KR101748814B1 - Apparatus and method for signal trransmitting and receiviing with hibrid beamforming - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라디오 주파수 컴바이너 및 베이스밴드 컴바이너를 포함한다. 이때, 라디오 주파수 컴바이너는 복수의 송신기로부터 신호를 수신하고, 유효채널에 기초하여 수신한 신호 중 미리 정해진 송신기로부터 수신한 신호를 베이스밴드 컴바이너로 전달한다. 그리고 유효 채널은 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고, 수신한 신호는 미리 정해진 송신기로부터 전송된 신호 및 상이한 송신기로부터 전송된 신호를 포함한다.The present invention includes radio frequency combiners and baseband combiners. At this time, the radio frequency combiner receives a signal from a plurality of transmitters, and transmits a signal received from a predetermined transmitter among the received signals based on an effective channel to a baseband combiner. And the effective channel is set so as to maximize a data rate for a signal received from a predetermined transmitter, and the received signal includes a signal transmitted from a predetermined transmitter and a signal transmitted from a different transmitter.
Description
본 발명은 하이브리드 빔포밍을 위한 송신기, 수신기 및 신호 송수신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmitter, a receiver, and a signal transmission / reception method for hybrid beamforming.
최근 무선 통신 시스템은 지속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 방향으로 발전하고 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템은 데이터 전송률 증가를 위해 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency division multiple access; OFDMA) 및 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output; MIMO) 등의 통신기술을 바탕으로 주파수 효율성(spectral efficiency)을 개선하는 방향으로 기술 개발이 진행되고 있다.Background of the Invention [0002] Recently, wireless communication systems are being developed to support higher data rates in order to meet the ever-increasing demands of wireless data traffic. For example, a wireless communication system may use a communication technology such as orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) and multiple input multiple output (MIMO) technology development is under way to improve the spectral efficiency.
무선 통신 시스템은 증가하는 전송률을 감당하기 위해서 밀리미터파(millimeter wave) 대역에서의 통신을 고려하고 있다. 그러나 무선 통신 시스템은 밀리미터파 대역에서 발생하는 심한 전파 감쇠로 인하여 성능이 감소할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Wireless communication systems are considering communication in a millimeter wave band to accommodate increasing transmission rates. However, wireless communication systems can suffer from performance degradation due to severe propagation attenuation in the millimeter waveband.
또한, 무선 통신 시스템은 무선 자원의 효율을 극대화하기 위하여 시간, 주파수 및 코드와 같은 동일한 무선 자원을 사용하여 각 송신기가 원하는 수신기에 동시에 신호를 보낼 수 있다. 그러나 송신기가 원하는 수신기에 동시에 신호를 보낼 수 있기 때문에, 무선 통신 시스템에서 수신기는 원하지 않는 간섭 신호를 수신할 수 있으므로 전체 네트워크 성능이 저하될 수 있다.In order to maximize the efficiency of the wireless resources, the wireless communication system can simultaneously transmit signals to desired receivers by using the same radio resources such as time, frequency, and code. However, because the transmitter can send signals to the desired receiver at the same time, the receiver in the wireless communication system may receive unwanted interfering signals, which may degrade overall network performance.
무선 통신 시스템은 이러한 문제를 해결하여, 성능 감소를 극복하면서 높은 데이터 처리율을 얻기 위해서 하이브리드 빔포밍(hybrid beam-forming) 구조를 이용할 수 있다. 하이브리드 빔포밍 구조는 아날로그 빔포밍(analog beam-forming) 구조와 디지털 빔포밍(digital beam-forming) 구조를 결합한 것이다. 하이브리드 빔포밍 구조는 효율적인 자원 이용이 가능하며, 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio; SNR) 감소 및 안정성(reliability)이 향상될 수 있다.Wireless communication systems can solve this problem and utilize a hybrid beam-forming structure to achieve high data throughput while overcoming performance degradation. The hybrid beam-forming structure combines an analog beam-forming structure and a digital beam-forming structure. The hybrid beamforming structure can efficiently utilize resources, reduce signal-to-noise ratio (SNR), and improve reliability.
그러나 최근 연구 중인 하이브리드 빔포밍 구조는 송신기와 수신기가 각각 하나만 존재하는 경우만 고려하고 있으며, 간섭 채널에 대한 연구가 미흡한 실정이다.However, the hybrid beamforming structure under study only considers the case where only one transmitter and receiver exist, and the research on interference channel is insufficient.
이와 관련되어, 한국 공개특허공보 제10-2013-0127376호(발명의 명칭: "아날로그 및 디지털 하이브리드 빔포밍을 통한 통신 방법 및 장치")는 아날로그 및 디지털 하이브리드 빔포밍을 통한 통신 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이러한 이 발명은 초고주파 대역에서의 큰 전파손실을 극복함과 동시에 시스템 효율/다이버시티 성능 등을 극대화할 수 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0127376 (entitled "Communication Method and Apparatus via Analog and Digital Hybrid Beam Forming") discloses a method and apparatus for communication through analog and digital hybrid beamforming . The present invention overcomes a large propagation loss in a very high frequency band and maximizes a system efficiency / diversity performance.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유효 채널을 선정하고, 타 송신기의 간섭을 최소화할 수 있는 하이브리드 빔포밍 수신기와 하이브리드 빔포밍 수신기의 신호 수신 방법, 및 하이브리드 빔포밍 송신기와 하이브리드 빔포밍 송신기의 신호 전송 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hybrid beamforming receiver capable of selecting an effective channel and minimizing interference of other transmitters, a signal receiving method of a hybrid beamforming receiver, a hybrid beamforming transmitter, A signal transmission method of a hybrid beam forming transmitter is provided.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 하이브리드 빔포밍을 위한 수신기는 라디오 주파수 컴바이너 및 베이스밴드 컴바이너를 포함한다. 이때, 라디오 주파수 컴바이너는 복수의 송신기로부터 신호를 수신하고, 유효채널에 기초하여 수신한 신호 중 미리 정해진 송신기로부터 수신한 신호를 베이스밴드 컴바이너로 전달한다. 그리고 유효 채널은 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고, 수신한 신호는 미리 정해진 송신기로부터 전송된 신호 및 상이한 송신기로부터 전송된 신호를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a receiver for hybrid beamforming comprising a radio frequency combiner and a baseband combiner. At this time, the radio frequency combiner receives a signal from a plurality of transmitters, and transmits a signal received from a predetermined transmitter among the received signals based on an effective channel to a baseband combiner. And the effective channel is set so as to maximize a data rate for a signal received from a predetermined transmitter, and the received signal includes a signal transmitted from a predetermined transmitter and a signal transmitted from a different transmitter.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 하이브리드 빔포밍을 위한 송신기는 베이스밴드 프리코더 및 라디오 주파수 프리코더를 포함한다. 이때, 라디오 주파수 프리코더는 베이스밴드 프리코더로부터 신호를 수신하고, 유효 채널에 기초하여, 수신한 신호를 미리 정해진 수신기로 전달한다. 그리고 유효 채널은 미리 정해진 수신기로 전송하는 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된다.Also, a transmitter for hybrid beamforming according to the second aspect of the present invention includes a baseband precoder and a radio frequency precoder. At this time, the radio frequency precoder receives the signal from the baseband precoder and delivers the received signal to the predetermined receiver based on the effective channel. The effective channel is set so that the transmission rate for the signal transmitted to the predetermined receiver is maximized.
본 발명의 제 3 측면에 따른 컴바이너가 수신한 신호 중 미리 정해진 송신기로부터 수신한 신호를 유효 채널에 기초하여, 베이스밴드 컴바이너로 전달하는 단계를 포함한다. 이때, 유효 채널은 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고, 수신한 신호는 미리 정해진 송신기로부터 전송된 신호 및 상이한 송신기로부터 전송된 신호를 포함한다.And transmitting the signal received from the predetermined transmitter among the signals received by the combiner according to the third aspect of the present invention to the baseband combiner based on the effective channel. At this time, the effective channel is set so as to maximize the data rate for the signal received from the predetermined transmitter, and the received signal includes the signal transmitted from the predetermined transmitter and the signal transmitted from the different transmitter.
그리고 본 발명의 제 4 측면에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기의 신호 전송 방법은 라디오 주파수 프리코더가 베이스밴드 프리코더로부터 신호를 수신하는 단계; 및 라디오 주파수 프리코더가 유효 채널에 기초하여 수신한 신호를 미리 정해진 수신기로 전달하는 단계를 포함한다. 이때, 유효 채널은 미리 정해진 수신기로 전송하는 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된다.A method of transmitting a signal of a hybrid beamforming transmitter according to a fourth aspect of the present invention includes the steps of: a radio frequency precoder receiving a signal from a baseband precoder; And the radio frequency precoder transmitting the received signal based on the effective channel to a predetermined receiver. At this time, the effective channel is set so as to maximize a transmission rate for a signal transmitted to a predetermined receiver.
본 발명은 높은 신호 대 간섭 잡음 비에서 타 송신기에 대한 간섭의 영향을 최소화하여, 성능 감쇠 현상을 감소시킬 수 있다. 그러므로 본 발명은 효율적인 신호 송수신 방법을 제공할 수 있다.The present invention minimizes the impact of interference on other transmitters at high signal-to-interference noise ratios, thereby reducing performance attenuation. Therefore, the present invention can provide an efficient signal transmission and reception method.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기 및 수신기의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 매칭 추종 알고리즘의 의사 코드이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 수신기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 수신기의 신호 수신 방법에 대한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기의 신호 전송 방법에 대한 순서도이다.1 is a block diagram of a hybrid beamforming transmitter and receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a pseudo code of an orthogonal matching follow-up algorithm according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a hybrid beamforming receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a hybrid beamforming transmitter in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a signal reception method of a hybrid beamforming receiver according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a signal transmission method of a hybrid beamforming transmitter according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
다음은 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍을 위한 송신기 및 수신기를 설명한다.The following will describe a transmitter and a receiver for hybrid beamforming according to an embodiment of the present invention with reference to FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 네트워크의 블록도이다. 1 is a block diagram of a hybrid beamforming network in accordance with an embodiment of the present invention.
하이브리드 빔포밍 네트워크에 포함된 복수의 송신기(transmitter; 100, 110, 120) 및 복수의 수신기(receiver; 130, 140, 150)는 각각 하이브리드 빔포밍 구조로 되어 있다. 또한, 복수의 송신기(100, 110, 120) 및 복수의 수신기(130, 140, 150)는 각각 쌍으로 존재할 수 있다. 이때, 도 1 상의 복수의 송신기(100, 110, 120) 및 복수의 수신기(130, 140, 150)에 대한 연결 관계 및 순서는 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.A plurality of
또한, 송신기(100, 110, 120) 및 수신기(130, 140, 150)는 각각 복수의 중계기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신기(100, 110, 120)는 수신기(130, 140, 150)에 포함된 복수의 중계기와 신호를 교환할 수 있다. 또는, 수신기(130, 140, 150)는 송신기(100, 110, 120)에 포함된 복수의 중계기와 신호를 교환할 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기(100, 110, 120)는 복수의 안테나를 포함한다. 송신기(100, 110, 120)는 복수의 안테나를 통하여, 복수의 데이터 스트림(data stream)을 수신기(130, 140, 150)로 전송한다. 이때, 송신기(100, 110, 120)가 전송하는 데이터 스트림을 수신하는 수신기(130, 140, 150)는 송신기(100, 110, 120)의 데이터 스트림을 수신하기로 미리 정해진 수신기일 수 있다.The
수신기(130, 140, 150)는 송신기(100, 110, 120)와 유사하게 복수의 안테나를 포함한다. 수신기(130, 140, 150)는 복수의 안테나를 통하여, 복수의 송신기(100, 110, 120)로부터 신호를 수신한다. 이때, 수신기(130, 140, 150)는 신호를 전송하는 복수의 송신기(100, 110, 120) 중 데이터 스트림을 수신하기로 미리 정해진 송신기일 수 있다.The
또한, 송신기(100, 110, 120) 및 수신기(130, 140, 150)는 다수의 데이터 스트림을 지원하기 위하여 복수의 라디오 주파수 체인(radio frequency chain)을 포함할 수 있다.Also, the
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기(100, 110, 120) 및 수신기(130, 140, 150)의 신호 교환 과정을 도 1을 참조하여 설명하면, 제 1 송신기(100)는 미리 정해진 제 1 수신기(130)에 신호를 전송할 수 있다. 이때, 제 1 송신기(100)가 전송하는 신호는 미리 정해진 제 1 수신기(130)와 제 2 수신기(140) 및 제 3 수신기(150) 등과 같이 하이브리드 빔포밍 네트워크상에서 전송 범위(coverage) 내에 포함된 복수의 수신기에 전송될 수 있다. 즉, 미리 정해진 제 1 수신기(130) 외의 다른 수신기(140, 150)로 전송된 제 1 송신기(100)의 신호는 간섭 신호로 작용할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
또한, 제 1 송신기(100)로부터 신호를 수신하기로 미리 정해진 제 1 수신기(130)는 제 1 송신기(100)의 신호를 수신할 수 있다. 이때, 제 1 수신기(130)는 제 1 송신기(100)의 신호와 함께, 제 2 송신기(110) 및 제 3 송신기(120)와 같이 하이브리드 빔포밍 네트워크상의 전송 범위 내에 포함된 복수의 송신기로부터 신호를 수신할 수 있다. 이때, 수신하는 미리 정해진 제 1 송신기(100)의 신호를 제외한 다른 송신기의 신호는 간섭 신호가 될 수 있다.Also, the
구체적으로 제 1 송신기(100)는 N t 개의 안테나를 포함하며, N s 개의 데이터 스트림을 제 1 수신기(130)로 전달한다. 제 1 수신기(130)는 N r 의 안테나를 포함하며, 제 1 송신기(100)로부터 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 또한, 제 1 송신기(100) 및 제 1 수신기(130)는 다수의 데이터 스트림을 지원하기 위하여 각각 및 개의 라디오 주파수 체인을 포함하고 있다.Specifically, the
제 1 수신기(130)는 제 1 송신기(100)의 데이터 스트림과 함께, 제 2 송신기(110) 및 제 3 송신기(120)와 같은 다른 송신기의 간섭 신호를 수신할 수 있다.The
그러므로 제 1 송신기(100) 및 제 1 수신기(130)는 이러한 제 2 송신기(110) 및 제 3 송신기(120)와 같은 다른 송신기로부터 간섭을 적절하게 제어할 필요가 있다.Therefore, the
간섭을 제어하기 위하여, 송신기의 프리코더(F i )는 베이스밴드(base band; BB) 프리코더(precoder)와 라디오 주파수(radio frequency; RF) 프리코더의 곱에 기초하여 [수학식 1]과 같이 산출될 수 있다. 이때, [수학식 1]에서 F i,BB 는 베이스밴드 프리코더이며, F i,RF 는 라디오 주파수 프리코더이다.In order to control interference, the precoder (F i) of the transmitter base band (base band; BB) precoder (precoder) and radio frequency (radio frequency; RF) based on a multiplication of the
그러므로 송신기가 전송하는 신호는 [수학식 2]와 같다. 이때, [수학식 2]에서 s i 는 i번째 송신기가 전송하는 데이터 심볼 벡터(data symbol vector)이다.Therefore, the signal transmitted by the transmitter is expressed by Equation (2). In Equation (2), s i is a data symbol vector transmitted by the i th transmitter.
각 송신기의 송신 전력이 P라고 할때, 송신기의 송신전력 P는 를 만족할 수 있다. 그러므로 송신기로부터 신호를 수신하기로 결정된 수신기가 수신하는 신호는 [수학식 3]와 같이 송신기로부터 수신하는 신호와 송신기를 제외한 다른 송신기로부터 수신하는 신호의 합으로 표현될 수 있다. [수학식 3]에서 H ij 는 j번째 송신기와 i번째 수신기 사이의 채널 행렬이며, n i 는 i번째 수신기에서 발생할 수 있는 잡음이다.When the transmission power of each transmitter is P , the transmission power P of the transmitter is Can be satisfied. Therefore, the signal received by the receiver determined to receive the signal from the transmitter can be expressed by the sum of the signal received from the transmitter and the signal received from another transmitter except for the transmitter, as shown in Equation (3). In Equation (3), H ij is the channel matrix between the j th transmitter and the i th receiver, and n i is the noise that can be generated in the i th receiver.
또한, 수신기는 베이스밴드 컴바이너(combiner) 및 라디오 주파수 컴바이너를 포함할 수 있다. 베이스밴드 컴바이너가 W i ,BB이며, 라디오 주파수 컴바이너가 W i,RF 일때, 수신기의 수신 컴바이너 W i =W i,RF W i,BB 를 통과한 신호는 [수학식 4]와 같다.The receiver may also include a baseband combiner and a radio frequency combiner. Baseband compartment and by you W i, BB, radio frequency combiners you W i, RF when, receives the receiver's combiner signal having passed through the W i = W i, RF W i, BB is Equation 4] and same.
이때, 송신기에 포함된 베이스밴드 프리코더와 베이스밴드 컴바이너는 진폭과 위상을 동시에 조절할 수 있다. 그러나 수신기에 포함된 라디오 주파수프리코더와 라디오 주파수 컴바이너는 위상 변환이 가능하지만, 진폭의 크기는 변경할 수 없다. 그러므로 각 행렬의 값들은 의 형태를 취하게 된다.At this time, the baseband precoder and baseband combiner included in the transmitter can simultaneously adjust amplitude and phase. However, the radio frequency precoder and radio frequency combiner included in the receiver can be phase-shifted, but the magnitude of the amplitude can not be changed. Therefore, the values of each matrix .
송신기 및 수신기는 밀리미터파 대역에서 송수신을 하기 위하여 하이브리드 빔포밍 시스템을 고려한다. 그러므로 이때, 밀리미터파 대역에서의 채널은 [수학식 5]와 같다. Transmitters and receivers consider a hybrid beamforming system to transmit and receive in the millimeter waveband. Therefore, the channel in the millimeter waveband is expressed by Equation (5).
[수학식 5]에서 는 j번째 송신기 및 i번째 수신기에 대한 m번째 경로의 복소수 이득(gain)을 나타낸다. 와 는 각각 m번째 경로의 도래각과 발사각을 나타낸다. 그러므로 와 는 각각 j번째 송신기와 i번째 수신기에서 안테나 어레이 응답 벡터를 나타난다. 즉, 균일한 선형 배열(uniform linear array) 안테나일 경우, 와 는 각각 다음 [수학식 6] 및 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.In Equation (5) Represents the complex gain of the m- th path for the j- th transmitter and the i- th receiver. Wow Represents the arrival angle and the launch angle of the m- th path, respectively. therefore Wow Represents the antenna array response vector at the j- th transmitter and the i- th receiver, respectively. That is, in the case of a uniform linear array antenna, Wow Can be expressed by the following equations (6) and (7), respectively.
[수학식 6] 및 [수학식 7]에서 는 파장의 길이이며 d는 안테나 사이의 거리를 나타낸다. 그러므로 [수학식 5]와 같은 채널 모델은 [수학식 8]과 같은 형태로 다시 표현될 수 있다.In equations (6) and (7) Is the length of the wavelength and d is the distance between the antennas. Therefore, a channel model such as Equation (5) can be rewritten as Equation (8).
이때, [수학식 8]은 을 만족할 수 있다. [수학식 8]에서 와 는 각각 j번째 송신기의 송신 어레이 응답 벡터와 i번째 수신기의 수신 어레이 응답 벡터가 될 수 있다. 예를 들어, 송신 어레이 응답 벡터와 수신 어레이 응답 벡터는 각각 다음 [수학식 9] 및 [수학식 10]와 같이 나타낼 수 있다.At this time, Equation (8) Can be satisfied. In Equation 8, Wow May be the transmit array response vector of the jth transmitter and the receive array response vector of the i < th > receiver, respectively. For example, the transmit array response vector and the receive array response vector may be expressed by the following equations (9) and (10), respectively.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 베이스밴드 프리코더 및 수신기의 베이스밴드 컴바이너는 각각 2개의 배열로 분해될 수 있다. 예를 들어, 송신기의 베이스밴드 프리코더는 2개의 배열 와 의 곱인 로 표현할 수 있다. 이때, 각 배열의 크기는 가 될 수 있다. 또한, 수신기의 베이스밴드 컴바이너는 2개의 배열 와 의 곱인 로 표현할 수 있다. 그러므로 [수학식 4]의 수신기에서 수신하는 신호는 [수학식 11]과 같이 다시 표현될 수 있다.Meanwhile, the baseband precoder of the transmitter and the baseband combiner of the receiver according to an embodiment of the present invention can be decomposed into two arrays, respectively. For example, the transmitter's baseband precoder has two arrays Wow Of the . At this time, the size of each array is . The receiver baseband combiner also has two arrays Wow Of the . Therefore, the signal received by the receiver of Equation (4) can be expressed again as Equation (11).
[수학식 11]에서 미리 정해진 j번째 송신기를 제외한 타 송신기로부터 수신한 간섭 신호는 이다. 또한, i번째 수신기와 j번째 송신기 사이의 유효 채널은 와 같이 표현될 수 있다. 그러므로 송신기 및 수신기에서 신호 송수신에 대한 성능은 유효 채널 및 타 송신기로부터 수신한 간섭 신호에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 송신기 및 수신기는 간섭 정렬을 만족시킬 수 있는 최소한의 정수로 배열의 크기 와 를 정할 수 있다.In Equation (11), the interference signal received from another transmitter other than the predetermined jth transmitter is to be. Also, the effective channel between the i < th > receiver and the j < Can be expressed as Therefore, the performance for transmitting and receiving signals at the transmitter and the receiver can be determined by the interference signals received from the effective channel and other transmitters. For example, the transmitter and the receiver may use the minimum integer that can satisfy the interference alignment, Wow .
그러므로 송신기 및 수신기는 유효 채널의 전송률을 최대화하기 위해서, [수학식 12]의 목적 함수의 값을 최대로 하는 F i,RF , W i,RF , 와 를 산출할 수 있다.Therefore, in order to maximize the data rate of the effective channel, the transmitter and the receiver use F i, RF , W i, RF , Wow Can be calculated.
[수학식 12]에서 F는 라디오 주파수 프리코더의 집합이고 W는 라디오 주파수 컴바이너의 집합이다. 이때, [수학식 12]의 목적 함수를 최대화시키는 것은 와 를 최소화시키는 것과 유사할 수 있다.In Equation (12), F is a set of radio frequency precoders and W is a set of radio frequency combiners. At this time, maximizing the objective function of Equation (12) Wow ≪ / RTI >
따라서, H ii 에 대하여 특이값 분해(singular value decomposition; SVD)를 수행할 수 있다. H ii 가 로 특이값 분해될 때, F i,opt 와 W i,opt 는 각각 V ii 와 U ii 의 열벡터 중 최대의 기저 값에 해당하는 와 개의 열벡터로 이루어진 행렬이 될 수 있다. 그러므로 와 는 각각 독립적인 문제이다. Thus, singular value decomposition (SVD) can be performed on H ii . H ii , F i, opt and W i, opt are respectively denoted by V ii and Corresponding to the largest base value of the column vectors of U ii Wow Lt; RTI ID = 0.0 > column vectors. ≪ / RTI > therefore Wow Are independent of each other.
그러므로 송신기는 의 값을 최소화하도록 F i ,RF와 결정할 수 있다. 또한, 수신기는 의 값을 최소화하도록 W i ,RF와 를 결정할 수 있다. 그리고 최적에 근접한 하이브리드 프리코더는 F 를 형태의 제한함으로써 구할 수 있다.Therefore, To minimize the value of F i , RF and You can decide. Also, To minimize the value of W i , RF and Can be determined. And the hybrid precoder nearest to the optimal F Can be obtained by limiting the form.
[수학식 13]을 만족하는 F i ,RF와 를 도출하기 위하여 직교 매칭 추종(orthogonal matching pursuit; OMP) 알고리즘을 사용할 수 있다. 예를 들어, 직교 매칭 추종 알고리즘은 도 2의 의사 코드(pseudo-code)와 같다. F i , RF satisfying the formula (13) An orthogonal matching pursuit (OMP) algorithm may be used to derive the output signal. For example, the orthogonal matching tracking algorithm is the same as the pseudo-code of FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 매칭 추종 알고리즘의 의사 코드이다. 2 is a pseudo code of an orthogonal matching follow-up algorithm according to an embodiment of the present invention.
한편, 송신기 및 수신기는 간섭 정렬 기법에 기초하여, 간섭의 영향을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 송신기 및 수신기는 간섭의 영향을 최소화 하기 위해서 와 를 설계할 수 있다. On the other hand, the transmitter and the receiver can minimize the influence of interference based on the interference alignment technique. For example, transmitters and receivers may be used to minimize interference effects Wow Can be designed.
이때, 를 가 구성하는 부분공간의 직교 여공간이라고 하였을 때, i번째 수신기에서 의 공간 밖으로 누출되는 j번째 송신기에서 보낸 간섭 신호의 양인 간섭 추출은 다음 [수학식 14]와 같이, 표현될 수 있으며, 간섭을 최소화하기 위한 식은 [수학식 15]와 같이 표현될 수 있다.At this time, To When the hayeoteul called orthogonal complement subspace of constituting, at the i-th receiver Which is the amount of the interference signal transmitted from the j- th transmitter leaking out of the space of the space, can be expressed by the following Equation (14), and the equation for minimizing the interference can be expressed as Equation (15).
이때, [수학식 15]를 만족하는 최적화된 및 는 반복적인 방법에 의해서 구해질 수 있다. 예를 들어, 먼저 를 고정하고, 최적화된 값을 찾을 수 있다. 다음으로 최적화된 값을 찾은 후, 최적화된 값을 기준으로 최적화된 을 찾을 수 있다. 다시 최적화된 값을 찾은 후, 최적화된 값을 기준으로 최적화된 을 찾을 수 있다. 미리 정해진 조건을 만족할 때까지 이러한 과정을 반복하여 최적화된 와 를 구할 수 있다.At this time, the optimized And Can be obtained by an iterative method. For example, Lt; RTI ID = 0.0 > The value can be found. Next optimized After finding the value, Optimized by value Can be found. Re-optimized After finding the value, Optimized by value Can be found. This process is repeated until a predetermined condition is satisfied, Wow Can be obtained.
구체적으로 설명하면, 먼저 가 고정되어 있을 때 다음 [수학식 15]를 만족하는 최적화된 는 다음 [수학식 16]과 같이 구해질 수 있다.More specifically, Is fixed, the following equation (15) is satisfied: < RTI ID = 0.0 > Can be obtained by the following equation (16).
여기는 는 행렬 A의 가장 영향력이 적은 d개의 기저 벡터(base vector)들로 이루어진 행렬을 의미한다. 다음으로 가 고정되어 있을 때 최적화된 를 구하는 식은 [수학식 17]과 같다. 그러므로 송신기 및 수신기는 [수학식 16] 및 [수학식 17]을 미리 정해진 조건에 만족할 때까지 반복 산출하여, 간섭을 최소화할 수 있다. here is Denotes a matrix composed of d base vectors having the least influence of matrix A. to the next Optimized when fixed Is expressed by Equation (17). Therefore, the transmitter and the receiver can repeatedly calculate [Expression 16] and [Expression 17] until the predetermined condition is satisfied, thereby minimizing the interference.
[수학식 16] 및 [수학식 17]을 통하여, 간섭을 최소화할 모든 최적화된 프리코더와 최적화된 컴바이너가 산출되면, 송신 전력을 맞추기 위해서 송신기의 송신전력은 로 정규화될 수 있다.If all optimized precoders and optimized combiners are calculated through the equations (16) and (17) to minimize the interference, the transmit power of the transmitter ≪ / RTI >
다음은 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 수신기를 설명한다.The following describes a hybrid beamforming receiver according to an embodiment of the present invention, with reference to FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 수신기(300)의 블록도이다.3 is a block diagram of a
하이브리드 빔포밍 수신기(300)는 라디오 주파수 컴파이너(310), 복수의 라디오 주파수 체인(320), 베이스밴드 컴바이너(330) 및 복수의 안테나(340)를 포함한다.The
복수의 안테나(340)는 복수의 송신기로부터 신호를 수신하여 라디오 주파수 컴바이너(310)로 전송한다. 이때, 복수의 안테나(340)가 수신하는 신호는 아날로그(analog) 신호일 수 있다.A plurality of
라디오 주파수 컴바이너(310)는 복수의 안테나(340)를 통해, 복수의 송신기로부터 수신한 신호를 라디오 주파수 체인(320)을 통하여, 베이스밴드 컴바이너(330)로 전송한다. 이때, 라디오 주파수 컴바이너(310)는 아날로그 컴바이너일 수 있다. 또한, 베이스밴드 컴바이너(330)는 디지털 컴바이너일 수 있다.The
구체적으로, 라디오 주파수 컴바이너(310)는 복수의 송신기(400)로부터 신호를 수신한다. 이때, 라디오 주파수 컴바이너(310)는 수신한 복수의 신호 중 미리 정해진 송신기(400)로부터 수신한 신호를 선택할 수 있다. 그리고 라디오 주파수 컴바이너(310)는 선택한 신호를 베이스밴드 컴바이너(330)로 전달한다.Specifically,
이때, 라디오 주파수 컴바이너(310)가 수신하는 신호는 미리 정해진 송신기(400) 및 미리 정해진 송신기(400)와 상이한 타 송신기로부터 전송된 간섭 신호를 포함할 수 있다. 즉, 라디오 주파수 컴바이너(310)는 수신한 복수의 송신기에 대한 신호 중 미리 정해진 송신기(400)로부터 수신한 신호를 베이스밴드 컴바이너(330)로 전달할 수 있다.At this time, the signal received by the
그러므로 라디오 주파수 컴바이너(310)는 수신하는 신호 중 타 송신기로부터 수신하는 간섭 신호를 최소화해야 한다. 즉, 미리 정해진 송신기(400)는 다른 송신기로부터 라디오 주파수 컴바이너(310)가 수신하는 간섭 신호량이 최소화되도록 신호를 송신해야 한다. Therefore, the
예를 들어, 미리 정해진 송신기(400)는 간섭 정렬 기법에 기초하여 설정된 신호를 유효 채널에 따라 라디오 주파수 컴바이너(310)로 전송할 수 있다. 이때, 유효 채널은 미리 정해진 송신기(400)로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이다.For example, the
미리 정해진 송신기(400)가 송신하는 신호 및 유효 채널은 앞에서 도 1 및 도 2를 참조하여, 설명한 바와 같이 간섭 정렬 기법 및 직교 매칭 추종 알고리즘에 기초하여 설정될 수 있다. 유효 채널은 앞에서 설명한 도 2와 같은 직교 매칭 추종 알고리즘에 기초하여 선정될 수 있다.The signal and the effective channel transmitted by the
다음은 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기(400)를 설명한다.4, a
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기(400)의 블록도이다. 4 is a block diagram of a
하이브리드 빔포밍 송신기(400)는 베이스밴드 프리코더(410), 복수의 라디오 주파수 체인(420), 라디오 주파수 프리코더(430) 및 복수의 안테나(440)를 포함한다.The
베이스밴드 프리코더(410)는 미리 정해진 수신기(300)로 전송할 신호를 라디오 주파수 체인(420)을 통하여 라디오 주파수 프리코더(430)로 전송한다. 이때, 베이스밴드 프리코더(410)는 디지털 프리코더일 수 있다.The baseband precoder 410 transmits the signal to be transmitted to the
또한, 라디오 주파수 프리코더(430)는 복수의 안테나(440)를 통하여, 미리 정해진 수신기(300)로 전송할 신호를 전송한다. 이때, 라디오 주파수 프리코더(430)는 아날로그 프리코더일 수 있다.In addition, the
구체적으로 라디오 주파수 프리코더(430)는 베이스밴드 프리코더(410)로부터 신호를 수신한다. 그리고 라디오 주파수 프리코더(430)는 유효 채널에 기초하여, 수신한 신호를 미리 정해진 수신기(300)로 전달한다.Specifically,
이때, 유효 채널은 미리 정해진 수신기(300)로 전송되는 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이다. 예를 들어, 유효 채널은 앞에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 직교 매칭 추종 알고리즘을 통하여 설정될 수 있다.At this time, the effective channel is set so that the transmission rate for the signal transmitted to the
또한, 라디오 주파수 프리코더(430)는 미리 정해진 수신기(300)에서 수신하는 타 송신기(400)의 간섭 신호량이 최소가 되도록 미리 정해진 수신기(300)로 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 라디오 주파수 프리코더(430)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 간섭 정렬 기법에 기초하여 전송하는 신호를 설정할 수 있다.In addition, the
다음은 도 5를 참조하여, 하이브리드 빔포밍 수신기(300)의 신호 수신 방법을 설명한다.Next, with reference to FIG. 5, a signal receiving method of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 수신기(300)의 신호 수신 방법에 대한 순서도이다.5 is a flowchart of a signal reception method of the
하이브리드 빔포밍 수신기(300)에 포함된 라디오 주파수 컴바이너(310)는 복수의 송신기(400)로부터 신호를 수신한다(S500).A
이때, 복수의 송신기(400)는 하이브리드 빔포밍 수신기(300)가 신호를 수신하기로 미리 정해진 송신기(400) 및 미리 정해진 송신기(400) 외의 타 송신기(400)를 포함할 수 있다. 즉, 하이브리드 빔포밍 수신기(300)가 수신하는 신호는 미리 정해진 송신기(400)로부터 수신하는 신호와 미리 정해진 송신기(400) 외의 타 송신기(400)로부터 수신하는 간섭 신호를 포함할 수 있다.The plurality of
그리고 하이브리드 빔포밍 수신기(300)에 포함된 라디오 주파수 컴바이너(310)는 수신한 신호 중 유효 채널에 기초하여, 미리 정해진 송신기(400)로부터 수신한 신호를 베이스밴드 컴바이너로 전달한다(S510). 이때, 유효 채널은 미리 정해진 송신기(400)로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이다.The
다음은 도 6을 참조하여, 하이브리드 빔포밍 송신기(400)의 신호 전송 방법을 설명한다.Next, with reference to FIG. 6, a signal transmission method of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 송신기(400)의 신호 전송 방법에 대한 순서도이다.6 is a flowchart of a signal transmission method of the
하이브리드 빔포밍 송신기(400)에 포함된 라디오 주파수 프리코더(430)는 베이스밴드 프리코더(410)로부터 미리 정해진 수신기(300)로 전송할 신호를 수신한다(S600).The
또한, 하이브리드 빔포밍 송신기(400)에 포함된 라디오 주파수 프리코더(430)는 유효 채널에 기초하여, 수신한 신호를 미리 정해진 수신기(300)로 전달한다(S610). 이때, 유효 채널은 하이브리드 빔포밍 송신기(400)가 미리 정해진 수신기(300)로 전송하는 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것일 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍을 위한 송신기(400), 수신기(300) 및 신호 송수신 방법은 높은 신호 대 간섭 잡음 비에서 타 송신기에 대한 간섭 신호의 영향을 최소화하여, 성능 감쇠 현상을 감소시킬 수 있다. 그러므로 하이브리드 빔포밍을 위한 송신기(400), 수신기(300) 및 신호 송수신 방법은 효율적인 신호 송수신 방법을 제공할 수 있다.A
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of those elements or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
300: 하이브리드 빔포밍 수신기
310: 라디오 주파수 컴바이너
320: 라디오 주파수 체인
330: 베이스밴드 컴바이너
340: 안테나
400: 하이브리드 빔포밍 송신기
410: 베이스밴드 프리코더
420: 라디오주파수 체인
430: 라디오 주파수 프리코더
440: 안테나300: Hybrid beamforming receiver
310: Radio frequency combiner
320: Radio frequency chain
330: Baseband combiner
340: antenna
400: Hybrid beam forming transmitter
410: Baseband precoder
420: Radio frequency chain
430: Radio frequency precoder
440: Antenna
Claims (11)
라디오 주파수 컴바이너 및
베이스밴드 컴바이너를 포함하고,
상기 라디오 주파수 컴바이너는 복수의 송신기로부터 신호를 수신하고, 유효채널에 기초하여 상기 수신한 신호 중 미리 정해진 송신기로부터 수신한 신호를 상기 베이스밴드 컴바이너로 전달하되,
상기 유효 채널은 상기 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고,
상기 수신한 신호는 정규화된 송신 전력에 기초하여 상기 복수의 송신기가 전달한 것이며, 상기 미리 정해진 송신기로부터 전송된 신호 및 상기 복수의 송신기 중 상기 미리 정해진 송신기를 제외한 타 송신기로부터 전송된 신호를 포함하는 것이고,
상기 정규화된 송신 전력은 상기 타 송신기의 간섭 신호량이 최소가 되도록 하는 상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 베이스밴드 컴바이너의 값에 기초하여 설정된 것이고,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 베이스밴드 컴바이너의 값은,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 컴바이너 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출하거나,
상기 타 송신기의 베이스밴드 컴바이너의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 프리코더 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출한 것인, 하이브리드 빔포밍 수신기.A receiver for hybrid beamforming,
Radio Frequency Combiner and
Baseband combiner,
The radio frequency combiner receiving a signal from a plurality of transmitters and transmitting a signal received from a predetermined one of the received signals to the baseband combiner based on an effective channel,
Wherein the effective channel is set to maximize a data rate for a signal received from the predetermined transmitter,
Wherein the received signal is transmitted by the plurality of transmitters based on the normalized transmit power and includes a signal transmitted from the predetermined transmitter and a signal transmitted from another transmitter except for the predetermined transmitter among the plurality of transmitters ,
Wherein the normalized transmission power is set based on a value of a baseband precoder of the other transmitter and a value of the baseband combiner such that an interference signal amount of the other transmitter is minimized,
The value of the baseband precoder of the other transmitter and the value of the baseband combiner,
Calculating an optimized baseband combiner value in a state in which the value of the baseband precoder of the other transmitter is fixed and calculating a value of the optimized baseband precoder based on the calculated baseband combiner value The calculation process is repeatedly performed,
Calculates the optimized baseband precoder value while fixing the value of the baseband combiner of the other transmitter, and calculates the optimized baseband combiner value based on the calculated baseband precoder value And calculating a repetition rate of the received signal.
상기 유효 채널은 직교 매칭 추종(orthogonal matching pursuit) 알고리즘을 통하여 설정되는 것인, 하이브리드 빔포밍 수신기. The method according to claim 1,
Wherein the effective channel is set through an orthogonal matching pursuit algorithm.
상기 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호는 상기 간섭 신호량이 최소가 되도록 상기 라디오 주파수 컴바이너 및 상기 미리 정해진 송신기에 각각 설정된 것인, 하이브리드 빔포밍 수신기. The method according to claim 1,
Wherein the signal received from the predetermined transmitter is each set to the radio frequency combiner and the predetermined transmitter such that the amount of the interference signal is minimized.
상기 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호는 간섭 정렬 기법에 기초하여 설정된 것인, 하이브리드 빔포밍 수신기. The method of claim 3,
Wherein the signal received from the predetermined transmitter is set based on an interference alignment technique.
베이스밴드 프리코더 및
라디오 주파수 프리코더를 포함하고,
상기 라디오 주파수 프리코더는 상기 베이스밴드 프리코더로부터 신호를 수신하고, 유효 채널 및 정규화된 송신 전력에 기초하여, 상기 수신한 신호를 미리 정해진 수신기로 전달하되,
상기 유효 채널은 상기 미리 정해진 수신기로 전송하는 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고,
상기 정규화된 송신 전력은 상기 미리 정해진 수신기로 신호를 전달하는 타 송신기의 간섭 신호량이 최소가 되도록 하는 상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 미리 정해진 수신기의 베이스밴드 컴바이너의 값에 기초하여 설정된 것이고,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 베이스밴드 컴바이너의 값은,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 컴바이너 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출하거나,
상기 타 송신기의 베이스밴드 컴바이너의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 프리코더 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출한 것인, 하이브리드 빔포밍 송신기.A transmitter for hybrid beamforming,
Baseband precoder and
A radio frequency precoder,
The radio frequency precoder receiving a signal from the baseband precoder and delivering the received signal to a predetermined receiver based on the effective channel and the normalized transmit power,
Wherein the effective channel is set such that a transmission rate for a signal transmitted to the predetermined receiver is maximized,
Wherein the normalized transmit power is determined based on a value of a baseband precoder of the other transmitter and a value of a baseband combiner of the predetermined receiver such that an amount of interference of another transmitter that transmits a signal to the predetermined receiver is minimized Is set,
The value of the baseband precoder of the other transmitter and the value of the baseband combiner,
Calculating an optimized baseband combiner value in a state in which the value of the baseband precoder of the other transmitter is fixed and calculating a value of the optimized baseband precoder based on the calculated baseband combiner value The calculation process is repeatedly performed,
Calculates the optimized baseband precoder value while fixing the value of the baseband combiner of the other transmitter, and calculates the optimized baseband combiner value based on the calculated baseband precoder value And calculating a repetition rate of the received signal.
상기 유효 채널은 직교 매칭 추종(orthogonal matching pursuit) 알고리즘을 통하여 설정되는 것인, 하이브리드 빔포밍 송신기. 6. The method of claim 5,
Wherein the effective channel is set through an orthogonal matching pursuit algorithm.
상기 미리 정해진 수신기로 전달하는 신호는 상기 간섭 신호량이 최소가 되도록 상기 라디오 주파수 프리코더 및 상기 미리 정해진 수신기에 각각 설정된 것인, 하이브리드 빔포밍 송신기.6. The method of claim 5,
Wherein the signal delivered to the predetermined receiver is each set to the radio frequency precoder and the predetermined receiver such that the amount of the interference signal is minimized.
상기 미리 정해진 수신기로 전달하는 신호는 간섭 정렬 기법에 기초하여 설정된 것인, 하이브리드 빔포밍 송신기.8. The method of claim 7,
Wherein the signal to be transmitted to the predetermined receiver is set based on an interference alignment technique.
라디오 주파수 컴바이너가 복수의 송신기로부터 신호를 수신하는 단계; 및
상기 라디오 주파수 컴바이너가 상기 수신한 신호 중 미리 정해진 송신기로부터 수신한 신호를 유효 채널에 기초하여 베이스밴드 컴바이너로 전달하는 단계를 포함하되,
상기 유효 채널은 상기 미리 정해진 송신기로부터 수신된 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고,
상기 수신한 신호는 정규화된 송신 전력에 기초하여 상기 복수의 송신기가 전달한 것이며, 상기 미리 정해진 송신기로부터 전송된 신호 및 상기 복수의 송신기 중 상기 미리 정해진 송신기를 제외한 타 송신기로부터 전송된 신호를 포함하는 것이고,
상기 정규화된 송신 전력은 상기 타 송신기의 간섭 신호량이 최소가 되도록 하는 상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 베이스밴드 컴바이너의 값에 기초하여 설정된 것이고,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 베이스밴드 컴바이너의 값은,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 컴바이너 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출하거나,
상기 타 송신기의 베이스밴드 컴바이너의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 프리코더 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출한 것인, 신호 수신 방법.A method for receiving a signal in a hybrid beamforming receiver,
The radio frequency combiner receiving a signal from a plurality of transmitters; And
The radio frequency combiner transmitting a signal received from a predetermined transmitter among the received signals to a baseband combiner based on an effective channel,
Wherein the effective channel is set to maximize a data rate for a signal received from the predetermined transmitter,
Wherein the received signal is transmitted by the plurality of transmitters based on the normalized transmit power and includes a signal transmitted from the predetermined transmitter and a signal transmitted from another transmitter except for the predetermined transmitter among the plurality of transmitters ,
Wherein the normalized transmission power is set based on a value of a baseband precoder of the other transmitter and a value of the baseband combiner such that an interference signal amount of the other transmitter is minimized,
The value of the baseband precoder of the other transmitter and the value of the baseband combiner,
Calculating an optimized baseband combiner value in a state in which the value of the baseband precoder of the other transmitter is fixed and calculating a value of the baseband precoder optimized based on the calculated baseband combiner value The calculation process is repeatedly performed,
Calculates the optimized baseband precoder value while fixing the value of the baseband combiner of the other transmitter, and calculates the optimized baseband combiner value based on the calculated baseband precoder value Wherein the signal is received by the receiver.
라디오 주파수 프리코더가 베이스밴드 프리코더로부터 신호를 수신하는 단계; 및
상기 라디오 주파수 프리코더가 유효 채널 및 정규화된 송신 전력에 기초하여 상기 수신한 신호를 미리 정해진 수신기로 전달하는 단계를 포함하되,
상기 유효 채널은 상기 미리 정해진 수신기로 전송하는 신호에 대한 전송률이 최대가 되도록 설정된 것이고,
상기 정규화된 송신 전력은 상기 미리 정해진 수신기로 신호를 전달하는 타 송신기의 간섭 신호량이 최소가 되도록 하는 상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 미리 정해진 수신기의 베이스밴드 컴바이너의 값에 기초하여 설정된 것이고,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값 및 상기 베이스밴드 컴바이너의 값은,
상기 타 송신기의 베이스밴드 프리코더의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 컴바이너 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출하거나,
상기 타 송신기의 베이스밴드 컴바이너의 값을 고정한 상태에서 최적화된 상기 베이스밴드 프리코더 값을 산출하고, 상기 산출된 상기 베이스밴드 프리코더 값에 기초하여 최적화된 상기 베이스밴드 컴바이너의 값을 산출하는 과정을 반복하여 산출한 것인 신호 전송 방법. A signal transmission method of a hybrid beamforming transmitter,
The radio frequency precoder receiving a signal from a baseband precoder; And
The radio frequency precoder transmitting the received signal to a predetermined receiver based on an effective channel and a normalized transmit power,
Wherein the effective channel is set such that a transmission rate for a signal transmitted to the predetermined receiver is maximized,
Wherein the normalized transmit power is determined based on a value of a baseband precoder of the other transmitter and a value of a baseband combiner of the predetermined receiver such that an amount of interference of another transmitter that transmits a signal to the predetermined receiver is minimized Is set,
The value of the baseband precoder of the other transmitter and the value of the baseband combiner,
Calculating an optimized baseband combiner value in a state in which the value of the baseband precoder of the other transmitter is fixed and calculating a value of the optimized baseband precoder based on the calculated baseband combiner value The calculation process is repeatedly performed,
Calculates the optimized baseband precoder value while fixing the value of the baseband combiner of the other transmitter, and calculates the optimized baseband combiner value based on the calculated baseband precoder value And repeating the process.
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