KR102306885B1 - 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 간섭을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 간섭을 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.

Description

다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 간섭을 제어하는 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A INTERFERENCE IN A COMMUNICATION SYSTEM USING A PLURALITY OF ANTTENAS}
본 개시는 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 수신측으로 유입되는 간섭을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (Filter Bank Multi Carrier), NOMA (non orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
본 개시는 다중 안테나를 이용하는 통신 시스템에서 수신측의 간섭을 제어하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 개시의 실시 예에 따른 방법은; 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 단말의 수신 방법에 있어서, 적어도 하나의 인접 기지국을 포함하는 기지국 별 선호도 정보를 생성하여 서빙 기지국에게 전송하는 과정과, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 선호도 정보를 기반으로 결정된, 상기 서빙 기지국 및 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔들 관련 정보를 수신하는 과정과, 상기 빔들 관련 정보를 이용하여 신호를 수신하는 과정을 포함하며; 상기 빔들 관련 정보는, 상기 단말의 수신 영역 중 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 전송한 간섭 신호가 정렬되는 부분 영역에 대한 빔 정보를 포함함을 특징으로 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 다른 방법은; 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 서빙 기지국이 단말의 간섭을 제어하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 인접 기지국을 포함하는 기지국 별 선호도 정보를 수신하는 과정과, 상기 선호도 정보를 기반으로, 상기 단말의 수신 영역 중 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 전송한 간섭 신호가 정렬되는 부분 영역에 대한 빔들을 구성하는 과정과, 상기 구성된 빔들 관련 정보를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시 예에 따른 장치는; 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 단말에 있어서, 적어도 하나의 인접 기지국을 포함하는 기지국 별 선호도 정보를 생성하는 제어부와, 상기 기지국 별 선호도 정보를 서빙 기지국에게 전송하는 송신부와, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 선호도 정보를 기반으로 결정된, 상기 서빙 기지국 및 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔들 관련 정보를 수신하고, 상기 빔들 관련 정보를 이용하여 신호를 수신하는 수신부를 포함하며; 상기 빔들 관련 정보는, 상기 단말의 수신 영역 중 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 전송한 간섭 신호가 정렬되는 부분 영역에 대한 빔 정보를 포함함을 특징으로 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 다른 장치는; 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 단말의 간섭을 제어하는 서빙 기지국에 있어서, 적어도 하나의 인접 기지국을 포함하는 기지국 별 선호도 정보를 수신하는 수신부와, 상기 선호도 정보를 기반으로, 상기 단말의 수신 영역 중 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 전송한 간섭 신호가 정렬되는 부분 영역에 대한 빔들을 구성하는 제어부와, 상기 구성된 빔들 관련 정보를 상기 단말에게 전송하는 전송부를 포함한다.
본 개시는, 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 수신측으로 유입되는 신호들의 간섭을 제어하는 기술로, 해당 단말에게 수신되는 간섭 신호들과 데이터를 분리된 영역으로 수신할 수 있도록 빔 설계 및 전력 제어를 수행하여, 단말이 보다 정확한 신호를 복원할 수 있고, 단말의 수신 영역을 보다 유연하게 운용할 수 있다. 그리고, 복원 시 간섭의 크기 별로 다른 복원 기법을 적용함으로써 데이터 복원의 복잡도가 낮아지게 된다.
도 1은 본 개시의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 구조의 일 예,
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말의 간섭을 제어하는 전체 동작 흐름도의 일 예,
도 2b는 본 개시의 실시 예에 따라 간섭 양극화가 적용된 신호를 수신한 단말의 일 예,
도 3a는 본 개시의 실시 예에 따른 디지털 빔 형성을 통한 안테나 병렬화를 수행한 후 수신측의 간섭 특성을 양극화시킨 예를 나타내는 도면,
도 3b는 도 3a의 기지국1의 부호화 방법 및 전송을 나타내는 도면,
도 3c는 도 3a의 기지국 2의 부호화 방법 및 전송을 나타내는 도면,
도 4a는 도 3a의 단말 1의 수신 및 복원 방법을 나타내는 도면,
도 4b는 도 3a의 단말 2의 수신 및 복원 방법을 나타내는 도면,
도 5a는 본 개시의 다른 실시 예에 따라 단말의 간섭을 제어하는 전체 동작 흐름도의 일 예,
도 5b는 도 5a의 506단계에서 단말이 파일럿 신호들을 수신한 경우의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 6a는 본 개시의 다른 실시 예에 따라 단말이 선호도 정보를 구성하는 구체적인 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 6b는 본 개시의 실시 예에 따라 단말이 구성할 수 있는 선호도 정보의 구체적인 예를 나타낸 도면,
도 6c는 기존 간섭 정렬 기술과 본 개시의 실시 예를 비교하기 위한 도면
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성도의 일 예,
도 8은 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도의 일 예.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
통신 시스템에서 구현 및 고려되고 있는 간섭 제어 방식들은, 주로 간섭 채널 환경을 이루는 기지국들 및 사용자 단말기들간의 간섭을 제어하여 신호를 복원함에 있어 joint-decoding 등의 복잡도가 높은 복원 기법을 사용함으로써 실제 구현에 있어 어려움을 갖는다. 또한, 간섭 정렬과 같은 기술을 사용할 경우, 복원 시 복잡도는 낮으나 간섭이 정렬되는 차원을 무시함으로써 간섭채널의 특성을 활용할 수 없고, 이에 따라 간섭환경에 맞는 효율적인 전송을 할 수 없게 된다.
시간/주파수 자원을 비효율적으로 사용하는 기존의 간섭 제어 방식들의 문제점을 보완하기 위해서, 각 기지국들이 채널의 특성을 이용하여 간섭을 제어할 수 있는 방식에 대한 필요성 및 중요성이 매우 크다. 특히, 향후 차세대 이동 통신 환경의 표준적인 모델로 다양한 구조적 계층적 통신 구조가 연구되고 있는 상황에서 간섭의 영향을 효과적으로 제거하고 사용자 단말기의 성능을 최대화시키기 위한 간섭 제어 방식에 대한 필요성은 매우 크다.
그러므로, 다양한 구조들과 다양한 기능들을 가지는 기지국들이 혼재된 환경을 고려하여 보다 효율적으로 간섭을 제어할 수 있는 간섭 제어 방식이 요구된다.
도 1은 본 개시의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 구조의 일 예이다.
도 1을 참조하면, 일 예로, 무선 통신 시스템(100)은 다수 개의 안테나들을 사용하는 기지국 1 및 2가 존재하고, 상기 기지국 1의 서비스 커버리지와 상기 기지국 2의 서비스 커버리지가 중첩된 영역에 위치한 2개의 단말 즉, 단말 1 및 단말2가 존재하는 경우를 가정하며, 이때, 상기 기지국 1 및 기지국 2 간에는 협력이 불가능함을 가정한다. 이 경우, 단말 1은 상기 기지국 1로부터 수신된 데이터(102a) 이외에 상기 기지국2로부터 수신되는 간섭 신호(104b)를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 단말 2 역시 상기 기지국2로부터 수신된 데이터(104a) 이외에 상기 기지국1로부터 수신되는 간섭 신호(102b)를 수신할 수 있다.
상기한 바와 같이 다중 안테나 기반 통신에서는 원하는 신호 이외의 신호들이 간섭 신호로 수신되는 상황들이 발생하게 된다. 그러므로, 본 개시의 실시 예에서는 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 간섭을 효율적으로 제어하기 위한 방안을 제안한다. 구체적으로, 본 개시의 실시 예에서는 수신측에서 신호를 수신할 수 있는 영역을 미리 결정된 기준을 기반으로 상대적으로 강한 간섭이 수신되는 영역과 상대적으로 약한 간섭이 수신되는 영역으로 양극화하고, 상기한 바와 같이 양극화된 영역으로 해당 신호들이 수신되도록 송신측 및 수신측의 빔들을 설계하고, 설계된 빔들에서의 송신 전력을 제어하는 방안을 제안한다.
이하, 본 개시의 실시 예에서는, 다수의 안테나들을 구비한 적어도 하나의 송신 장치가 수신 장치와 통신하며, 이때, 상기 송신 장치들 간의 협력이 불가능한 상황을 가정한다.
먼저, 본 개시의 일 실시 예에서는 하나의 단말이 서빙 기지국 이외의 인접 기지국을 통해서 간섭 신호를 수신할 수 있는 상황을 가정하자. 이 경우, 본 개시의 실시 예에 따른 단말은 서빙 기지국에게 서빙 기지국과의 채널 정보 이외에 간섭 채널 정보를 모두 피드백한다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말의 간섭을 제어하는 전체 동작 흐름도의 일 예이다. 설명의 편의상, 도 2a의 실시 예에서는 하나의 단말이 서빙 기지국 외의 하나의 인접 기지국에 의해서 간섭 신호를 수신하는 환경을 일 예로서 설명하였으나, 본 개시는 하나의 단말이 2 개 이상의 기지국으로부터 간섭 신호를 수신하는 경우, 또는, 다수의 단말들이 적어도 하나 이상의 기지국들로부터 간섭 신호를 수신하는 환경 등으로 확장 가능하다. 그리고, 본 개시의 실시 예에서 설명되는 기지국은 다중 안테나들을 사용하며, 다중 안테나들의 사용은 다수의 디지털 빔들이 형성되는 형태로 수행될 수 있다. 여기서, 기지국 2(202)는 단말(204)의 서빙 기지국으로, 본 개시의 실시 예에서는 상기 단말(204)과의 간섭 채널 즉, 기지국1(202)과 상기 단말(204)과의 채널에 대한 정보(이하,‘간섭 채널 정보’라 칭함)를 획득한다.
도 2a를 참조하면, 206단계에서 기지국 2(200) 및 기지국1(202)은 각각 파일럿 신호를 전송한다. 그러면, 208단계에서 상기 단말(204)은 기지국2(200)로부터 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 기지국2(200)와의 채널을 추정한다. 그리고, 210단계에서 상기 기지국1(202)로부터 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 기지국1(202)과의 간섭 채널을 추정한다. 그리고, 212a단계에서 상기 단말(204)은 상기 기지국1(202)에게 상기 추정한 간섭 채널 정보를 피드백한다. 212b단계에서 상기 단말(204)은 상기 기지국2(200)에게 상기 간섭 채널 정보와 상기 기지국2(200)에 대해 추정한 채널 정보를 피드백한다.
216단계에서 기지국2(200)는 상기 단말(204)의 수신 영역에 대한 간섭 양극화 관련 정보를 교환한다. 여기서, 간섭 양극화 관련 정보는, 상기 간섭 양극화를 위한 기지국 2(200), 기지국 1(202) 및 상기 단말(204)간의 빔들에 대한 정보, 송신 전력 정보, 엔코딩을 위한 정보 등이 포함된다.
그러면, 218단계에서 상기 기지국 2(200) 및 기지국1(202) 각각은 상기 216단계를 통해서 획득한 간섭 양극화 관련 정보로부터 획득한 빔 정보를 기반으로 간섭 양극화를 위한 빔 형성을 수행한다. 구체적인 예로, 상기 기지국 2(200) 및 기지국1(202) 각각은 강한 간섭 채널 특성을 갖는 안테나에 대응하는 빔과 약한 간섭 채널 특성을 갖는 안테나에 대응하는 빔을 형성할 수 있다.
220단계에서 상기 기지국 2(200) 및 기지국1(202) 각각은 216단계에서 획득한 전력 정보를 기반으로 각각 형성된 자신의 빔의 전력을 제어한다. 구체적으로, 상기 기지국 2(200)는 강한 간섭 채널 특성을 갖는 빔을 통해서 전송할 데이터의 송신 전력을 미리 결정된 기준 대비 낮게 설정한다. 그리고, 약한 간섭 채널 특성을 갖는 빔을 통해서 전송할 데이터의 송신 전력은 미리 결정된 기준 대비 높게 설정한다.
222단계 및 224단계에서 기지국2(200)와 기지국1(202) 각각은 본 개시의 실시 예에 따라 형성된 빔들을 통해서 전송할 신호의 부호화를 수행한다. 이때, 기지국2(200)와 기지국1(202) 각각은 자신에게 형성된 빔들 중 강한 간섭 채널을 가지는 빔을 통해서 전송되는 신호는 SWSC(sliding window superposition coding)를 사용하여 부호화를 수행하고, 약한 간섭 채널을 가지는 빔을 통해서 전송되는 신호는 일반적인 부호화를 수행한다.
그리고, 226a단계에서 상기 기지국2(200) 및 기지국1(202) 각각은 상기 단말(204)에게 상기한 바와 같이 결정된 간섭 양극화를 위한 빔 설계 정보 및 복원 정보 등을 단말(204)에게 전송한다. 예를 들어, 해당 기지국에서 강한 간섭 채널을 가지는 빔에 대해서는 SWSC를 사용한 복호를 수행할 것을 지시하는 정보 등을 포함할 수 있다.
이후, 226a단계 내지 226b단계에서 상기 기지국1(202) 및 기지국2(200)은 각각 상기한 바와 같이 결정된, 간섭 양극화를 위한 빔 설계 및 전력 제어가 적용된 데이터를 상기 단말(204)에게 전송한다. 그러면, 230단계에서 단말(204)은 데이터 및 신호들을 수신하여 복원한다. 도 2a의 실시 예에서 본 개시의 실시 예에 따라 동작하는 216 단계 내지 226b단계는 이하 후술되는 설명을 통해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2b는 본 개시의 실시 예에 따라 간섭 양극화가 적용된 신호를 수신한 단말의 일 예이다.
도 2b를 참조하면, 단말(204)은 강한 간섭 채널 특성이 적용된 빔에 대응하는 안테나1(240) 및 약한 간섭 채널 특성이 적용된 빔에 대응하는 안테나2(242) 각각을 통해서 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 단말(204)은 해당 신호의 특성에 상응하게 복원 동작을 수행한다. 구체적으로, 단말(204)은 안테나1(240)을 통해서 상대적으로 낮은 신호 세기를 갖는 데이터와, 상대적으로 높은 신호 세기를 갖는 간섭 신호를 수신하게 됨에 따라 강한 간섭 신호를 복호화하게 된다. 그리고, 상기 단말(204)은 안테나2(242)를 통해서 상대적으로 높은 신호 세기를 갖는 데이터와 상대적으로 낮은 신호 세기를 갖는 간섭 신호를 수신함에 따라 약한 간섭 신호를 복호화하게 된다. 본 개시의 실시 예에 따른 단말 동작 역시 하기에서 보다 상세히 후술하기로 한다.
도 3a는 본 개시의 실시 예에 따른 디지털 빔 형성을 통한 안테나 병렬화를 수행한 후 수신측의 간섭 특성을 양극화시킨 예를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 일 예로, 단말1(304) 및 단말2(306)가 2개의 기지국 즉, 기지국1(300) 및 기지국2(302)의 서비스 커버리지에서 송신되는 신호들을 수신할 수 있는 위치에 존재하는 경우를 가정하자. 본 개시의 실시 에에 따라 기지국1(300) 및 기지국2(302), 그리고 단말 1(304) 및 단말2(306)는 SVD(singular value decomposition) 또는 ZF(zero-forcing)과 같은 빔 형성 기법을 사용하여 안테나들을 병렬화한다. 이때, 기지국과 단말간에 병렬화된 채널은 도 3에 도시한 바와 같이 하나의 송신 안테나에 하나의 수신 안테나가 연결된 형태로 차원이 분리될 수 있다. 여기서는 각 기지국 및 단말이 2개의 안테나 차원으로 병렬화된 채널 구조를 갖는 경우를 가정하자. 그리고, 기지국은 간섭 양극화를 위해서 분리된 안테나 차원들 각각에 대하여 송신 전력을 조절한다. 구체적으로, 기지국은 하나의 안테나 차원에 대해 자신이 전송하고자 하는 데이터의 신호 대비 간섭 신호의 크기가 강해지도록 송신 전력을 미리 결정된 임계값 미만으로 낮춘다. 그리고, 기지국은 나머지 하나의 안테나 차원에 대해 데이터 대비 간섭 신호의 크기가 약해지도록 송신 전력을 높이게 된다. 이후, 기지국은 본 개시의 실시 예에 따라 간섭 신호의 크기가 강해진 안테나 차원에 대해서는 수신 신호에 대해 SWSC((sliding window superposition coding)를 사용하여 부/복호화를 수행하고, 간섭이 약해진 안테나 차원에 대해서는 수신 신호에 포함된 간섭을 노이즈(noise)로 무시하고 그대로 복호화할 수 있다.
예를 들어, 기지국 1(300)은 단말1(304)의 서빙 기지국이고, 기지국2(302)가 단말2(306)의 서빙 기지국인 경우를 가정하자. 그러면, 단말2(306)는 기지국1(300)이 송신한 신호들을 간섭 신호로 수신하게 된다. 마찬가지로, 단말1(304) 역시 상기 기지국2(302)로부터 송신된 신호들을 간섭 신호로 수신하게 된다. 예를 들어, 상기 기지국1(300)은 자신의 채널 정보 및 기지국2(302)의 간섭 채널 정보를 인지하고 있고, 상기 기지국2(302)는 자신의 채널 정보만을 인지하고 있는 경우를 가정하자. 그리고, 단말1(304) 및 단말2(306) 각각의 안테나 차원1이 간섭이 강해지도록 설계된 경우를 가정하면, 상기 안테나 차원1을 통해서 수신된 신호들에 대해서는 SWSC를 사용하여 복호화한다. 도 3b는 도 3a의 기지국1의 부호화 방법 및 전송을 나타내는 도면이다.
도 3b를 참조하면, 기지국1은 간섭이 강해지도록 설계된 안테나 차원1을 통해 수신한 신호를 SWSC를 사용하여 부호화한다. 구체적으로, 기지국 1은 SWSC의 기본 동작에 따라 superposition coding의 구름 중심인 U[1]을 인코딩하고, 인코딩된 메시지를 중심으로 하여 현재 시점 t에서 기지국 1에서 전송할 메시지를 X1 [1]으로 부호화한다. 이때, 기존 superposition coding과는 다르게 이전 시간(주파수)의 메시지 U[1](t-1)을 기반으로 부호화한 X1 [1](t)을 안테나 차원1을 통하여 전송한다. 그리고, 기지국1은 간섭이 약해지도록 설계된 안테나 차원2로 전송할 현재 시점의 메시지를 터보 코드(turbo code), LDPC(Low-density parity check codes) 등을 사용하는 인코더를 통해 부호화한 X1 [2](t)을 전송한다.
도 3c는 도 3a의 기지국 2의 부호화 방법 및 전송을 나타내는 도면이다.
도 3c를 참조하면, 기지국 2는 SWSC를 수행하지 않으므로, 안테나 차원 1을 통해서 전송할 현재의 메시지를 인코더를 통해 X2 [1](t)으로 부호화하여 전송하고, 안테나 차원 2을 통해서 전송할 현재의 메시지를 인코더를 통해 X2 [2](t)으로 부호화하여 전송한다.
도 4a는 도 3a의 단말 1의 수신 및 복원 방법을 나타내는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 단말 1(304)의 안테나 차원 1은 간섭이 강한 특성을 가지므로 SWSC를 사용하여 부호화된 메시지가 수신된다. 본 개시의 실시 예에 따라 단말 1(304)의 안테나 차원 1은 강한 간섭 채널 특성을 가지는 안테나 차원으로 수신된 신호를 먼저 복원한다. 이에 따라, 상기 단말 1(304)은 상기 안테나 차원1을 통해서 수신한 신호 블록 중 먼저, 이전 시간(주파수)의 메시지 U[1](t-1)을 복원하고, 안테나 차원 2를 통해서 기지국 2가 전송한 현재 시점의 간섭 신호 X2 [2](t)를 복원한다. 이어서, 상기 단말1(304)은 현재 시점의 안테나 차원1의 메시지 X1 [1](t)를 복원한다.
다음으로, 약한 간섭 채널 특성을 가지는 단말 1(304)의 안테나 차원2에서 수신한 현재 시점의 메시지에 대해, 단말1(304)의 안테나 차원1에서 복원한 현재 시점의 간섭 신호 X2 [2](t)를 이용하여 상기 안테나 차원2로 수신된 간섭을 제거하고, 상기 안테나 차원 1에서 복원한 X2 [1](t)을 잡음 처리하여, 안테나 차원2를 통해서 수신된 현재 시점의 메시지 X1 [2](t)를 복원한다.
도 4b는 도 3a의 단말 2의 수신 및 복원 방법을 나타내는 도면이다.
도 4b를 참조하면, 단말 2(306) 역시, 강한 간섭 채널 특성을 가지는 안테나 차원1의 수신 신호를 먼저 복원한다. 먼저, 상기 기지국1의 안테나 차원 1 및 2 각각으로부터 송신된 이전 시간(주파수)의 간섭 신호 X1 [1](t-1)와 X1 [2](t-1)를 복원한다. 그리고, 상기 단말2에서 이전 시간(주파수)의 안테나 차원1의 메시지 X2 [1](t-1)를 복원한다.
다음으로, 약한 간섭 채널 특성을 가지는 단말2(306)의 안테나 차원2의 수신 신호를 복원한다. 먼저, 단말2(306)의 안테나 차원1에서 복원한 이전 시간(주파수)의 간섭 신호 X1 [1](t-1)과 X1 [2](t-1)를 이용하여 단말2(306)의 안테나 차원2로 수신된 간섭을 제거한다. 그리고 단말2(306)은 간섭이 제거된 안테나 차원2의 신호에서 이전 시간(주파수)의 안테나 차원2의 메시지 X2 [2](t-1)를 복원한다.
이하, 본 개시의 다른 실시 예에서는, 수신측의 수신 영역에 대해 수신 가능한 간섭 신호들이 정렬되는 차원(이하,‘간섭 정렬 차원’이라 칭함)과, 상기 수신 영역에서 상기 간섭 정렬 차원을 제외한 나머지 차원들로 분류한다. 그리고, 나머지 차원들은 수신측의 인접 기지국들로부터 상기 간섭 정렬 차원으로 전송되는 신호 세기와 반대의 신호 세기를 갖는 간섭 신호들이 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 나머지 차원들은 상대적으로 강한 간섭 신호가 수신되는 영역과, 상대적으로 약한 간섭으로 수신되는 영역을 포함할 수 있다. 이에 따라 본 개시의 다른 실시 예에서는 상기한 바와 같이 분류된 차원들에 매핑되도록 송수신측의 안테나 차원에 대응하는 빔들을 설계하고, 설계된 빔들에서의 송신 전력을 제어하는 방안을 제안한다.
도 5a는 본 개시의 다른 실시 예에 따라 단말의 간섭을 제어하는 전체 동작 흐름도의 일 예이다. 설명의 편의상, 도 5a의 실시 예에서는, 단말(504)이 서빙 기지국인 기지국 2(500) 외에 하나의 인접 기지국인 기지국1(502)로부터 간섭 신호를 수신하는 상황을 가정하자. 설명의 편의상, 도 5a의 실시 예에서는 단말(504)이 하나의 인접 기지국의 영향을 받는 경우를 설명하였으나, 본 개시의 실시 예는 2개 이상의 인접 기지국이 존재하거나, 2개 이상의 인접 기지국에 대해 다수의 단말들이 간섭 영향을 받는 통신 환경으로의 적용이 가능하다. 그리고, 여기서 인접 기지국 및 서빙 기지국 각각에 대응하는 기지국 1(502) 및 기지국 2(500)는 모두 다수의 안테나들을 구비한 경우를 가정하자.
도 5a를 참조하면, 506단계에서 기지국 2(500) 및 기지국 1(502)은 파일럿 신호를 송신한다. 508 단계에서 상기 단말(504)은 상기 기지국1(502)과의 간섭 채널을 추정하고, 상기 기지국2(500)와의 채널을 추정한다. 그리고, 512a단계에서 상기 단말(504)은 상기 기지국1(502)에게 추정한 간섭 채널 정보를 피드백하고, 512b단계에서 상기 기지국2(500)에게 상기 기지국2(504)의 채널 정보 및 상기 간섭 채널 정보를 함께 피드백한다. 실시 예에 따라, 상기 단말(504)은 각 기지국에 대해 추정한 채널 정보만을 피드백하고, 인접 기지국들이 서빙 기지국에게 자신의 채널 정보를 피드백할 수도 있다. 즉, 상기 기지국1(502)가 상기 단말(504)로부터 수신한 간섭 채널 정보를 상기 기지국2(500)에게 전달할 수도 있다.
그리고, 514단계에서 상기 단말(504)은 본 개시의 실시 예에 따라 생성한 선호도 정보를 상기 기지국2(500)에게 전송한다. 실시 예에 따라 상기 단말(504)은 각 기지국 별로 해당 기지국의 선호도 정보를 전송하되, 서빙 기지국에게는 인접 기지국들의 선호도 정보를 함께 전달할 수 도 있다. 상기 선호도 정보는 도 5b를 참조하여 후술되는 설명을 통해서 상세히 설명하기로 한다. 도 5a의 실시 예에서는 설명의 편의상, 단말이 하나인 경우를 도시하고 있으나, 각 기지국의 서비스 커버리지에는 다수의 단말들이 존재할 수 있으며, 이 경우, 해당 기지국은 해당 단말들 각각의 선호도 정보를 수신할 수 있다. 516단계에서 상기 기지국2(500)는 상기 단말(504)로부터 피드백받은 채널 정보들 및 선호도 정보를 이용하여 상기 단말(504)의 수신 영역을 간섭 정렬 차원 및 상대적으로 강하거나 약한 간섭이 수신되는 차원으로 양극화하는 빔 설계 및 전력 제어를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 결정된 빔 설계 및 전력 제어에 대한 결과를 상기 기지국1(502)에게 전달한다.
그러면, 518단계에서 기지국1(500) 및 기지국2(502) 각각은 자신이 수신한 단말들의 채널 정보 피드백 및 상기 결과를 이용하여, 상기 단말(504)의 간섭 정렬 차원 및 상대적으로 강하거나 약한 간섭이 수신되는 차원에 대응하는 채널을 형성하는 안테나들을 병렬화하고, 병렬화된 채널에 대한 빔 설계 동작을 수행한다. 그리고, 520단계에서 상기 기지국1(500) 및 상기 기지국2(502) 각각은 상기 결과를 통해서 설계된 빔 설계에 적용되는 전력 제어를 수행한다. 이 경우, 높은 간섭이 수신되는 차원에 대응하는 안테나 차원들의 송신 전력을 낮추고, 낮은 간섭이 수신되는 차원에 대응하는 안테나 차원의 송신 전력을 높일 수 있다. 이때, 송신 전력의 세기는 단말을 통하여 전달받은 선호도 피드백을 바탕으로 하고, 선호도 피드백에 대한 전력 세기의 결정은 후술되는 설명을 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
이후, 522단계에서 상기 기지국1(500) 및 상기 기지국2(502) 각각은 상기 단말(504)에 대해 앞서 결정한 빔 설계 및 전력 제어를 적용한 신호를 부호화한다. 그리고, 524a,b단계에서 상기 기지국1(500) 및 상기 기지국2(502) 각각은 단말(504)에게 상기한 바와 같이 결정된 빔 설계 정보 및 복원 정보 등을 전송한다. 각 안테나 차원 별 복원 정보 역시 하기에서 상세히 설명하기로 한다. 그리고, 526a,b단계에서 상기 기지국1(500) 및 상기 기지국2(502) 각각은 상기 빔 설계 및 전력 제어가 적용된 신호를 전송한다.
이후, 528단계에서 상기 단말(504)는 상기 기지국1(500) 및 기지국2(502) 각각으로부터 수신한 데이터 및 신호들에 대해 상기 빔 설계 정보 및 복원 정보 등을 기반으로 복호한다.
도 5b는 도 5a의 528단계에서 단말이 데이터를 수신한 경우의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b를 참조하면, 일 예로, 단말(504)은 본 개시의 실시 예에 따라 서빙 기지국으로부터 수신한 빔 설계 정보에 상응하게 분류된 총 3개의 안테나 차원들(530, 540, 550) 각각을 통해서 신호를 수신할 수 있다. 상기 단말(504)은 강한 간섭 채널 특성이 적용된 안테나 차원 1(530)을 통해서 데이터와 함께 상대적으로 높은 신호 세기를 갖는 간섭 신호를 수신하고, 이에 비해 상대적으로 낮은 신호 세기를 갖는 데이터를 수신하여, 상기 강한 간섭 신호를 복호화한다.
그리고, 상기 단말(504)은 약한 간섭 채널 특성이 적용된 안테나 차원 2(540)를 통해서 상대적으로 낮은 신호 세기를 갖는 간섭 신호를 수신하고, 반면, 상대적으로 높은 신호 세기를 갖는 데이터를 수신하여, 약한 간섭 신호를 무시하고 복호화한다.
마지막으로, 상기 단말(504)은 정렬된 간섭 차원에 대응하는 안테나 차원 3(550)를 통해서 수신되는 데이터와 간섭 신호의 세기 간의 차이가 구분되지 않거나 2개 이상의 간섭 신호가 수신될 경우, 상기 안테나 차원3(550)을 통해서 수신되는 신호들은 잡음으로 간주하여 무시한다.
도 6a는 본 개시의 다른 실시 예에 따라 단말이 선호도 정보를 구성하는 구체적인 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 3명의 사용자들 각각에 대응하는 단말이 자신의 서빙 기지국 외에 2개의 인접 기지국들로부터 간섭 영향을 받는 경우를 가정하자.
도 6a를 참조하면, 단말1은 기지국1을 통해서 서빙되고, 기지국 2 및 3으로부터 간섭 영향을 받는 상황을 가정하자. 이 경우, 단말1은 기지국1로부터 전송되는 데이터를 수신함과 동시에 나머지 기지국2 및 3으로부터 전송되는 간섭 신호 역시 수신할 수 있다. 일 예로, 도 6a에서는 단말 1이 안테나 차원 1 및 3 각각을 통해서 기지국 2 및 3 각각으로부터 전송된 하나의 간섭 신호를 수신하는 반면, 안테나 차원2(600)를 통해서는 기지국 2 및 3으로부터 전송된 간섭 신호들을 수신하는 경우를 도시하고 있다. 단말 2 역시 안테나 차원 1 및 3 각각을 통해서는 기지국 1 및 기지국 3 각각으로부터 전송된 하나의 간섭 신호를 수신하고, 안테나 차원 2(610)를 통해서 상기 기지국 1 및 3으로부터 전송된 간섭 신호가 수신되는 경우를 나타내고 있다. 단말 3은 안테나 차원 1 및 3 각각을 통해서 상기 기지국 1 및 2 각각에서 전송된 간섭 신호가 수신되고, 안테나 차원 3(620)을 통해서 상기 기지국 1 및 2로부터 전송된 신호가 수신되는 경우를 나타내고 있다.
그러면, 단말 1 내지 3 각각은 자신의 안테나 차원을 통해서 수신되는 간섭 신호의 크기를 미리 결정된 크기 별로 분류한다. 구체적으로, 상기 단말 1 내지 3 각각은 수신된 파일럿 신호를 통해 빔형성 이전의 간섭 신호의 크기를 측정 가능하고, 시간 분할 변조(TDM: Time Division Multiplexer) 방식을 사용하여 획득할 수 있는 채널 용량과 일치되는 지점을 기준으로 간섭 신호의 크기를 “약함”과 “보통”으로 구분하고, 간섭 신호의 크기가 자신의 채널을 통해서 수신되는 데이터 신호의 크기와 같아지는 지점을 기준으로 간섭의 크기를 “보통”과 “강함”으로 구분한다. 예를 들어, 본 개시의 실시 예에 따른 단말 1 내지 3 각각은 간섭 신호와 데이터 신호의 비를 나타내는 지표로서
Figure 112015077882215-pat00001
)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 1 내지 3 각각은 해당 안테나 차원을 통해서 수신한 간섭 신호의 크기가
Figure 112015077882215-pat00002
범위에 포함될 경우, 상기 안테나 차원의 간섭 신호의 크기를 “약함”으로 결정할 수 있다. 또는, 상기 안테나 차원의 간섭 신호의 크기가
Figure 112015077882215-pat00003
범위에 포함될 경우, “보통”으로 결정하고, 만약, 상기 안테나 차원의 간섭 신호의 크기가
Figure 112015077882215-pat00004
범위에 포함될 경우, “강함”으로 결정할 수 있다.
그리고, 상기 단말 1 내지 3 각각은 해당 안테나 차원에 대한 간섭 신호의 크기가 결정되면, 각 안테나 차원 별로 매핑된 간섭 신호들의 크기를 기반으로 해당 기지국의 송신 전력을 결정할 수 있다. 본 개시의 실시 예에서는, 예를 들어, 도 6a에 도시한 바와 같이 각 단말이 해당 안테나 차원에 대한 기지국의 송신 전력을 미리 결정된 송신 전력 임계값보다 같거나 높은 송신 전력으로 전송할 것을 지시하는 위쪽 방향 화살표와, 상기 송신 전력 임계값보다 작은 송신 전력으로 전송할 것을 지시하는 아래쪽 방향 화살표로 표기하는 경우를 가정하자. 결과적으로, 해당 단말이 각 안테나 차원에서 수신한 간섭 신호 각각에 대해 위쪽 방향 화살표 및 아래쪽 방향 화살표로 가능한 모든 경우의 수를 참조 번호 630에서와 같이 나타낼 수 있다.
각 단말 별로 안테나 차원의 간섭 신호의 수신 결과를 기반으로, 해당 안테나 차원에서 위쪽 방향 화살표가 1개로 표기되거나, 위쪽 방향 화살표와 아래쪽 방향 화살표가 동시에 표기될 경우, 상대적으로 간섭 신호가 큰 영역(이하, ‘간섭 높은 영역’이라 칭함)으로 분류된다. 간섭 높은 영역에서는 기존의 SWSC(sliding window superposition coding) 또는 조인트 디코딩을 수행하여 데이터를 복호하는 방안을 적용해야 한다.
그리고, 아래쪽 방향 화살표가 1개만 표기되는 경우, 해당 안테나 차원에서의 간섭 신호의 세기가 매우 약하므로, 잡음으로 해당 간섭을 처리할 수 있다. 마지막으로, 위쪽 방향 화살표가 2개로 표기될 경우, 데이터와 간섭 신호의 구분이 가지 않으므로, 해당 영역의 신호는 무시할 수 있다.
도 6b는 본 개시의 실시 예에 따라 단말이 구성할 수 있는 선호도 정보의 구체적인 예를 나타낸 도면이다.
도 6b에서 w은 간섭의 크기가 “약함(weak)”인 경우를 나타내고, m은 간섭의 크기가 “보통(medium)”인 경우를 나타내고, s는 간섭의 크기가 “강함(strong)”인 경우을 나타낸다. 상기 단말이 수신한 파일럿 신호를 통한 간섭의 크기가 (w,w), (w,m), (m,w), (m,m), (m,s), (s,m)을 나타내는 경우 단말의 선호도는 위쪽 방향 화살표 두 개로 매핑된다. 마찬가지로 (s,w)는 위쪽 방향 화살표 1개와 아래쪽 방향 화살표 1개로 매핑되며, (w,s)는 아래쪽 방향 화살표 1개와 위쪽 방향 화살표 1개로 매핑되며, (s,s)는 아래쪽 방향 화살표 2개로 매핑된다.
예를 들어, 본 개시의 실시 예에 따른 간섭 양극화 선호도 정보는 2비트로 표기되어 ‘1’은 위쪽 방향 화살표에 대응하는 값을 나타내고 ‘0’은 아래쪽 방향 화살표에 대응하는 값으로 나타낼 수 있다. 상기 간섭 양극화 선호도 정보는 각 안테나 차원의 지시자에 매핑하여 전송되거나, 간섭 신호 세기 외에 안테나 차원을 지시하는 비트를 포함하는 형태로 구성될 수도 있다.
상기한 바와 같이 구성된 단말 별 선호도 정보를 수신한 기지국은 본 개시의 다른 실시 예에 따라 해당 단말의 안테나 차원들 중 간섭 정렬 차원에서 해당 선호도 정보가 지시하는 간섭 신호 세기의 간섭 신호가 수신되도록 빔 및 송신 전력의 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 나머지 안테나 차원에서 상기 선호도 정보가 지시하는 간섭 신호 세기의 반대 크기의 신호로 간섭 신호가 수신되도록 빔을 설계 및 적용할 송신 전력의 크기를 결정할 수 있다.
도 6c는 일반적으로 간섭을 정렬하는 기술로 본 개시의 실시 예에서 제안하는 기술과의 비교를 위한 도면이다.
도 6c를 참조하면, 기지국 1은 단말1이 안테나 차원 1 및 2(602)를 통해서 기지국 1의 데이터만을 수신하고, 안테나 차원 3을 통해서 기지국 2 및 3의 간섭 신호들을 수신하도록 빔 설계 및 전력 제어를 수행할 수 있다. 그리고, 기지국 2는 단말2가 안테나 차원 1을 통해서만 기지국 2의 데이터를 수신하고, 나머지 안테나 차원 2 및 3을 통해서 기지국 1 및 3의 간섭 신호들을 수신하도록 빔 설계 및 전력 제어를 수행할 수 있다. 마지막으로, 기지국 3은 단말 3이 안테나 차원 1을 통해서 기지국 3의 데이터를 수신하고, 안테나 차원 2 및 3을 통해서 기지국 1 및 2의 간섭 신호들을 수신하도록 제어할 수 있다.
이와 비교하여, 본 개시의 실시 예에 따라 제안하는 기술에서는 모든 차원들로 데이터가 수신되며 해당 차원에서 수신되는 간섭의 특성만을 조정한다. 도 6a를 참조하면, 기지국 1은 차원(600)을 간섭정렬을 위한 차원으로 사용하고, 나머지 차원들 각각을 통해서 다른 채널을 통한 개별 간섭을 수신한다. 이때, 각 차원은 본 개시의 실시 예에 따른 양극화에 의해 참조 번호 630에 나타낸 8가지 간섭 특성 중 하나의 특성을 갖게 된다.
<표 1>은 본 개시의 실시 예에 따라 수신측의 수신 가능 영역을 간섭이 정렬된 차원 및 간섭이 높은/낮은 차원으로 양극화하기 위한 빔 설계 과정을 수식으로 나타낸 표이다.
Figure 112015077882215-pat00005
<표 1>을 참조하면, A, B 및 C는 각각 설명의 편의상, 도 6a와 같이 구성되는 통신 시스템에서 각각 단말 1, 2, 3의 간섭 정렬을 위한 안테나 차원들을 나타낸다.
먼저, 단말 2의 서빙 기지국 즉, 기지국 2는, 일 예로, 기지국 1로부터 단말 2로의 전송 공간 일부와 기지국 3으로부터 단말 2로의 전송 공간 일부가 동일 공간인 상기 서브 영역 A로 스팬(span) 가능하도록 기지국 1의 빔 V1 및 기지국 3의 빔 V3을 설계한다. 이에 따라, 기지국1에서 단말 2로의 채널 H21과 기지국1의 안테나 차원2의 빔 V12이 형성하는 차원, 그리고 기지국3에서 단말2로의 채널 H23과 기지국 3의 안테나 차원1의 빔 V31이 형성하는 차원이 서브 영역 A로 구성될 수 있다.
다음으로, 사용자 3의 서빙 기지국 즉, 기지국 3은, 일 예로, 기지국 1로부터 단말 3으로의 전송 공간 일부가 기지국 2로부터 단말 3으로의 전송 공간 일부와 동일 공간인 상기 서브 영역 B로 스팬 가능하도록 기지국 1의 빔 V1 및 기지국 2의 빔 V2를 설계한다. 이에 따라, 기지국1에서 단말 3으로의 채널 H31과 기지국1의 안테나 차원2의 빔 V12이 형성하는 차원, 그리고 기지국2에서 단말3으로의 채널 H32과 기지국 2의 안테나 차원2의 빔 V22가 형성하는 차원이 서브 영역 B로 구성될 수 있다.
마지막으로, 단말 1의 서빙 기지국 즉, 기지국 1은, 일 예로, 기지국 2로부터 단말 1로의 전송 공간 일부와 기지국 3으로부터 단말 1로의 전송 공간 일부가 동일 공간인 상기 서브 영역 C로 스팬(span) 가능하도록 기지국 1의 빔 V2 및 기지국 3의 빔 V3을 설계한다. 이에 따라, 기지국2에서 단말 1로의 채널 H12와 기지국2의 안테나 차원2의 빔 V22이 형성하는 차원, 그리고 기지국3에서 단말 1로의 채널 H31과 기지국 3의 안테나 차원1의 빔 V31이 형성하는 차원이 서브 영역 C로 구성될 수 있다.
그리고, 각 기지국의 나머지 차원들을 통하여 전송된 데이터는 각 단말의 간섭 정렬을 위한 서브 영역 A, B, C를 제외한 나머지 영역들로 각각 수신되며, 위에서 기술한 방법과 같이 각 단말들은 복원 동작을 진행한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따라 각 단말의 수신 영역 중 일부 영역에만 간섭 신호들이 정렬되도록 빔 설계가 가능하다. 그리고, 실시 예에 따라 각 단말의 수신 영역 중 간섭 신호들이 정렬되는 영역과 그 외의 영역들을 설정하는 비율을 통해서 자유로운 빔 공간의 활용이 가능하고, 기존 간섭 정렬 방식에 비해 유연한 빔 설계가 가능한 효과가 있다.
상기 <표 1>에서의 빔 설계 과정을 통해서 획득한 빔은 하기 <표 2>와 같이 나타내어질 수 있다.
Figure 112015077882215-pat00006
<표 2>에서 Hab는 기지국 b에서 사용자 a로의 채널을 나타내며, Vab는 기지국 a의 안테나 차원 b의 빔을 나타낸다. 각각의 빔은 채널의 역함수를 통하여 설계되며, 특히 V22는 span(V22)=span(TV22)의 조건을 만족하기 위하여 T의 고유벡터를 통하여 설계된다. V22의 요소 ei는 T의 i번째 고유벡터를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성도의 일 예이다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 단말(700)은 제어부(702)와, 송수신부(704), 복호부(706) 및 선호도 생성부(706)로 구성된다. 이러한 단말(700)의 구성은 일 예로서 도시한 것일 뿐, 실시 예와, 사업자의 의도에 따라 상기 단말의 구성들은 서브 유닛으로 세분화되거나 하나의 유닛으로 통합될 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따라 제어부(702)는 송수신부(704)가 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 수신한 파일럿 신호를 기반으로 채널을 추정한다. 그리고, 생성한 채널 정보를 각 기지국에게 피드백하도록 제어한다. 그리고, 상기 제어부(704)는 상기 파일럿 신호들을 이용하여 선호도 생성부(706)가 각 기지국에 대한 간섭 신호의 선호도 정보를 생성하도록 제어한다. 상기 선호도 생성부(706)는 상기 송수신부(704)를 통해서 수신한 파일럿 신호들에 대해 빔 형성 이전의 간섭의 크기를 측정하고, TDM 방식을 사용하여 얻을 수 있는 채널 용량과 일치되는 지점과, 간섭 채널의 크기가 자신의 채널의 크기와 같아지는 지점을 기준으로 간섭의 크기를 “약함”, “보통” 및, “강함”으로 구분하고, 구분된 간섭 신호의 세기를 도 6a와 같이 나열하고, 도 6b에서와 같이 각 안테나 차원 별로 선호하는 간섭 신호의 세기에 대한 정보를 선호도 정보로 매핑한다. 그리고, 상기 송수신부(704)를 통해서 각 기지국에게 해당 선호도 정보를 전송한다.
이후, 상기 송수신부(704)를 통해서 상기 선호도 정보를 기반으로 결정된 상기 단말(700)의 수신 영역에 대한 간섭 양극화 복원 관련 정보가 수신되면, 상기 제어부(702)는 상기 간섭 양극화 복원 관련 정보를 이용하여 수신되는 신호들을 복호화한다. 여기서, 상기 간섭 양극화 복원 정보는 앞서 설명한 도 5의 516단계 내지 520단계를 통해서, 도 6c에 도시한 바와 같이 서빙 기지국 및 인접 기지국들 각각에 대해 수신되는 신호들을 간섭 정렬 차원 및 약한 간섭이 수신되는 차원 및 강한 간섭이 수신되는 차원을 통해서 수신되도록 설정한 빔 정보 및 송신 전력 정보 등을 포함한다.
도 8은 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도의 일 예이다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 기지국(800)은 제어부(802)와, 송수신부(804), 빔설계부(806), 전력 할당부(808) 및 부호부(810)로 구성된다. 이러한 기지국(800)의 구성은 일 예로서 도시한 것일 뿐, 실시 예와, 사업자의 의도에 따라 상기 기지국의 구성들은 서브 유닛으로 세분화되거나 하나의 유닛으로 통합될 수 있다.
상기 송수신부(804)는 적어도 하나의 단말로부터 수신한 기지국 별 채널 정보 및 선호도 정보를 수신한다. 그러면, 상기 제어부(802)는 상기 빔 설계부(806)가 상기 선호도 정보 및 채널 정보를 이용하여, 해당 단말이 수신되는 신호의 차원을 간섭 정렬 차원과 약한 간섭이 수신되는 차원 및 강한 간섭이 수신되는 차원으로 분리하여 해당 신호를 수신할 수 있도록 각 기지국의 빔을 구성하도록 제어한다. 그리고, 전력 할당부(808)는 상기 제어부(802)의 지시에 따라 해당 단말의 차원 별로 신호를 전송하는 빔의 송신 전력을 제어한다. 그리고, 상기 제어부(808)는 상기 부호부(810)를 통해서 상기한 바와 같이 구성된 빔과 송신 전력을 적용한 신호를 부호화하도록 제어하고, 상기 송수신부(804)를 통해서 부호화된 신호가 단말에게 전송되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(802)는 본 개시의 실시 예에 따라 설계된 빔 관련 정보 및 해당 빔에 대한 전력 제어 정보와 복호 관련 정보를 상기 송수신부(804)를 통해서 단말에게 전달되도록 제어한다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    서빙 기지국으로부터의 데이터 신호에 대한 신호 세기와 인접 기지국으로부터의 간섭 신호에 대한 신호 세기 간의 비율을 제1 랭크 또는 제2 랭크로 분류하는 과정,
    상기 비율이 상기 간섭 신호에 대한 신호 세기가 상기 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 큼을 나타내는 상기 제1 랭크로 분류되는 경우, 상기 비율을 상기 인접 기지국에서 기 결정된 임계 값보다 작은 전송 전력을 사용하기 위한 제1 지시에 매핑하는 과정,
    상기 비율이 상기 간섭 신호에 대한 신호 세기가 상기 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 작음을 나타내는 상기 제2 랭크로 분류되는 경우, 상기 비율을 상기 인접 기지국에서 기 결정된 임계 값보다 큰 전송 전력을 사용하기 위한 제2 지시에 매핑하는 과정,
    상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 포함하는 선호도 정보를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 선호도 정보를 상기 서빙 기지국에게 전송하는 과정과, 및
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 결정된, 상기 서빙 기지국 및 상기 인접 기지국의 빔들에 관련된 정보를 수신하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인접 기지국으로부터 상기 다중 안테나의 제1 안테나 차원을 통해 제1 간섭 신호를 수신하는 과정,
    상기 인접 기지국으로부터 상기 다중 안테나의 제2 안테나 차원을 통해 제2 간섭 신호를 수신하는 과정,
    상기 인접 기지국으로부터 상기 제2 안테나 차원을 통해 데이터 신호를 수신하는 과정, 및
    상기 데이터 신호로부터 상기 제1 간섭 신호 또는 상기 제2 간섭 신호 중 적어도 하나를 기반으로 메시지를 획득하는 과정을 더 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 빔들 중 일 부분은 상기 제1 안테나 차원에 상응하고, 상기 빔들 중 또 다른 부분은 상기 제2 안테나 차원에 상응하고, 상기 빔들의 전송 전력들은 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 결정되는 방법.
  4. 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 서빙 기지국이 단말의 간섭을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 단말로부터 제1 지시 또는 제2 지시를 포함하는 선호도 정보를 수신하는 과정,
    상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 상기 서빙 기지국의 빔들을 구성하는 과정, 및
    상기 구성된 빔들에 관련된 정보를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함하고,
    상기 선호도 정보가 상기 제1 지시를 포함하는 경우, 상기 제1 지시는 인접 기지국에서 기 결정된 전력 임계값보다 작은 전송 전력을 사용하기 위한 지시이고,
    상기 선호도 정보가 상기 제2 지시를 포함하는 경우, 상기 제2 지시는 인접 기지국에서 기 결정된 전력 임계값보다 큰 전송 전력을 사용하기 위한 지시이고,
    상기 제1 지시는 간섭 신호에 대한 신호 세기가 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 큼을 나타내는 제1 랭크에 매핑되고, 및
    상기 제2 지시는 상기 간섭 신호에 대한 신호 세기가 상기 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 작음을 나타내는 제2 랭크에 매핑되는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서빙 기지국의 빔들은 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 상기 단말에 의하여 수신된 신호들의 차원들을 상기 다중 안테나의 제1 안테나 차원 및 제2 안테나 차원으로 구분하도록 구성되고,
    상기 구성된 빔들의 일 부분은 상기 제1 안테나 차원에 상응하고, 그리고
    상기 구성된 빔들의 또 다른 부분은 상기 제2 안테나 차원에 상응하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 구성된 빔들의 전송 전력들은 상기 제1 지시 또는 제2 지시를 기반으로 결정되는 방법.
  7. 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    서빙 기지국으로부터의 데이터 신호에 대한 신호 세기와 인접 기지국으로부터의 간섭 신호에 대한 신호 세기 간의 비율을 제1 랭크 또는 제2 랭크로 분류하고, 상기 비율이 상기 간섭 신호에 대한 신호 세기가 상기 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 큼을 나타내는 상기 제1 랭크로 분류되는 경우, 상기 비율을 상기 인접 기지국에서 기 결정된 임계 값보다 작은 전송 전력을 사용하기 위한 제1 지시에 매핑하고, 상기 비율이 상기 간섭 신호에 대한 신호 세기가 상기 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 작음을 나타내는 상기 제2 랭크로 분류되는 경우, 상기 비율을 상기 인접 기지국에서 기 결정된 임계 값보다 큰 전송 전력을 사용하기 위한 제2 지시에 매핑하고, 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 포함하는 선호도 정보를 생성하고, 상기 생성된 선호도 정보를 상기 서빙 기지국에게 전송하고, 및 상기 서빙 기지국으로부터 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 결정된, 상기 서빙 기지국 및 상기 인접 기지국의 빔들에 관련된 정보를 수신하는 단말.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 인접 기지국으로부터 상기 다중 안테나의 제1 안테나 차원을 통해 제1 간섭 신호를 수신하고, 상기 인접 기지국으로부터 상기 다중 안테나의 제2 안테나 차원을 통해 제2 간섭 신호를 수신하고, 상기 인접 기지국으로부터 상기 제2 안테나 차원을 통해 데이터 신호를 수신하고, 및 상기 데이터 신호로부터 상기 제1 간섭 신호 또는 상기 제2 간섭 신호 중 적어도 하나를 기반으로 메시지를 획득하는 단말.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 빔들 중 일 부분은 상기 제1 안테나 차원에 상응하고, 상기 빔들 중 또 다른 부분은 상기 제2 안테나 차원에 상응하고, 상기 빔들의 전송 전력들은 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 결정되는 단말.
  10. 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 단말의 간섭을 제어하는 서빙 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 단말로부터 제1 지시 또는 제2 지시를 포함하는 선호도 정보를 수신하고, 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 상기 서빙 기지국의 빔들을 구성하고, 상기 구성된 빔들에 관련된 정보를 상기 단말에게 전송하고,
    상기 선호도 정보가 상기 제1 지시를 포함하는 경우, 상기 제1 지시는 인접 기지국에서 기 결정된 전력 임계값보다 작은 전송 전력을 사용하기 위한 지시이고,
    상기 선호도 정보가 상기 제2 지시를 포함하는 경우, 상기 제2 지시는 인접 기지국에서 기 결정된 전력 임계값보다 큰 전송 전력을 사용하기 위한 지시이고,
    상기 제1 지시는 간섭 신호에 대한 신호 세기가 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 큼을 나타내는 제1 랭크에 매핑되고, 및
    상기 제2 지시는 상기 간섭 신호에 대한 신호 세기가 상기 데이터 신호에 대한 신호 세기보다 작음을 나타내는 제2 랭크에 매핑되는 서빙 기지국
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서빙 기지국의 빔들은 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 상기 단말에 의하여 수신된 신호들의 차원들을 상기 다중 안테나의 제1 안테나 차원 및 제2 안테나 차원으로 구분하도록 구성되고,
    상기 구성된 빔들의 일 부분은 상기 제1 안테나 차원에 상응하고, 그리고
    상기 구성된 빔들의 또 다른 부분은 상기 제2 안테나 차원에 상응하는 서빙 기지국.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구성된 빔들의 전송 전력들은 상기 제1 지시 또는 상기 제2 지시를 기반으로 결정되는 서빙 기지국.
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