates bit error rates in accordance with an embodiment of the present invention.

Claims (12)

다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 전처리를 수행하는 송신기의 동작 방법에 있어서,A method of operating a transmitter for performing pre-processing in a multi-user multi-antenna system, 피드백 정보를 수신기로부터 수신하는 과정과,Receiving feedback information from a receiver; 상기 피드백 정보를 이용하여 전송할 데이터를 부호화하는 과정과,Encoding data to be transmitted using the feedback information; 적어도 하나의 후보 분산 벡터들을 적용한 경우의 적어도 하나의 후보 전송 전력들을 구하는 과정과,Obtaining at least one candidate transmission powers when at least one candidate dispersion vectors are applied; 가장 작은 후보 전송 전력에 대응되는 분산 벡터를 이용하여 상기 데이터를 전처리하는 과정과,Pre-processing the data using a variance vector corresponding to the smallest candidate transmission power; 전처리한 데이터를 변조하는 과정과,Modulating the preprocessed data, 변조한 데이터를 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 수신기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And transmitting the modulated data to the receiver via at least one of the plurality of antennas. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 전처리 행렬을 이용하여 상기 데이터를 전송할 경우를 기준으로 상기 적어도 하나의 가능한 후보 전송 전력들을 결정하는 과정과,Determining the at least one possible candidate transmission powers based on a case where the data is transmitted using a preprocessing matrix; 각 후보 전송 전력에 대응되는 분산 벡터를 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And determining a dispersion vector corresponding to each candidate transmission power. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 가장 작은 전송 전력에 대응되는 분산 벡터는 하기 <수학식 9>와 같은 것을 특징으로 하는 방법.And a dispersion vector corresponding to the smallest transmission power is expressed by Equation (9).
Figure 112013026633446-pat00016
Figure 112013026633446-pat00016
 여기서, 상기 <수학식 9>의 파라미터는 하기 <수학식 10>와 같다.Here, the parameter of Equation (9) is expressed as Equation (10) below.
Figure 112013026633446-pat00017
Figure 112013026633446-pat00017
 여기서,
Figure 112013026633446-pat00018
,
Figure 112013026633446-pat00019
,
Figure 112013026633446-pat00020
,here,
Figure 112013026633446-pat00018
,
Figure 112013026633446-pat00019
,
Figure 112013026633446-pat00020
,
Figure 112013026633446-pat00021
,
Figure 112013026633446-pat00022
이다.
Figure 112013026633446-pat00021
,
Figure 112013026633446-pat00022
to be. 상기 N step은 하기 <수학식 11>과 같다. 상기 S는 에이겐 값을 나타내고 하기 <수학식 12>와 같다.The N step is expressed by Equation (11). S represents an eigen value and is expressed by Equation (12) below.
Figure 112013026633446-pat00023
Figure 112013026633446-pat00023
 여기서 N step은 후보 분산 벡터의 수를, Δ는 후보 분산 벡터들 간의 간격을, γk는 k번째 후보 전송전력을, γref는 전처리 행렬만을 통해 전송할 경우의 전송 전력을, eg는 에이겐 값의 기하평균을, P는 가상 채널별 에이겐 값의 기하 평균과의 비를 나타낸다. Where N step is the number of candidate distribution vector, Δ is the transmission power in case of transmitting through the space between the candidate dispersion vector, γ k is the k-th candidate transmission power, γ ref is only pre-processing matrix, e g is this Gen And P is the ratio of the geometric mean of the eigenvalues per virtual channel.
Figure 112013026633446-pat00024
Figure 112013026633446-pat00024
 여기서,
Figure 112013026633446-pat00025
이다. here,
Figure 112013026633446-pat00025
to be. 여기에서 S는 에이겐 값을, V는 각 에이겐 값에 대응되는 벡터들로 구성된 행렬을 나타낸다. Where S denotes an eigen value and V denotes a matrix composed of vectors corresponding to the respective eigenvalues. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 전송하는 신호는 하기 <수학식 13>과 같은 것을 특징으로 하는 방법.Wherein a signal transmitted through at least one of the plurality of antennas is expressed by Equation (13).
Figure 112014092729187-pat00026
Figure 112014092729187-pat00026
 상기 <수학식 13>에서 각 파라미터는 하기 <수학식 14>와 같이 정의된다.In Equation (13), each parameter is defined as Equation (14).
Figure 112014092729187-pat00027
Figure 112014092729187-pat00027
 여기서, x는 N x 1의 전송 안테나를 통해 전송되는 신호를, γ는 전송 전력의 제한을 보장하기 위한 정규화 상수 값을, G는 채널 피드백 정보를 통한 N x K 전처리 부호화 행렬을, u는 각 사용자들이 수신할 K x 1 정보 신호를, τ는 본 발명에서 사용되는 양자화 간격(quantization size)를, L은 본 발명에서 설계하고자 하는 K x 1의 실수, 허수부를 정수 값으로 갖는 복소수로 구성된 분산 벡터를, 상기 G는 상기 전처리 부호화 행렬을 나타낸다.Where x is a signal transmitted through N x 1 transmit antennas, y is a normalization constant value to guarantee transmission power limitation, G is an N x K preprocessing coding matrix through channel feedback information, L denotes a real number of K x 1 to be designed in the present invention, and a variance composed of a complex number having an imaginary part as an integer value, where K denotes a quantization size used in the present invention, Vector, and G denotes the preprocessing coding matrix. 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서의 전처리를 수행하는 송신기의 장치에 있어서,An apparatus of a transmitter for performing pre-processing in a multi-user multi-antenna system, 피드백 정보를 수신기로부터 수신하는 피드백 정보부와,A feedback information part for receiving feedback information from a receiver, 상기 피드백 정보를 이용하여 전송할 데이터를 부호화하는 부호화기와,An encoder for encoding data to be transmitted using the feedback information; 적어도 하나의 후보 분산 벡터들을 적용한 경우의 적어도 하나의 후보 전송 전력들을 구하고, 가장 작은 후보 전송 전력에 대응되는 분산 벡터를 이용하여 상기 데이터를 전처리하는 전처리부와,A preprocessor for obtaining at least one candidate transmission power when at least one candidate dispersion vector is applied and preprocessing the data using a dispersion vector corresponding to the smallest candidate transmission power; 전처리한 데이터를 변조하는 변조부와,A modulator for modulating the preprocessed data, 변조한 데이터를 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 수신기로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a transmitter for transmitting the modulated data to the receiver through at least one of the plurality of antennas. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 전처리부는,The pre- 전처리 행렬을 이용하여 상기 데이터를 전송할 경우를 기준으로 상기 적어도 하나의 가능한 후보 전송 전력들을 결정하고, 각 후보 전송 전력에 대응되는 분산 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.And determines the at least one possible candidate transmission powers based on a case of transmitting the data using the pre-processing matrix, and determines a dispersion vector corresponding to each candidate transmission power. 제 6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 가장 작은 전송 전력에 대응되는 분산 벡터는 하기 <수학식 15>와 같은 것을 특징으로 하는 장치.And a dispersion vector corresponding to the smallest transmission power is expressed by Equation (15).
Figure 112013026633446-pat00028
Figure 112013026633446-pat00028
 여기서, 상기 <수학식 15>의 파라미터는 하기 <수학식 16>와 같다.Here, the parameter of Equation (15) is expressed by Equation (16) below.
Figure 112013026633446-pat00029
Figure 112013026633446-pat00029
 여기서,
Figure 112013026633446-pat00030
,
Figure 112013026633446-pat00031
,
Figure 112013026633446-pat00032
,here,
Figure 112013026633446-pat00030
,
Figure 112013026633446-pat00031
,
Figure 112013026633446-pat00032
,
Figure 112013026633446-pat00033
,
Figure 112013026633446-pat00034
이다.
Figure 112013026633446-pat00033
,
Figure 112013026633446-pat00034
to be. 상기 N step은 하기 <수학식 17>과 같다. 상기 S는 에이겐 값을 나타내고 하기 <수학식 18>와 같다.The N step is represented by Equation (17). S represents an eigen value and is expressed by Equation (18).
Figure 112013026633446-pat00035
Figure 112013026633446-pat00035
 여기서 N step은 후보 분산 벡터의 수를, Δ는 후보 분산 벡터들 간의 간격을, γk는 k번째 후보 전송전력을, γref는 전처리 행렬만을 통해 전송할 경우의 전송전력을, eg는 에이겐 값의 기하평균을, P는 가상 채널별 에이겐 값의 기하 평균과의 비를 나타낸다. Where N step is the number of candidate distribution vector, Δ is the transmission power in case of transmitting through the space between the candidate dispersion vector, γ k is the k-th candidate transmission power, γ ref is only pre-processing matrix, e g is this Gen And P is the ratio of the geometric mean of the eigenvalues per virtual channel.
Figure 112013026633446-pat00036
Figure 112013026633446-pat00036
 여기서,
Figure 112013026633446-pat00037
이다. here,
Figure 112013026633446-pat00037
to be. 여기에서 S는 에이겐 값을, V는 각 에이겐 값에 대응되는 벡터들로 구성된 행렬을 나타낸다. Where S denotes an eigen value and V denotes a matrix composed of vectors corresponding to the respective eigenvalues. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 다수의 안테나 중 적어도 하나의 안테나를 통해 전송하는 신호는 하기 <수학식 19>과 같은 것을 특징으로 하는 장치.Wherein a signal transmitted through at least one of the plurality of antennas is expressed as Equation (19).
Figure 112014092729187-pat00038
Figure 112014092729187-pat00038
 상기 <수학식 19>에서 각 파라미터는 하기 <수학식 20>와 같이 정의된다.In Equation (19), each parameter is defined as Equation (20).
Figure 112014092729187-pat00039
Figure 112014092729187-pat00039
 여기서, x는 N x 1의 전송 안테나를 통해 전송되는 신호를, γ는 전송 전력의 제한을 보장하기 위한 정규화 상수 값을, G는 채널 피드백 정보를 통한 N x K 전처리 부호화 행렬을, u는 각 사용자들이 수신할 K x 1 정보 신호를, τ는 본 발명에서 사용되는 양자화 간격(quantization size)를, L은 본 발명에서 설계하고자 하는 K x 1의 실수, 허수부를 정수 값으로 갖는 복소수로 구성된 분산 벡터를, 상기 G는 상기 전처리 부호화 행렬을 나타낸다Where x is a signal transmitted through N x 1 transmit antennas, y is a normalization constant value to guarantee transmission power limitation, G is an N x K preprocessing coding matrix through channel feedback information, L denotes a real number of K x 1 to be designed in the present invention, and a variance composed of a complex number having an imaginary part as an integer value, where K denotes a quantization size used in the present invention, Vector, and G denotes the pre-coding matrix 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 수신기의 동작 방법에 있어서,A method of operating a receiver in a multi-user multi-antenna system, 안테나를 통해 신호를 수신하는 과정과,Receiving a signal through an antenna, 수신한 신호를 추정하여 피드백 정보를 생성하는 과정과,Estimating a received signal to generate feedback information; 상기 수신한 신호에서 상기 수신기로 전송된 신호를 획득하는 과정과,Acquiring a signal transmitted from the received signal to the receiver; 상기 피드백 신호를 송신기로 전송하는 과정을 포함하고,And transmitting the feedback signal to a transmitter, 상기 수신기로 전송된 신호는, 적어도 하나의 후보 분산 벡터들을 적용한 적어도 하나의 후보 전송 전력들 가운데, 가장 작은 후보 전송 전력에 대응되는 분산 벡터에 기초하여 전처리된 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the signal transmitted to the receiver is preprocessed based on a variance vector corresponding to the smallest candidate transmission power among at least one candidate transmission powers applying the at least one candidate dispersion vectors. 제 9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 수신한 신호에서 상기 수신기로 전송된 신호를 획득하는 과정은,Wherein the step of acquiring the signal transmitted from the received signal to the receiver comprises: 하기 <수학식 21>과 같은 것을 특징으로 하는 방법.(21). &Lt; EMI ID = 21.0 >
Figure 112013026633446-pat00040
Figure 112013026633446-pat00040
 여기서, y는 모든 수신기가 수신한 신호이고, yk는 특정 수신기가 수신한 신호이다. H 는 채널행렬이고, n 은 노이즈를 나타낸다. 다른 파라미터들은 전술한 바와 동일하다.Where y is the signal received by all receivers and y k is the signal received by a particular receiver. H is the channel matrix, and n is the noise. Other parameters are the same as described above. k번째 수신기는 하기 <수학식 22>를 이용하여 해당 정보를 수신할 수 있다.The kth receiver can receive the corresponding information using Equation (22).
Figure 112013026633446-pat00041
Figure 112013026633446-pat00041
 여기서,
Figure 112013026633446-pat00042
는 송수신 단에서 사전에 결정된 양자화 상수 τ 에 의한 양자화(quantization) 연산을 의미한다.here,
Figure 112013026633446-pat00042
Denotes a quantization operation by a predetermined quantization constant &tgr; at the transmitting and receiving end. 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 수신기의 장치에 있어서,An apparatus of a receiver in a multi-user multi-antenna system, 안테나를 통해 송신기로부터의 신호를 수신하는 RF부와,An RF unit for receiving a signal from a transmitter through an antenna, 수신한 신호를 추정하여 피드백 정보를 생성하고 상기 RF부를 통해 상기 피드백 신호를 상기 송신기로 전송하는 피드백 정보 생성부와,A feedback information generator for generating feedback information by estimating a received signal and transmitting the feedback signal to the transmitter through the RF unit, 상기 수신한 신호에서 상기 수신기로 전송된 신호를 획득하는 복조기를 포함하고,And a demodulator for obtaining a signal transmitted from the received signal to the receiver, 상기 수신기로 전송된 신호는, 적어도 하나의 후보 분산 벡터들을 적용한 적어도 하나의 후보 전송 전력들 가운데, 가장 작은 후보 전송 전력에 대응되는 분산 벡터에 기초하여 전처리된 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the signal transmitted to the receiver is preprocessed based on a variance vector corresponding to the smallest candidate transmission power among at least one candidate transmission powers applying the at least one candidate dispersion vectors. 제 11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 복조기는 하기 <수학식 23>를 이용하여 상기 수신한 신호에서 상기 수신기로 전송된 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the demodulator acquires a signal transmitted from the received signal to the receiver using Equation (23).
Figure 112013026633446-pat00043
Figure 112013026633446-pat00043
 여기서, y는 모든 수신기가 수신한 신호이고, yk는 특정 수신기가 수신한 신호이다. H 는 채널행렬이고, n 은 노이즈를 나타낸다. 다른 파라미터들은 전술한 바와 동일하다.Where y is the signal received by all receivers and y k is the signal received by a particular receiver. H is the channel matrix, and n is the noise. Other parameters are the same as described above. k번째 수신기는 하기 <수학식 24>를 이용하여 해당 정보를 수신할 수 있다.The kth receiver can receive the corresponding information using Equation (24) below.
Figure 112013026633446-pat00044
Figure 112013026633446-pat00044
 여기서,
Figure 112013026633446-pat00045
는 송수신 단에서 사전에 결정된 양자화 상수 τ 에 의한 양자화(quantization) 연산을 의미한다.here,
Figure 112013026633446-pat00045
Denotes a quantization operation by a predetermined quantization constant &tgr; at the transmitting and receiving end.
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KR20040058440A (en) * 2002-12-26 2004-07-05 한국전자통신연구원 Adaptive Modulation Method for MIMO System using Layered Time-Space detector
KR20060064501A (en) * 2004-12-08 2006-06-13 한국전자통신연구원 Transmitter, receiver and method for controlling multiple input multiple output system

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