KR102200711B1 - 다중 안테나 통신 시스템에서 에너지 효율을 고려하는 전력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

다중 안테나 통신 시스템에서 에너지 효율을 고려하는 전력 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

다중 안테나 통신 시스템에서 에너지 효율을 고려하는 전력 제어 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 송신 장치는 에너지 효율을 계산하는 모델에 기초하여 베이스밴드 컴포넌트, 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 제어한다.

Description

다중 안테나 통신 시스템에서 에너지 효율을 고려하는 전력 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING POWER CONSIDERING ENERGY EFFICIENCY IN THE MIMO COMMUNICATION SYSTEM}
아래 실시예들은 다중 안테나 통신 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 통신 시스템은 전송 용량의 최대화를 위해 설계되었으며, 이에 따라 신호를 전송하기 위해 파워 증폭기(Power Amplifier: PA)의 최대 파워를 이용한다.
일 측에 따른 송신 장치는 베이스밴드(baseband) 컴포넌트; 무선주파수 체인(RF chain) 컴포넌트; 전력 증폭기(power amplifier) 컴포넌트; 및 송신 에너지 효율(energy efficiency)을 계산하는 모델에 기초하여 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 제어하는 제어부를 포함한다.
다른 일 측에 따른 송신 장치는 송신 장치의 데이터 전송률(data rate)를 추정하는 제1 추정부; 상기 송신 장치의 요구 데이터 전송률(data rate demand)을 획득하는 획득부; 상기 송신 장치에 포함된 베이스밴드(baseband) 컴포넌트, 무선주파수 체인(RF chain) 컴포넌트, 및 전력 증폭기(power amplifier) 컴포넌트에 의해 소비되는 전력들을 추정하는 제2 추정부; 및 상기 데이터 전송률과 상기 요구 데이터 전송률을 비교하고, 비교 결과 및 상기 전력들에 기초하여 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 중 적어도 하나의 전력을 제어하는 제어부를 포함한다.
또 다른 일 측에 따른 송신 장치는 송신 장치에 연관된(associated) 단말들의 수를 획득하는 획득부; 상기 송신 장치에 포함된 송신 안테나들의 수가 상기 단말들의 수보다 미리 정해진 비율 이상인지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 송신 안테나들의 수가 상기 단말들의 수보다 미리 정해진 비율 이상이라는 판단에 따라, 상기 송신 장치에 포함된 베이스밴드 컴포넌트, 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 제어하는 제어부를 포함한다.
또 다른 일 측에 따른 송신 장치는 송신 장치의 데이터 전송률을 추정하는 제1 추정부; 상기 송신 장치에 포함된 베이스밴드 컴포넌트, 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 전력 증폭기 컴포넌트 각각의 소비 전력을 측정함으로써, 상기 송신 장치의 소비 전력을 추정하는 제2 추정부; 및 상기 데이터 전송률 및 상기 소비 전력에 기초하여, 상기 송신 장치의 에너지 효율을 모니터링하는 모니터링부를 포함한다.
또 다른 일 측에 따른 송신 장치의 전력 제어 방법은 송신 장치의 목표 에너지 효율(target energy efficiency)를 획득하는 단계; 및 상기 송신 장치의 에너지 효율(energy efficiency)이 상기 목표 에너지 효율에 도달하도록, 베이스밴드(baseband) 컴포넌트의 전력, 무선주파수 체인(RF chain) 컴포넌트의 전력, 및 전력 증폭기(power amplifier) 컴포넌트의 전력 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 송신 장치에 포함된 안테나 및 무선주파수 체인 컴포넌트의 대응 관계를 설명하기 위한 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도.
도 4는 일 실시예에 따른 에너지 효율을 계산하는 에너지 효율 계산부를 나타낸 블록도.
도 5는 일 실시예에 따른 전력 제어부를 이용하여 에너지 효율을 향상시키는 송신 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 요구 데이터 전송률을 만족하면서 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도.
도 7은 일 실시예에 따른 파라미터 스페이스를 이용하여 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치 및 복수의 송신 장치들을 관리하는 중앙 관리 장치를 설명하기 위한 도면.
도 8은 일 실시예에 따른 소비 전력 추정부를 나타낸 블록도.
도 9는 일 실시예에 따른 제어부를 나타낸 블록도.
도 10은 일 실시예에 따른 동작 파라미터 및 룩업 테이블을 이용하여 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도.
도 11은 일 실시예에 따른 개별 컴포넌트들의 전력을 제어함으로써 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치를 나타낸 블록도.
도 12는 일 실시예에 따른 송신 안테나 수를 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프.
도 13은 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 전력 감소 비율을 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프.
도 14는 일 실시예에 따른 송신 안테나 하나당 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력에 의해 변하는 시그널-노이즈 비율 및 일반화된 노이즈 레벨을 도시한 그래프.
도 15는 일 실시예에 따른 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프.
도 16은 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 전력 감소 비율 및 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치(110)는 안테나부(115)을 포함한다. 여기서, 안테나부(115)는 송신 장치(110)에 의해 서비스를 제공받는 단말들(120)의 수보다 미리 정해진 비율 이상 (예를 들면, 10배 이상) 많은 수의 송신 안테나들을 포함할 수 있다. 또는, 송신 안테나들의 수는 동시에 전송되는 데이터 스트림(data stream)의 수보다 미리 정해진 비율 이상 (예를 들면, 10배 이상) 클 수 있다. 송신 장치(110)는 무선 신호를 송신하는 장치로, 예를 들어, 기지국, 액세스 포인트, 이동 단말 등을 포괄적으로 포함할 수 있다.
송신 장치(110)는 복수의 송신 안테나들을 이용한 MIMO(multiple-input multiple-output) 기법을 활용하여, 송신 장치(110)의 에너지 효율(energy efficiency)를 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 송신 장치(110)는 다양한 경로를 통하여 전달되는 다중경로 페이딩(multipath fading) 환경에서 단말들(120)에게 무선 신호를 송신할 수 있다.
송신 장치(110)는 단말들(120)의 수보다 훨씬 많은 수의 송신 안테나들을 이용함으로써 원하는 지점으로 에너지를 집중시켜 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)가 어느 하나의 단말로 무선 신호를 송신하는 경우, 송신 장치(110)는 해당 단말의 위치로 에너지를 집중시킬 수 있으므로 불필요한 에너지 소모를 감소시킬 수 있다. 송신 장치(110)는 적은 전력을 이용하여 에너지 효율적인 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다.
안테나부(115)는 2차원 구조 또는 3차원 구조 등 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나부(115)는 복수의 전송 안테나들이 2차원으로 배열되는 구조를 가질 수 있다. 복수의 전송 안테나들이 2차원으로 배열되는 구조는 정사각형 모양, 직사각형 모양, 또는 둥근 모양 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 또는, 안테나부(115)는 복수의 전송 안테나들이 2차원으로 배열된 구조가 서로 60도씩 떨어져서 배치되는 등의 3차원 구조들을 가질 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 송신 장치에 포함된 송신 안테나 및 무선주파수 체인 컴포넌트의 대응 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 송신 장치는 안테나부(210)와 무선주파수 체인 컴포넌트부(220)를 포함한다. 안테나부(210)는 복수의 송신 안테나들을 포함하고, 무선주파수 체인 컴포넌트부(220)는 복수의 무선주파수 체인 컴포넌트(radio frequency component; RF component)들을 포함할 수 있다. 각각의 무선주파수 체인 컴포넌트는 디지털-아날로그 변환기(digital to analog converter; DAC), 필터(filter), 및 전력 증폭기(power amplifier; PA) 등을 포함할 수 있다.
안테나부(210)에 포함된 복수의 송신 안테나들에 의해 송신되는 무선 신호들은 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 안테나에 의해 송신되는 무선 신호의 진폭(amplitude)와 제2 송신 안테나에 의해 송신되는 무선 신호의 진폭은 상이할 수 있다. 또는 제1 송신 안테나에 의해 송신되는 무선 신호의 페이즈(phase)와 제2 송신 안테나에 의해 송신되는 무선 신호의 페이즈는 상이할 수 있다.
안테나부(210)에 포함된 복수의 송신 안테나들은 무선주파수 체인 컴포넌트부(220)에 포함된 복수의 무선주파수 체인 컴포넌트들에 대응될 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나(215)는 무선주파수 체인 컴포넌트(225)에 대응될 수 있다. 이 경우, 무선주파수 체인 컴포넌트(225)는 송신 안테나(215)로 송신되는 무선 신호를 위한 전처리 작업을 수행할 수 있다.
일반적으로 송신 장치의 소비 전력(power consumption)에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 송신 장치에 포함된 전력 증폭기의 소비 전력이다. 다만, 도 1을 참조하여 설명한 것과 같이 송신 안테나들의 수가 사용자들의 수에 비하여 현저히 많은 경우, 송신 장치는 원하는 지점으로 에너지를 집중시킬 수 있다. 송신 장치는 사용자 단말의 위치로 방사 에너지(radiation energy)를 집중시킴으로써, 무선 신호를 송신하는 방사 전력(radiation power)를 감소시킬 수 있다. 방사 전력이 감소되면 전력 증폭기들에 의한 총 소비 전력도 감소될 수 있다.
또한, 송신 장치에 포함된 송신 안테나들의 수가 증가함에 따라, 송신 안테나들에 대응하는 무선주파수 체인 컴포넌트들의 수도 증가할 수 있다. 무선주파수 체인 컴포넌트들의 수가 증가하는 경우, 무선주파수 체인 컴포넌트들에 의한 총 소비 전력은 증가할 수 있다. 따라서, 송신 안테나들의 수가 사용자들의 수에 비하여 현저히 많은 경우, 송신 장치의 소비 전력에서 전력 증폭기들의 총 소비 전력이 차지하는 비중과 무선주파수 체인 컴포넌트들의 총 소비 전력이 차지하는 비중 사이의 차이가 작아질 수 있다. 다시 말해, 송신 안테나들의 수가 사용자들의 수에 비하여 현저히 많은 경우, 송신 장치의 소비 전력을 제어하기 위하여 전력 증폭기들의 전력과 무선주파수 체인 컴포넌트들의 전력을 함께 제어하는 것이 효과적일 수 있다.
일 실시예에 따른 송신 장치는 에너지 효율을 최대화하기 위하여, 전력 증폭기의 전력뿐 아니라 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력도 함께 제어하는 기술을 제공할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 무선주파수 체인 컴포넌트의 해상도(resolution)을 조절함으로써 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력을 제어할 수 있다. 무선주파수 체인 컴포넌트의 해상도는 무선주파수 체인 컴포넌트에 포함된 디지털-아날로그 변환기의 해상도 등을 포함할 수 있다. 디지털-아날로그 변환기는 적은 해상도를 이용하는 경우 높은 해상도를 이용하여 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 경우에 비하여 더 적은 전력을 소모할 수 있다. 반대로, 디지털-아날로그 변환기는 높은 해상도를 이용하는 경우 적은 해상도를 이용하여 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 경우에 비하여 더 많은 전력을 소모할 수 있다.
나아가, 송신 장치는 베이스밴드(baseband) 컴포넌트의 전력도 함께 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 프리코딩을 위해 이용되는 알고리즘의 복잡도(complexity)를 제어함으로써 베이스밴드 컴포넌트의 전력을 제어할 수 있다. 베이스밴드 컴포넌트는 낮은 복잡도의 알고리즘을 이용하여 프리코딩을 하는 경우 높은 복잡도의 알고리즘을 이용하여 프리코딩을 하는 경우에 비하여 더 적은 전력을 소모할 수 있다. 반대로, 베이스밴드 컴포넌트는 높은 복잡도의 알고리즘을 이용하여 프리코딩을 하는 경우 낮은 복잡도의 알고리즘을 이용하여 프리코딩을 하는 경우에 비하여 더 많은 전력을 소모할 수 있다. 전력 제어 기법에 대한 보다 상세한 사항들은 후술한다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 도 3을 참조하여 동작 흐름도를 설명하기에 앞서, 일 실시예에 따른 송신 장치가 에너지 효율을 향상시키는 원리를 간단하게 설명한다.
일 실시예에 따른 송신 장치는 에너지 효율을 모델링할 수 있다. 또는, 송신 장치는 에너지 효율을 계산하기 위한 모델을 이용할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치의 에너지 효율은 bps/W(bits per second per watt) 단위로 측정될 수 있도록 모델링될 수 있다. 여기서, bps(bits per second)는 데이터 전송률(data rate)의 단위이고, W(watt)는 소비 전력의 단위일 수 있다.
송신 장치의 에너지 효율이 bps/W 단위로 측정되도록 모델링되는 경우, 송신 장치는 표 1에 기재된 방법들을 이용하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
1) bps를 높이고 W를 낮추는 방법
2) W를 유지하면서 bps를 높이는 방법
3) bps를 유지하면서 W를 낮추는 방법
4) bps와 W를 동시에 높이지만 bps를 더 높이는 방법
5) bps와 W가 동시에 낮추지만 W를 더 낮추는 방법
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치는 송신 안테나들의 수에 기초하여 에너지 효율을 향상시키는 기법을 적용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 단계(310)에서 송신 안테나들의 수(Nt)가 사용자들의 수(K)에 비하여 미리 정해진 비율(μ) 이상 큰지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 비율(μ)은 10배로 설정될 수 있고, 물론 미리 정해진 비율(μ)은 다양하게 변경될 수 있다.
사용자 수에 비하여 충분한 수의 송신 안테나들을 포함하고 있다고 판단되는 경우, 송신 장치는 단계(320)에서 채널을 추정할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 사용자들로부터 CQI(channel quality index) 등 채널 정보를 피드백 받아 채널을 추정할 수 있다. 송신 장치는 단계(330)에서 추정된 채널에 기초하여 프리코딩을 수행할 수 있다.
송신 장치는 단계(340)에서 에너지 효율이 최대화되도록 송신 전력을 감소시킬 수 있다. 여기서, 송신 장치는 표 1에 기재된 방법들 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 방사 전력을 동시에 전송되는 데이터 스트림의 수 / 송신 안테나의 수 만큼 감소시킬 수 있다. 여기서, 동시에 전송되는 데이터 스트림의 수는 송신 장치에 의하여 무선 신호를 수신하는 사용자의 수일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 에너지 효율을 계산하는 에너지 효율 계산부를 나타낸 블록도이다. 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치는 에너지 효율 계산부(400)를 이용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 송신 장치의 에너지 효율은 "bps/W" 단위로 표현될 수 있으므로, 에너지 효율 계산부는 데이터 전송률 추정부(410) 및 소비 전력 추정부(420)로 구성될 수 있다.
데이터 전송률 추정부(410)는 송신 장치의 데이터 전송률을 추정할 수 있다. 이하, 데이터 전송률은 스펙트럼 효율(spectral efficiency)라고 지칭될 수 있다. 예를 들어, 데이터 전송률 추정부(410)는 수신단으로부터 피드백된 채널 정보에 기초하여 데이터 전송률을 bps 단위로 추정할 수 있다.
소비 전력 추정부(420)는 송신 장치의 소비 전력을 추정할 수 있다. 예를 들어, 소비 전력 추정부(420)는 현재 전송단에서 소모되고 있는 소비 전력을 각 컴포넌트 별로 모니터링 할 수 있다. 소비 전력 추정부(420)는 전력 증폭기 컴포넌트의 소비 전력을 모니터링하는 제1 모니터링부(421), 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 모니터링하는 제2 모니터링부(422), 및 베이스밴드 컴포넌트의 소비 전력을 모니터링하는 제3 모니터링부(423)를 포함할 수 있다. 소비 전력 추정부(420)는 각 컴포넌트들에 의한 소비 전력의 총 합을 전송단에서의 소비 전력으로 추정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 전력 제어부를 이용하여 에너지 효율을 향상시키는 송신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 에너지 효율을 향상시키는 송신 시스템(500)은 송신 장치(510) 및 수신 단말들(530)을 포함할 수 있다.
송신 장치(510)는 베이스밴드 컴포넌트(511), 무선주파수 체인 컴포넌트(512), 및 전력 증폭기 컴포넌트(513)를 포함하고, 각각의 컴포넌트의 전력을 제어하는 전력 제어부(520)를 포함할 수 있다. 전력 제어부(520)는 도 4를 통하여 설명한 에너지 효율 계산부를 포함할 수 있다.
송신 장치는(510)는 에너지 효율 계산부(400)를 이용하여 송신 장치(510)에 포함된 컴포넌트별로 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(510)는 에너지 효율 계산부를 이용하여 각 컴포넌트들에 의하여 현재 소비되고 있는 전력을 획득할 수 있다. 송신 장치(510)는 현재 소비되고 있는 각 컴포넌트들의 전력에 기초하여, 각 컴포넌트들의 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(510)는 전력 증폭기 컴포넌트(513)의 전력을 감소시키고, 무선주파수 체인 컴포넌트(512)의 전력을 증가시키며, 베이스밴드 컴포넌트(511)의 전력은 변경하지 않을 수 있다.
송신 장치(510)는 송신 장치(510)의 에너지 효율이 극대화될 수 있도록, 각 컴포넌트들의 전력을 제어할 수 있다. 송신 장치(510)의 에너지 효율이 극대화 되도록 각 컴포넌트들의 전력이 제어되는 기법과 관련된 보다 상세한 사항들은 후술한다.
도 6은 일 실시예에 따른 요구 데이터 전송률을 만족하면서 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치는 요구 데이터 전송률과 현재 데이터 전송률을 비교함으로써, 송신 장치의 소비 전력을 증가시킬지 혹은 감소시킬지 여부를 결정할 수 있다. 이 때, 송신 장치는 요구 데이터 전송률을 만족시키면서 송신 장치의 에너지 효율이 최대가 되도록 소비 전력을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 송신 장치는 단계(610)에서 현재 데이터 전송률을 bps 단위로 추정할 수 있다. 송신 장치는 단계(620)에서 현재 데이터 전송률과 요구 데이터 전송률을 비교할 수 있다.
만약 현재 데이터 전송률이 요구 데이터 전송률을 초과하는 경우, 송신 장치는 단계(630)에서 송신 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 이 때, 송신 장치는 요구 데이터 전송률을 만족시키면서 송신 장치의 에너지 효율이 최대가 되도록 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 요구 데이터 전송률을 초과하는 현재 데이터 전송률을 요구 데이터 전송률까지 낮춤으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 송신 장치는 방사 전력을 감소시킴으로써, 전력 증폭기 컴포넌트의 소비 전력을 줄일 수 있다. 또는, 송신 장치는 현재 사용 중인 프리코딩 기법에 비하여 더 낮은 복잡도를 가지는 프리코딩 기법을 이용함으로써, 베이스밴드 컴포넌트의 소비 전력을 줄일 수 있다. 또는, 송신 장치는 통신 스펙이 허락하는 한도 내에서 무선주파수 체인 컴포넌트의 해상도를 낮춤으로써, 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 줄일 수 있다.
만약 현재 데이터 전송률이 요구 데이터 전송률을 초과하지 않는 경우, 송신 장치는 단계(640)에서 송신 장치의 소비 전력을 증가시킬 수 있다. 이 때, 송신 장치는 요구 데이터 전송률을 만족시키면서 송신 장치의 에너지 효율이 최대가 되도록 소비 전력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 요구 데이터 전송률을 초과하지 않는 현재 데이터 전송률을 요구 데이터 전송률까지 높일 수 있다. 보다 구체적으로, 송신 장치는 방사 전력을 증가시키거나, 현재 사용 중인 프리코딩 기법에 비하여 더 높은 복잡도를 가지는 프리코딩 기법을 이용하거나, 무선주파수 체인 컴포넌트의 해상도를 높임으로써, 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다. 이 때, 송신 장치는 다양한 전력 제어 옵션들 중 에너지 효율이 가장 좋은 옵션을 선택할 수 있다.
송신 장치는 단계(630)이나 단계(640)에서 소비 전력을 조절한 이후에, 다시 단계(610)으로 되돌아가 동작할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 단계(630)에서 소비 전력을 감소시킨 이후, 다시 단계(610)로 돌아가 데이터 전송률을 추정할 수 있다. 만약 소비 전력의 감소로 인하여 단계(620)에서 현재 데이터 전송률이 요구 데이터 전송률에 못 미치지는 경우, 송신 장치는 단계(640)에서 소비 전력을 증가시킴으로써 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 파라미터 스페이스를 이용하여 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치 및 복수의 송신 장치들을 관리하는 중앙 관리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 통신 시스템(700)은 중앙 관리 장치(720), 송신 장치(710), 및 사용자 단말(730)을 포함한다. 도면에 도시하지 않았으나, 통신 시스템(700)은 다른 송신 장치들 및 사용자 단말들을 더 포함할 수 있다.
중앙 관리 장치(720)는 복수의 송신 장치들을 관리할 수 있다. 중앙 관리 장치(720)는 전체 시스템적인 관점에서 통신 시스템(700)에 포함된 송신 장치들을 관리할 수 있다. 중앙 관리 장치(720)는 각 송신 장치들의 소비 전력, 데이터 전송률 등을 관리할 수 있다. 중앙 관리 장치(720)는 각 송신 장치들의 동작 파라미터를 각 송신 장치들로 송신하고, 각 송신 장치들은 동작 파라미터에 기초하여 전력 제어를 할 수 있다.
예를 들어, 중앙 관리 장치(720)는 전체 시스템적인 관점에서 송신 장치(710)가 어느 정도의 전력을 소비해도 되는지 기준을 정할 수 있다. 이하, 이러한 기준은 허용 소비 전력이라고 지칭한다. 중앙 관리 장치(720)는 다양한 카테고리에 따라 허용 소비 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 중앙 관리 장치(720)는 시간대별, 지역별, 상황별로 상이한 허용 소비 전력을 생성할 수 있다. 중앙 관리 장치(720)는 허용 소비 전력을 송신 장치(710)로 전송할 수 있다.
송신 장치(710)에 포함된 제어부(711)는 송신 장치(710)에 연관된(associated) 사용자 단말(730)로부터 피드백되는 채널 품질 정보 등을 수신할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 송신 장치(710)는 채널 정보의 피드백을 위한 수신부를 더 포함할 수 있다. 제어부(711)는 수신부를 통해 수신된 피드백 정보를 수신할 수 있다.
제어부(711)는 피드백 정보를 이용하여 데이터 전송률의 추정을 위한 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(711)는 송신 장치(710)에서 전력을 소비하는 각 컴포넌트를 모니터링함으로써, 소비 전력의 추정을 위한 정보를 생성할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 송신 장치(710)는 각 컴포넌트의 소비 전력을 모니터링하는 모니터링부를 더 포함할 수 있다. 제어부(711)는 모니터링부의 출력 신호에 기초하여 소비 전력의 추정을 위한 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 제어부(711)는 데이터 전송률의 추정을 위한 정보 및 소비 전력의 추정을 위한 정보를 추정부(712)에 제공하기 적합한 형태로 파라미터화 할 수 있다.
제어부(711)는 생성된 정보를 추정부(712)에 제공할 수 있다. 추정부(712)는 해당 정보를 이용하여 송신 장치(710)의 데이터 전송률 및 소비 전력을 추정할 수 있다. 이를 위하여, 추정부(712)는 소비 전력 추정부 및 데이터 전송률 추정부를 포함할 수 있다. 소비 전력 추정부는 송신 장치(710) 내에서 전력을 소비하는 각 컴포넌트별로 소비 전력을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 소비 전력 추정부(800)는 PA 소비 전력 추정부(810), RF 소비 전력 추정부(820), 및 BB 소비 전력 추정부(830)를 포함할 수 있다. PA 소비 전력 추정부(810)는 전력 증폭기 컴포넌트의 소비 전력을 추정하고, RF 소비 전력 추정부(820)는 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 추정하며, BB 소비 전력 추정부(830)는 베이스밴드 컴포넌트의 소비 전력을 추정할 수 있다.
추정부(712)는 추정된 데이터 전송률 및 추정된 소비 전력을 에너지 효율 계산부(713)로 제공할 수 있다. 에너지 효율 계산부(713)는 추정된 데이터 전송률 및 추정된 소비 전력을 이용하여 송신 장치(710)의 에너지 효율을 계산할 수 있다. 전술한 바와 같이, 송신 장치(710)의 에너지 효율은 "bps/W" 단위로 측정되도록 모델링될 수 있다.
결정부(714)는 추정된 소비 전력 및 추정된 데이터 전송률을 활용하여 어느 정도의 에너지 효율 성능(bps/W)을 유지할 것인지 결정할 수 있다. 결정부(714)는 파라미터 스페이스(715)를 이용함으로써, 에너지 효율을 향상시키기 위한 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
파라미터 스페이스(715)는 송신 장치(710)의 동작을 위한 파라미터에 따라 송신 장치(710)가 어느 정도의 성능을 낼 수 있는지에 대한 정보를 포함한다. 파라미터 스페이스(715)는 파라미터 및 성능의 행렬을 포함하는 룩업 테이블 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 파라미터는 송신 장치에 포함된 송신 안테나의 수, 베이스밴드 컴포넌트에 의해 이용되는 프리코딩 기법, 무선주파수 체인 컴포넌트의 해상도, 및 전력 증폭기 컴포넌트의 전력 감소 팩터(power reduction factor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 성능은 에너지 효율, 송신 장치의 데이터 전송률, 송신 장치의 소비 전력 등을 포함할 수 있다.
결정부(714)는 파라미터 스페이스(715)를 이용하여 조정 가능한 적어도 하나의 파라미터를 조정함으로써, 송신 장치(710)의 요구 성능을 달성할 수 있다. 이 때, 파라미터 스페이스(715)는 결정부(714)의 결정에 가이드(guide) 역할을 할 수 있다.
예를 들어, 중앙 관리 장치로부터 수신된 허용 소비 전력보다 더 낮은 전력을 소비하는 경우, 에너지 효율이 향상될 수 있다. 결정부(714)는 파라미터 스페이스(715)를 이용함으로써, 적은 연산 복잡도만으로 각 컴포넌트의 동작 포인트를 결정할 수 있다. 여기서, 동작 포인트는 베이스밴드 컴포넌트, 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력에 대응될 수 있다. 결정부(714)는 결정된 동작 포인트를 제어부(711)로 제공할 수 있다. 결정부(714)에 의해 이용되는 파라미터 스페이스(715)의 구체적인 예시들은 도 12 내지 도 16을 참조하여 후술한다.
이동 통신 환경은 계속 변하므로, 결정부(714)는 일정한 주기마다 반복적으로 각 컴포넌트의 동작 포인트를 갱신할 수 있다. 동작 포인트의 갱신 주기는 시스템 디자인에 따라 설정될 수 있다.
제어부(711)는 결정된 동작 포인트에 따라 각 컴포넌트의 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 제어부(711)는 PA 전력 제어부(910), RF 전력 제어부(920), 및 BB 전력 제어부(930)를 포함할 수 있다. PA 전력 제어부(910)는 전력 증폭기 컴포넌트의 전력을 제어하고, RF 전력 제어부(920)는 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력을 제어하며, BB 전력 제어부(930)는 베이스밴드 컴포넌트의 전력을 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따른 결정부(714)는 파라미터 스페이스(715)를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 결정부(714)는 현재 소비 전력, 현재 데이터 전송률 및 현재 에너지 효율에 기초하여 파라미터 스페이스(715)에 저장된 정보를 이용할 수 없는 경우를 판별할 수 있다. 이 경우, 결정부(714)는 적어도 하나의 컴포넌트의 동작 포인트를 조정할 수 있다. 제어부(711)는 조정된 동작 포인트에 대응되는 전력 제어를 수행한다. 결정부(714)는 조정된 동작 포인트에 의하여 갱신된 소비 전력, 갱신된 데이터 전송률, 및 갱신된 에너지 효율을 수신할 수 있다. 결정부(714)는 동작 포인트의 조정으로 인하여 갱신된 정보를 기초로 파라미터 스페이스(715)를 업데이트할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 결정부(714)는 전술한 동작 포인트의 조정 과정을 여러 번 수행하면서 갱신되는 정보를 누적할 수 있다. 결정부(714)는 누적된 정보를 바탕으로 각 컴포넌트의 동작 포인트를 결정할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 동작 파라미터 및 룩업 테이블을 이용하여 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치는 단계(1010)에서 동작 파라미터를 획득한다. 예를 들어, 송신 장치는 중앙 관리 장치로부터 동작 파라미터를 수신할 수 있다. 송신 장치는 단계(1020)에서 소비 전력을 추정하고, 단계(1030)에서 데이터 전송률을 추정한다. 송신 장치는 단계(1040)에서 소비 전력과 데이터 전송률에 기초하여 현재 에너지 효율을 계산할 수 있다.
송신 장치는 단계(1050)에서 룩업 테이블을 참조할 수 있다. 여기서, 룩업 테이블은 도 7의 파라미터 스페이스(715)에 저장된 정보일 수 있다. 송신 장치는 단계(1060)에서 동작 포인트를 검출할 수 있다. 송신 장치는 단계(1070)에서 동작 포인트에 기초하여 개별 컴포넌트의 전력을 제어할 수 있다.
도 10에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 9를 통하여 기술된 사항들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 일 실시예에 따른 개별 컴포넌트들의 전력을 제어함으로써 에너지 효율을 향상시키는 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치(1100)는 전원 공급기(1110), 베이스밴드 컴포넌트(1120), 무선주파수 체인 컴포넌트(1130), 전력 증폭기 컴포넌트(1140), 소비 전력 추정부(1150), 에너지 효율 계산부(1160), 결정부(1170), 파라미터 스페이스(1180), 및 전력 제어부(1190)을 포함한다. 도 11에 도시된 각 모듈들에는 도 1 내지 도 10을 통하여 기술된 사항들이 그대로 적용될 수 있다.
베이스밴드 컴포넌트(1120)는 모뎀을 포함하고, 무선주파수 체인 컴포넌트(1130)는 무선주파수 체인을 포함하며, 전력 증폭기 컴포넌트(1140)는 전력 증폭기를 포함한다. 송신 장치(1100)는 모뎀, 무선주파수 체인, 및 전력 증폭기의 전력을 개별적으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 모뎀은 다양한 알고리즘을 수행할 수 있는 유연성(flexibility)를 가진다. 이로 인하여, 모뎀은 다양한 전력 모드들을 가지며, 상황에 따라 에너지 효율을 향상시키는 알고리즘이 선택될 수 있다.
일반적인 송신 시스템에서는 전력 증폭기에서 가장 많은 전력이 소모되므로, 전력 증폭기의 전력을 제어함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 반면, 송신 안테나의 수가 아주 많은 시스템의 경우, 무선주파수 체인에서 소모되는 전력이 가장 중요할 수 있다.
예를 들어, 송신 안테나가 수백 개에 달하는 시스템의 경우, 빔포밍에 의하여 원하는 지점에 에너지를 집중시킴으로써, 방사 전력을 감소시킬 수 있다. 반면, 무선주파수 체인에서 소보되는 전력은 송신 안테나의 개수에 비례하여 계속 증가한다. 따라서, 송신 안테나의 수가 아주 많은 시스템의 경우, 무선주파수 체인에서의 소비 전력이 상당히 중요하다.
일 실시예에 따르면, 무선주파수 체인의 전력 제어를 위하여, 송신 안테나 하나당 여러 개의 무선주파수 체인들이 대응될 수 있다. 여기서, 하나의 송신 안테나가 물리적으로 여러 개의 무선주파수 체인들을 포함하는 무선주파수 체인 컴포넌트와 대응될 수 있다. 또는, 하나의 송신 안테나는 논리적 또는 기능적으로 여러 개의 무선주파수 체인들과 연결될 수 있다. 이로 인하여, 상황에 따른 요구 스펙을 만족하면서 에너지 효율이 향상되도록 무선주파수 체인의 전력에 제어될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 송신 안테나 수를 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 안테나의 개수가 변함에 따라 에너지 효율이 변한다. 그래프(1200)의 x축은 송신 안테나의 개수이고, y축은 에너지 효율을 나타낸다. 에너지 효율의 단위는 bps/W이다. 그래프(1200)은 무선주파수 체인 컴포넌트에서 1W의 전력이 소모되고, 사용자의 수는 송신 안테나 수의 1/10이며, VLSI(very large scale integration) 효율은 50Gflop/W이라는 가정 하에서 시뮬레이션된 결과일 수 있다.
곡선(1210)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되는 경우, 송신 안테나의 개수에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1220)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되는 경우, 송신 안테나의 개수에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
곡선(1230)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되고 전력 증폭기 컴포넌트의 전력이 (사용자의 수/송신 안테나의 수)만큼 감소되는 경우, 송신 안테나의 개수에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1240)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되고 전력 증폭기 컴포넌트의 전력이 (사용자의 수/송신 안테나의 수)만큼 감소되는 경우, 송신 안테나의 개수에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
송신 안테나의 개수, 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 이용되는 프리코딩 기법의 유형, 및 전력 증폭기 컴포넌트의 전력에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경된다. 다시 말해, 그래프(1200)에서 파라미터는 송신 안테나의 개수, 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 이용되는 프리코딩 기법의 유형, 및 전력 증폭기 컴포넌트의 전력이다.
일 실시예에 따른 송신 장치는 원하는 에너지 효율을 달성하기 위하여, 파라미터들의 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 최대의 에너지 효율을 얻기 위하여 송신 안테나의 수, 프리코딩 기법, 전력 증폭기의 전력 감소 활성화 여부의 파라미터 세트를 600개, ZF 프리코딩, 비활성화로 각각 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따른 송신 장치는 파라미터들 중 적어도 일부에 제한 조건이 있는 경우, 나머지 파라미터들을 조정함으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나의 수가 100개로 한정되는 경우, 송신 장치는 주어진 조건 하에서 최대의 에너지 효율을 얻기 위하여 (프리코딩 기법, 전력 증폭기의 전력 감소 활성화 여부)의 파라미터 세트를 (ZF 프리코딩, 활성화)로 결정할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 전력 감소 비율을 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 전력 감소 비율이 변함에 따라 에너지 효율이 변한다. 그래프(1300)의 x축은 전력 증폭기의 전력 감소 비율이고, y축은 에너지 효율을 나타낸다. 에너지 효율의 단위는 bps/W이다. 그래프(1300)은 송신 안테나의 개수가 400개이고, 사용자 단말의 개수가 40개이며, 송신 안테나 하나당 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력 소모가 0.3W이라는 가정 하에서 시뮬레이션된 결과일 수 있다.
곡선(1310)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1320)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
곡선(1310) 및 곡선(1320) 모두에서 에너지 효율이 최대가 되는 최적점이 존재한다. 일 실시예에 따른 송신 장치는 최적점을 동작 포인트로 결정할 수 있다. 만약 허용 소비 전력이나 요구 데이터 전송률이 제한되는 경우, 송신 장치는 주어진 조건 하에서 최적의 에너지 효율이 도출되는 동작 포인트를 결정할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 송신 안테나 하나당 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력에 의해 변하는 시그널-노이즈 비율 및 일반화된 노이즈 레벨을 도시한 그래프이다.
도 14을 참조하면, 그래프(1400)은 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력 제어에 따른 에너지 효율의 변화를 시뮬레이션하기 위하여, 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력에 따라 변하는 송신 장치의 성능을 모델링한 결과이다. 여기서, 안테나 당 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력 제어 5W부터 시작하여 2W까지 낮출 수 있고 소비 전력이 커질 수록 노이즈 레벨은 기하급수적으로 딜레이(exponentially delay) 된다고 가정한다. 곡선(1410)은 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력 제어에 따른 일반화된 노이즈 레벨 성능이 변하는 양상을 나타내고, 곡선(1420)은 무선주파수 체인 컴포넌트의 전력 제어에 따른 신호 대 노이즈 비율(signal to noise ratio, SNR)이 변하는 양상을 나타낸다.
도 15는 일 실시예에 따른 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력이 변함에 따라 에너지 효율이 변한다. 그래프(1500)의 x축은 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력이고, y축은 에너지 효율을 나타낸다. 에너지 효율의 단위는 bps/W이다. 그래프(1500)은 도 14의 모델에 기초하여 시뮬레이션된 결과일 수 있다.
곡선(1510)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되는 경우, 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1520)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되는 경우, 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
곡선(1510) 및 곡선(1520) 모두에서 에너지 효율이 최대가 되는 최적점이 존재한다. 일 실시예에 따른 송신 장치는 최적점을 동작 포인트로 결정할 수 있다. 만약 허용 소비 전력이나 요구 데이터 전송률이 제한되는 경우, 송신 장치는 주어진 조건 하에서 최적의 에너지 효율이 도출되는 동작 포인트를 결정할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 전력 감소 비율 및 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 파라미터로 이용하는 경우 에너지 효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 전력 감소 비율이 변함에 따라 에너지 효율이 변한다. 그래프(1600)의 x축은 전력 증폭기의 전력 감소 비율이고, y축은 에너지 효율을 나타낸다. 에너지 효율의 단위는 bps/W이다.
곡선(1610)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되고 무선주파수 체인 컴포넌트에 의해 0.43W의 전력이 소비되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1620)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되고 무선주파수 체인 컴포넌트에 의해 0.43W의 전력이 소비되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
곡선(1630)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되고 무선주파수 체인 컴포넌트에 의해 0.13W의 전력이 소비되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1640)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되고 무선주파수 체인 컴포넌트에 의해 0.13W의 전력이 소비되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
곡선(1650)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 ZF 프리코딩 기법이 이용되고 무선주파수 체인 컴포넌트에 의해 1W의 전력이 소비되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다. 곡선(1660)은 베이스밴드 컴포넌트에 의하여 MF 프리코딩 기법이 이용되고 무선주파수 체인 컴포넌트에 의해 1W의 전력이 소비되는 경우, 전력 증폭기의 전력 감소 비율에 따라 송신 장치의 에너지 효율이 변경되는 양상을 나타낸다.
곡선(1610), 곡선(1620), 곡선(1630), 곡선(1640), 곡선(1650), 및 곡선(1660) 모두에서 에너지 효율이 최대가 되는 최적점이 존재한다. 일 실시예에 따른 송신 장치는 최적점을 동작 포인트로 결정할 수 있다. 만약 허용 소비 전력이나 요구 데이터 전송률이 제한되는 경우, 송신 장치는 주어진 조건 하에서 최적의 에너지 효율이 도출되는 동작 포인트를 결정할 수 있다.
이하에서, 일 실시예에 따른 시스템 모델을 상세히 설명한다. 전술한 바와 같이, 송신 장치의 에너지 효율은 "bps/W" 단위로 측정될 수 있도록 모델링될 수 있으므로, bps에 해당하는 채널 용량의 모델링 및 W에 해당하는 소비 전력의 모델링을 이하에서 상세히 설명한다.
A. 일 실시예에 따른 채널 용량
일 실시예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신 장치는 Nt개의 안테나를 가지고 있고, 수신 장치는 K개가 존재한다고 가정한다. 여기서, 수신 장치는 1개의 안테나를 가지고 있다고 가정한다. 일례로, 송신 장치는 기지국에 대응할 수 있고, 수신 장치는 사용자 단말에 대응할 수 있다.
그러면, 수신 장치가 송신 장치로부터 수신하는 수신 신호 y는 하기 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00001
여기서, y는 K×1 크기의 수신 신호 벡터이고, Ptx는 전체 전송 파워이며, H는 Nt×K 크기의 레이레이(Rayleigh) 채널 매트릭스이다. s는 Nt×1 크기의 전송 신호 벡터이고, n은 K×1 크기의 노이즈(AWGN) 벡터이다.
복수의 수신 장치가 존재하는 다중 안테나 통신 시스템에서 수신 장치들 간의 간섭을 줄이기 위해, 송신 장치는 프리코딩부를 통해 프리코딩할 수 있다. 프리코딩은 선형 코딩과 비선형 코딩으로 구분될 수 있다. 일반적으로, 비선형 프리코딩은 선형 프리코딩보다 우수한 성능을 나타내나 복잡도가 높다.
이하에서는 송신 장치의 안테나 개수인 Nt가 매우 크다고 가정하고 선형 프리코딩을 채택한 경우를 중심으로 설명하기로 한다. 구체적으로, 송신 장치의 안테나 개수인 Nt가 매우 큰 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템에서는 선형 프리코딩만으로 최적의 성능을 나타낼 수 있다.
선형 프리코딩은 하기 표 2와 같이 MF (Matched Filtering) 프리코딩, ZF(Zero-Forcing) 프리코딩, RZF(Regularized Zero-Forcing) 프리코딩으로 구분될 수 있다. 일 실시예에서는 MF와 ZF를 사용한다고 가정할 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00002
송신 장치가 프리코딩을 수행하는 경우 송신 신호 벡터인 s는 하기 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00003
여기서, ζ는 전송 파워의 정규화 팩터를 의미하고, F는 Nt×K의 프리코딩 매트릭스를 의미한다. 수학식 2를 수학식 1에 대입하면, 수신 신호 벡터 y는 하기 수학식 3으로 수정될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00004
이 때,
Figure 112013091953218-pat00005
가 만족되어야 하므로, ζ는 하기 수학식 4로 표현될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00006
그러면, 복수 개의 수신 장치들 중에서 k 번째 수신 장치의 수신 신호는 아래의 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00007
여기서, hk ,:는 k 번째 수신 장치의 1 x Nt 채널 벡터를, f:, kxk는 k 번째 수신 장치의 Nt x 1 프리코딩 벡터를 나타낸다. nk는 k 번째 수신 장치의 노이즈를 나타낸다.
채널 용량은 채널을 통해 최대로 전송할 수 있는 정보의 양으로, 예를 들어 최대 데이터 전송률로 표현될 수 있다. 1개의 독립된 셀을 가정하는 경우, 채널 용량은 아래의 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00008
여기서, C는 채널 용량을, α는 파일럿 오버헤드(pilot overhead) 및 OFDM 가드 밴드(guard band)를 고려한 스케일링 팩터(scaling factor)를 나타낸다. N0B는 주어진 대역폭 B에서의 노이즈 파워를 나타낸다.
앞서 설명하였듯이, 송신 장치의 안테나 개수가 수신 장치의 안테나 개수보다 매우 많다고 가정(예를 들어, Nt > 10K)하면, 수학식 6는 아래의 수학식 7과 같이 간략하게 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00009
여기서, I는 수신 장치 간의 간섭을 나타낸다. 일실시예에 따르면, 수신 장치 간의 간섭은 프리코딩을 통해 제거될 수 있다.
A. 일 실시예에 따른 소비 전력
제안된 방법은 다중 안테나 통신 시스템에서 에너지 효율을 최대화하는 방법에 관한 것이므로, 송신 장치에 관한 에너지 효율(EE, Energy Efficiency)을 도출할 필요가 있다. 일실시예에 따른 에너지 효율은 아래의 수학식 8와 같이 Sum Power 모델을 통해 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00010
여기서, Psum은 송신 장치의 합산 소비 파워(Sum Power)를, PPA는 송신 장치에 포함된 파워 증폭기(PA, Power Amplifier) 의 소비 파워를 나타낸다. PBB는 베이스밴드 처리부의 소비 파워를, PRFfront는 RF 프론트-엔드 처리부의 소비 파워를 나타낸다. Nt는 송신 장치의 안테나 개수를 나타낸다.
RF 프론트-엔드 처리부는 믹서(Mixer), 필터(Filter), 및 디지털 아날로그 컨버터(DAC, Digital to Analog Converter)를 포함할 수 있다. 따라서, 일실시예에 따르면 PRFfront는 믹서, 필터, 및 디지털 아날로그 컨버터의 소비 파워에 기초하여 계산될 수 있다.
에너지 효율의 분석을 용이하게 하기 위해, PC를 아래의 수학식 9과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00011
수학식 9를 이용하면 수학식 8은 아래의 수학식 10과 같이 간단히 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00012
전체 전송 파워 Ptx와 PPA의 관계는 아래의 수학식 11과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00013
여기서, η는 파워 증폭기의 효율을 나타낸다. 예를 들어, 10MHZ의 밴드폭(BW, Bandwidth)과 1024개의 서브캐리어(Subcarrier)를 가진 OFDM 시스템, Input-backoff(IBO) 11dB, 및 Class-B 파워 증폭기를 가정하였을 때, η는 22%가 될 수 있다.
B. 일 실시예에 따른 에너지 효율
앞서 도출한 소비 파워와 채널 용량을 이용하면, 아래의 수학식 12와 같이 에너지 효율이 정의될 수 있다.
Figure 112013091953218-pat00014
여기서, EE는 에너지 효율을 나타내고, C는 채널 용량을 나타내며, Psum은 송신 장치의 합산 소비 파워를 나타낸다. 예를 들어, 채널 용량 C는 수학식 6 또는 수학식 7을 통하여 계산될 수 있고, 합산 소비 파워 Psum은 수학식 8 또는 수학식 10를 통하여 계산될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수학식 12를 이용한 에너지 효율 미터링(EE metering)을 통하여 주어진 조건에서 최적의 에너지 효율 성능을 내는 기술을 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시예들은 전송단의 안테나 수를 수신단에 해당하는 이용자들의 수보다 훨씬 많이 배치함으로써, 다양한 경로를 통해서 전달되는 이동통신 멀티패스 페이딩(multipath fading) 환경에서 원하는 지점으로 에너지를 집중시킬 수 있다. 이로 인하여, 실시예들은 적은 전력을 이용하여 효율적인 이동통신이 가능하도록 할 수 있다. 실시예들은 수학식 12로 모델링되는 에너지 효율이 최적화되도록 베이스밴드 컴포넌트, 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

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  13. 송신 장치의 데이터 전송률(data rate)를 추정하는 제1 추정부;
    상기 송신 장치의 요구 데이터 전송률(data rate demand)을 획득하는 획득부;
    상기 송신 장치에 포함된 베이스밴드(baseband) 컴포넌트, 무선주파수 체인(RF chain) 컴포넌트, 및 전력 증폭기(power amplifier) 컴포넌트에 의해 소비되는 전력들을 추정하는 제2 추정부; 및
    상기 데이터 전송률과 상기 요구 데이터 전송률을 비교하고, 비교 결과 및 상기 전력들에 기초하여 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 중 적어도 하나의 전력을 제어하는 제어부
    를 포함하는 송신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 전송률이 상기 요구 데이터 전송률보다 높은 경우,
    상기 제어부는 상기 데이터 전송률이 상기 요구 데이터 전송률을 만족시키면서 상기 송신 장치의 에너지 효율이 최대화되도록, 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 중 적어도 하나의 전력을 감소시키는 송신 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 전송률이 상기 요구 데이터 전송률보다 낮은 경우,
    상기 제어부는 상기 데이터 전송률이 상기 요구 데이터 전송률을 만족시키면서 상기 송신 장치의 에너지 효율이 최대화되도록, 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 중 적어도 하나의 전력을 증가시키는 송신 장치.
  16. 송신 장치에 연관된(associated) 단말들의 수를 획득하는 획득부;
    상기 송신 장치에 포함된 송신 안테나들의 수가 상기 단말들의 수보다 많은지 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 송신 안테나들의 수가 상기 단말들의 수보다 많다는 판단에 따라, 상기 송신 장치에 포함된 베이스밴드 컴포넌트, 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 제어하는 제어부
    를 포함하는 송신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단말들에 동일한 대역폭(bandwidth)이 제공되면서 상기 송신 장치의 에너지 효율이 최대화되도록, 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 감소시키는 송신 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 이미 할당된 단말로의 데이터 전송률이 유지되면서 상기 송신 장치의 에너지 효율이 최대화되도록, 상기 베이스밴드 컴포넌트, 상기 무선주파수 체인 컴포넌트, 및 상기 전력 증폭기 컴포넌트 중 적어도 하나의 전력을 감소시키는 송신 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단말들의 수 및 상기 송신 안테나들의 수 사이의 비율에 기초하여 상기 송신 장치의 방사 전력(radiation power)을 감소시키는 송신 장치.
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  22. 송신 장치에 연관된(associated) 단말들의 수를 획득하는 단계;
    상기 송신 장치에 포함된 송신 안테나들의 수가 상기 단말들의 수보다 많은지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 송신 안테나들의 수가 상기 단말들의 수보다 많다는 판단에 따라, 베이스밴드(baseband) 컴포넌트의 전력, 무선주파수 체인(RF chain) 컴포넌트의 전력, 및 전력 증폭기(power amplifier) 컴포넌트의 전력 중 적어도 하나를 제어하는 단계
    를 포함하는, 송신 장치의 전력 제어 방법.
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  25. 제22항에 있어서,
    상기 송신 장치의 소비 전력을 계산하는 단계;
    상기 송신 장치의 데이터 전송률을 계산하는 단계; 및
    상기 소비 전력 및 상기 데이터 전송률에 기초하여 에너지 효율을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 송신 장치의 전력 제어 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 소비 전력을 계산하는 단계는
    상기 베이스밴드 컴포넌트의 소비 전력을 모니터링하는 단계;
    상기 무선주파수 체인 컴포넌트의 소비 전력을 모니터링하는 단계;
    상기 전력 증폭기의 소비 전력을 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링된 소비 전력들에 기초하여 상기 소비 전력을 추정하는 단계
    를 포함하는 송신 장치의 전력 제어 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 데이터 전송률을 계산하는 단계는
    수신 장치로부터 채널 정보를 피드백받는 단계; 및
    상기 채널 정보에 기초하여 상기 데이터 전송률을 추정하는 단계
    를 포함하는 송신 장치의 전력 제어 방법.
  28. 제22항 및 제25항 내지 제27항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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US14/470,193 US9264911B2 (en) 2013-10-11 2014-08-27 Apparatus and method for controlling power based on energy efficiency in multiple-input and multiple-output (MIMO) communication system
CN201480056038.9A CN105637942B (zh) 2013-10-11 2014-09-18 用于基于多输入和多输出(mimo)通信系统中的能量效率来控制功率的装置和方法
EP14852018.2A EP3055934B1 (en) 2013-10-11 2014-09-18 Apparatus and method for controlling power based on energy efficiency in multiple-input and multiple-output (mimo) communication system
PCT/KR2014/008680 WO2015053491A1 (en) 2013-10-11 2014-09-18 Apparatus and method for controlling power based on energy efficiency in multiple-input and multiple-output (mimo) communication system
TW103134326A TWI651980B (zh) 2013-10-11 2014-10-02 傳輸器、能源效率計算器、以及傳輸器的功率控制方法
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9020483B1 (en) 2013-11-26 2015-04-28 At&T Mobility Ii Llc Setting voice and data priority using a registration message
US10117196B2 (en) * 2015-08-26 2018-10-30 Qualcomm Incorporated Dynamically configurable apparatus for operating within the current capabilities of the power source
US10401933B2 (en) * 2015-09-30 2019-09-03 Futurewei Technologies, Inc. Approach for end-to-end power efficiency modeling for data centers
US9854528B2 (en) 2016-04-05 2017-12-26 At&T Intellectual Property I, L.P. Tuning networks and user equipment using a power profile
CN108233875B (zh) * 2016-12-13 2021-07-06 台达电子工业股份有限公司 射频放大器及提高其效率的方法、以及射频电源供应器
KR102271769B1 (ko) 2017-03-15 2021-07-01 삼성전자주식회사 에너지 효율적인 링크 적응을 수행하기 위한 무선 통신 장치 및 이의 무선 통신 방법
CN111817761A (zh) * 2019-04-10 2020-10-23 英国电讯有限公司 多输入多输出发送和接收
KR20220073496A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 삼성전자주식회사 신호의 세기를 측정하기 위한 장치 및 방법
CN114598402B (zh) * 2020-12-03 2024-03-19 Oppo广东移动通信有限公司 用于确定电子设备的射频功率放大器的功耗的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070178839A1 (en) 2006-01-11 2007-08-02 Behrooz Rezvani Antenna assignment system and method
US20110003609A1 (en) 2009-07-01 2011-01-06 Sundstroem Lars Power Efficient Data Transmission
US20110249576A1 (en) 2009-12-21 2011-10-13 Qualcomm Incorporated Antenna selection based on performance metrics in a wireless device
US20130045744A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Ronald W. Dimpflmaier Method for optimizing power consumption in wireless devices using data rate efficiency factor
WO2013137638A1 (ko) 2012-03-13 2013-09-19 삼성전자주식회사 다중 안테나 통신 시스템에서의 전송 파워 결정 방법 및 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8064538B2 (en) 2005-01-28 2011-11-22 Panasonic Corporation Communication device and communication method
US8618876B2 (en) * 2008-05-30 2013-12-31 Qualcomm Incorporated Reduced power-consumption transmitters
KR101517170B1 (ko) * 2009-09-29 2015-05-04 삼성전자주식회사 다중 안테나 시스템에서 전력 소모를 줄이기 위한 장치 및 방법
KR101725553B1 (ko) 2010-04-01 2017-04-27 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 통신을 수행하는 방법 및 장치
US8838161B2 (en) 2010-06-16 2014-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd Uplink power control method for mobile communication system
JP5564412B2 (ja) * 2010-12-10 2014-07-30 株式会社日立製作所 無線電力伝送システム、送電装置、及び受電装置
WO2013123082A2 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Apple Inc. Methods and apparatus for intelligent receiver operation
JP2013214838A (ja) * 2012-03-30 2013-10-17 Fujitsu Ltd ハンドオーバ制御装置、移動局、及び、ハンドオーバ制御方法
JP2013247624A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Hitachi Ltd 無線通信システム、通信方法及び基地局装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070178839A1 (en) 2006-01-11 2007-08-02 Behrooz Rezvani Antenna assignment system and method
US20110003609A1 (en) 2009-07-01 2011-01-06 Sundstroem Lars Power Efficient Data Transmission
US20110249576A1 (en) 2009-12-21 2011-10-13 Qualcomm Incorporated Antenna selection based on performance metrics in a wireless device
US20130045744A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Ronald W. Dimpflmaier Method for optimizing power consumption in wireless devices using data rate efficiency factor
WO2013137638A1 (ko) 2012-03-13 2013-09-19 삼성전자주식회사 다중 안테나 통신 시스템에서의 전송 파워 결정 방법 및 장치

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