KR20070091402A - 다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 위한 채널 상태 정보피드백 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

다중 사용자 환경에서 다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 패널 정보를 각 사용자의 채널 상태에 따라 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 수신되는 하향링크 신호를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기와, 상기 추정된 채널 값에서 고유값(Singular value)을 분할하고, 상기 고유값의 절대값 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬하는 SVD(Singular Value Decomposition) 연산기와, 상기 순차적으로 정렬된 고유값의 절대값 제곱을 이용하여 피드백하는 정보를 통해 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 피드백 판단기를 포함하여, 상관 채널환경에서 부분 피드백만으로 높은 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 다중 안테나 시스템의 전송률을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

채널 상관, 피드백 정보, 채널 용량, 스케줄링, 고유값(singular value)

Description

다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 위한 채널 상태 정보 피드백 장치 및 방법{CHANNEL STATE INFORMATION FEEDBACK APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING IN MIMO SYSTEMS}

도 1은 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템의 구조를 도시하는 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 고유값 기반 스케줄링을 위한 채널 정보를 선택하여 피드백하기 위한 절차를 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 고유값 기반 스케줄링을 위한 피드백하기 위한 채널 정보를 선택하기 위한 절차를 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성능 변화 그래프, 및

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성능 변화 그래프.

본 발명은 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output : 이하, MIMO라 칭함) 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서 스케줄링 을 수행하기 위한 각 사용자의 채널 정보의 피드백 여부를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 무선 이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서의 다양한 멀티미디어 서비스가 요구되고 있으며, 특히 전송 데이터의 대용량화 및 데이터 전송의 고속화가 진행되고 있다. 따라서, 한정된 무선 자원(Radio Resource)을 이용하여 최대 전송률(data rate)과, 최소 오류 비율(error rate) 등과 같은 고속의 신뢰도 높은 통신시스템을 구축하기 위한 연구가 진행되고 있다. 상기 고속의 신뢰도 높은 통신시스템을 구축하기 위하여 다중 안테나를 이용한 새로운 전송 기술이 필요하게 되었으며, 그 일 예로서 다중 안테나를 이용한 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템이 사용되고 있다.

상기 MIMO 시스템은 송/수신단 각각 다중 안테나를 사용하는 시스템으로, 각 안테나별로 서로 독립적인 채널을 이용하여 데이터 전송의 극대화와 채널의 페이딩 특성을 극복하는데 사용된다. 또한, 상기 MIMO 시스템은 단일 안테나를 사용하는 시스템에 비해 추가적인 주파수나 송신 전력 할당 없이도 채널 전송 용량을 안테나 수에 비례하여 증가시킬 수 있어 최근 활발한 연구가 진행되고 있다.

상기 MIMO 시스템은 송/수신 안테나 수의 곱에 해당하는 다이버시티(diversity) 이득을 통해 전송 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 동시에 다수의 신호 열을 전송하는 다중화(Multiplexing) 이득을 통해 전송률을 높일 수 있다. 또한, 상기 MIMO 시스템은 다중 사용자 환경으로 확장시킬 수 있다.

상기 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서는 채널의 변화에 따라서 채널에 의한 이득이 높은 사용자에게 데이터 전송의 기회를 부여함으로써 다중 사용자 다이버시티에 의한 이득을 얻을 수 있다. 상기 다중 사용자 다이버시티 이득은 종래의 MIMO 시스템에서 고려되는 안테나에 의한 다이버시티 이득보다 다이버시티 계수(order)가 높으므로 시스템의 전송률을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻기 위해서는 사용자들의 채널 이득을 반영하여 데이터 전송 기회를 부여하는 스케줄링을 수행한다.

상기 MIMO 시스템 기반의 스케줄링 기법은 BU(Best User selection)스케줄링 기법, BS(Best Substream selection) 스케줄링 기법, PF(Proportional Fair) 스케줄링 기법 및 고유값 기반 스케줄링 등이 있다. 여기서, 상기 BU 스케줄링 기법은 송신 안테나들의 평균적인 채널 이득이 가장 높은 사용자 한 명에게 모든 스트림(Stream)을 할당하고, 상기 BS 스케줄링 기법은 각각의 안테나마다 가장 채널 이득이 높은 사용자를 선택하여 스트림을 할당한다. 또한, 상기 PF 스케줄링 기법은 사용자들 간의 공평성(fairness)을 고려하여 안테나를 할당한다. 상기 고유값 기반 스케줄링은 각 사용자들의 가장 많은 채널 이득을 갖는 안테나에 해당하는 고유 벡터(singular vector)를 피드백 받아 상관이 가장 낮은 사용자들을 선택하는 스케줄링 기법이다.

상술한 상기 MIMO 시스템 기반의 스케줄링 기법들은 상관(correlation) 채널 환경에서 성능이 감소하는 문제가 있다. 즉, 상기 MIMO 시스템이 적용되는 실제 환경에서는 안테나 간의 상관이 존재한다. 따라서, 상기 MIMO 시스템의 병렬 채널 환경의 계수(rank)가 낮아지게 되므로 상기 스케줄링 기법들을 통해 얻을 수 있는 다이버시티 이득도 저하된다. 여기서, 상기 고유값 기반 스케줄링 기법은 각 안테나 간의 상관에 의한 성능 저하를 피하기 위해 상관이 가장 낮은 사용자들을 선택하여 스케줄링을 수행한다. 하지만, 상기 고유값 기반 스케줄링 기법은 상관이 가장 낮은 사용자들의 선택하여 스케줄링을 수행함으로 인해 다중 사용자 다이버시티의 성능을 최대로 이끌어내지 못하게 된다.

또한, 상기 MIMO 시스템은 안테나의 수가 늘어난 만큼 채널 정보의 피드백 양도 증가한다. 상기 증가되는 채널 정보들을 모두 피드백하게 되면 시스템의 자원 낭비가 심해지므로 상기 MIMO시스템은 일부의 정보만을 피드백하여 스케줄링을 수행한다. 이 경우, 상기 스케줄링 기법들은 일부의 채널 정보만을 사용하게 되므로 급격한 성능 저하가 발생한다. 따라서, 상기 MIMO 시스템에서 채널 정보의 부분적인 피드백만으로 높은 전송률을 얻을 수 있는 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 채널 정보를 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서 각 사용자의 채널 용량(Capacity)에 따라 채널 정보를 선택하여 피드백하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 사용자 환경에서 다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 패널 정보를 각 사용자의 채널 상태에 따라 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 장치는, 수신되는 하향링크 신호를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기와, 상기 추정된 채널 값에서 고유값(Singular value)을 분할하고, 상기 고유값의 절대값 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬하는 SVD(Singular Value Decomposition) 연산기와, 상기 순차적으로 정렬된 고유값의 절대값 제곱을 이용하여 피드백하는 정보를 통해 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 피드백 판단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 사용자 환경에서 다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 채널 정보를 각 사용자의 채널 상태에 따라 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 방법은, 하향링크 신호를 이용하여 추정한 채널 값을 SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 고유값(Singular value)과 고유벡터(Singular vector)를 분할하는 과정과, 상기 고유값의 절대값 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬하는 과정과, 상기 정렬된 고유값의 절대값 제곱을 이용하여 상기 피드백하는 채널 정보에 따라 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명의 다중 사용자(Multi-User) 환경의 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output : 이하, MIMO라 칭함) 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 채널 정보를 채널 용량(Capacity)에 따라 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 기술에 대해 설명한다. 여기서, 상기 채널 용량은 상기 선택적으로 피드백되는 채널 정보에 의해 전송받을 수 있는 채널 용량을 의미한다.

이하 설명에서 스케줄링 기법은, BU(Best User selection)스케줄링 기법, BS(Best Substream selection) 스케줄링 기법, PF(Proportional Fair) 스케줄링 기법 및 고유값 기반(Eigen based) 스케줄링 등을 포함한다. 또한, 이하 설명에서는 상기 고유값 기반 스케줄링 기법을 예를 들어 설명하며, 다른 스케줄링 기법에도 동일하게 적용 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템의 구조를 도시하고 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템에서 기지국(100)이 M_T개의 송신 안테나(103 ~ 104)를 이용하여 전송한 하향링크 신호는 각각 K개의 단말(User element)(110 ~ 120)에 수신된다.

상기 단말들(110 ~ 120)은 각각 상기 하향링크 신호를 이용하여 채널 추정하고, 상기 추정된 채널 값에 따른 고유값(singular value)을 분할하여 채널 용량(Capacity)을 산출한다. 이후, 상기 단말들(110 ~ 120)은 상기 채널 용량을 이용하 여 채널 정보(예 : 고유벡터)를 선택적으로 피드백한다.

이후, 상기 기지국(100)은 상기 선택적으로 피드백되는 각 단말들(110~120)의 고유값을 이용하여 상기 하향링크 신호의 스케줄링을 수행한다.

상술한 바와 같이 채널 용량에 따라 채널 정보를 선택적으로 피드백하기 위한 상기 단말(110 ~120)은 채널추정기(111, 121), SVD(Singular Value Decomposition) 연산기(113, 123), 피드백 판정기(115, 125)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 피드백 정보는 각 단말별로 별도로 수행된다.

상기 채널추정기(111, 121)는 상기 기지국(100)으로부터 수신되는 하향링크 신호의 파일럿을 이용하여 채널을 추정한다. 여기서, 상기 채널 추정은, 최소 제곱(Least Square) 기법, 최소 평균 제곱 에러(Minimum Mean Square Error) 기법 등의 채널 추정 기법을 이용하여 상기 MIMO 채널의 행렬을 추정한다.

상기 SVD 연산기(113, 123)는 상기 추정된 채널 정보를 하기 <수학식 1>과 같이 고유벡터(L_k, R_k)와 고유값(Λ_k)으로 분할한다.

여기서, 상기 H_k는 상기 k번째 단말의 채널 추정 값을 나타내고, 상기 Λ_k는 상기 k번째 단말의 고유값을 성분으로 갖는 대각행렬을 나타내며, 상기 L_k와 R_k는 상기 k번째 채널 추정 값의 좌측 고유벡터와 우측 고유벡터를 행(column)으로 갖는 행렬을 나타낸다.

이후, 상기 SVD연산기(113, 123)는 상기 고유값의 절대값 크기의 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬한다. 여기서, 상기 고유값의 절대값 크기의 제곱을 내림차순으로 정렬하는 것을 예를 들어 설명한다.

상기 피드백 판정기(115, 125)는 상기 정렬된 고유값들 중 가장 큰 고유값(λ₁)과 일정 시간 동안 고유값들의 평균값(λ_{1, mean})을 비교하여 피드백을 수행할 것인지 판단한다.

만일, 상기 λ₁이 λ_{1, mean}보다 클 경우, 즉, 채널 상태가 좋아 피드백을 수행하는 경우, 상기 피드백 판정기(115, 125)는 하기 <수학식 2>와 같이 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행하기 위한 채널 정보(예 : 고유벡터)를 결정한다.

여기서, 상기 C_M은 M개의 채널을 모두 이용할 때의 채널 용량을 나타내고, M은 각 사용자들의 간섭 신호의 지나친 증가를 막기 위해 송신 안테나의 개수(M_T)의 절반값을 갖는다. 또한, Es/No는 수신된 신호의 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio) 를 나타내고, |λ_i|²는 i번째 고유값의 절대값 제곱을 나타낸다.

예를 들어, 상기 피드백 판정기(115, 125)는 먼저 하기 <수학식 3>을 이용하여 채널 정보의 피드백을 수행할 것인지 판단한다.

여기서, 상기 |λ₁|²는 첫 번째 고유값의 절대값 크기의 제곱한 값을 나타내고, 상기 |λ₁|² _mean은 해당 사용자의 일정시간 동안 고유값의 절대값 크기의 제곱을 평균한 값을 나타낸다.

상기 <수학식 3>에서 상기 |λ₁|²와 상기 |λ₁|² _mean을 비교하여 상기 |λ₁|²가 |λ₁|² _mean보다 클 경우(|λ₁|² > |λ₁|² _mean), 채널 정보의 피드백을 수행하는 것으로 판단하고, 첫 번째 피드백 정보를 결정한다. 여기서, 상기 첫 번째 고유값은 가장 높은 고유값을 의미한다.

만일, 상기 |λ₁|²가 |λ₁|² _mean보다 작거나 같을 경우(|λ₁|² ≤ |λ₁|² _mean), 채널 상태가 좋지 않은 것으로 판단하여 피드백을 수행하지 않는다.

또한, 상기 첫 번째 피드백 정보를 결정한 후, 상기 <수학식 2>와 같이 피드백되는 채널 정보에 따른 전송받을 때의 채널 용량을 산출 및 비교하여 피드백을 수행할 정보를 결정한다.

상기 기지국(100)은 스케줄러(101)를 포함하여 상기 단말(110, 120)로부터 궤환되는 피드백 정보를 이용하여 하향링크 신호의 스케줄링을 수행한다.

상기 스케줄링(101)은 단말 선택부(105)와 전처리부(107)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 단말 선택부(105)는 채널 용량을 극대화하기 위해 상기 수신된 피드백 정보를 이용하여 통신을 수행하고자 하는 N개의 단말 중에서 가장 직교성이 좋은 M 개의 단말만을 선택하여 상기 선택된 단말의 인덱스를 출력한다.

상기 전처리부(107)는 상기 단말 선택부(105)로부터 제공받은 선택된 단말의 인덱스를 이용하여 최적의 전처리 행렬을 구성한다. 예를 들어, 상기 선택된 단말들의 피드백 정보를 상기 전처리 행렬의 각 열(Column)로 구성한다.

이후, 상기 전처리부(107)는 상기 구성한 전처리 행렬을 이용하여 각 단말로 전송하기 위한 전송 심볼(사용자 데이터1, 사용자 데이터 2, …, 사용자 데이터 N)을 벡터화하여 각 안테나(103 ~ 104)를 통해 상기 각 단말들(110 ~ 120)로 전송한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 고유값 기반 스케줄링을 위한 채널 정보를 선택하여 피드백을 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 단말(110)은 201단계에서 상기 기지국(100)으로부터 하향링크 신호가 수신되는지 확인한다.

만일, 상기 하향링크 신호가 수신되면, 상기 단말(110)은 203단계로 진행하여 상기 하향링크 신호에 포함된 파일럿 신호를 이용하여 MIMO 채널을 추정한다.

이후, 상기 단말(110)은 205단계로 진행하여 SVD를 통해 상기 추정된 채널 값을 상기 <수학식 1>과 같이 고유 벡터와 고유값으로 분할한다.

상기 추정된 채널값을 고유 벡터와 고유값으로 분할한 후, 상기 단말(110)은 207단계로 진행하여 상기 고유값의 절대값 크기의 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬한다. 여기서, 상기 고유값의 절대값 크기의 제곱의 순차적 정렬은 내림차순으로 정렬하는 것을 예를 들어 설명한다.

상기 고유값의 절대값 크기의 제곱을 내림차순으로 정렬한 후, 상기 단말(110)은 209단계로 진행하여 상기 고유값에 따른 채널 용량을 산출하여 하기 도 3에 도시된 바와 같이 피드백을 수행한 정보를 선택한다.

이후, 상기 단말(110)은 상기 선택된 피드백 정보를 이용하여 피드백을 수행한 후, 상기 단말(110)은 본 알고리즘을 종료한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 고유값 기반 스케줄링을 위한 피드백하기 위한 채널 정보를 선택하기 위한 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 단말(110)의 피드백 판정기(115)에서 피드백을 수행하기 위한 정보를 결정하기 위한 과정을 예를 들어 설명한다.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 피드백 판정기(115)는 301단계에서 가장 높은 고유값과 일정 시간 동안의 고유값의 평균값을 상기 <수학식 3>에 적용하여 피드백 을 수행할 것인지 판단한다. 즉, 상기 가장 높은 고유값의 절대값 크기의 제곱(|λ₁|²)과 상기 일정시간 동안의 고유값의 평균값의 크기의 제곱(|λ₁|² _mean)을 비교한다.

만일, 상기 가장 높은 고유값의 절대값의 크기의 제곱이 상기 고유값의 절대값의 크기의 제곱의 평균값보다 작거나 같을 경우(|λ₁|² ≤ |λ₁|² _mean), 상기 피드백 판정기(115)는 채널 상태가 좋지않아 피드백을 수행하지 않는 것으로 판단하여 본 알고리즘을 종료한다.

한편, 상기 가장 높은 고유값의 절대값의 크기의 제곱이 상기 고유값의 절대값의 크기의 제곱의 평균값보다 클 경우(|λ₁|² > |λ₁|² _mean), 상기 피드백 판정기(115)는 303단계로 진행하여 1 개의 채널 정보만을 피드백하는 경우의 채널 용량(C₁)과 2 개의 채널 정보만을 피드백하는 경우의 채널 용량(C₂)을 비교하여 피드백을 수행하기 위한 정보를 선택한다.

만일, 상기 C₁이 상기 C₂보다 작거나 같을 경우, 상기 피드백 판단기(115)는 305단계로 진행하여 상기 303단계에서 선택된 상기 단말(110)의 첫 번째 우측고유벡터(V₁ ^H)만을 선택한다.

한편, 상기 C₁이 상기 C₂보다 클 경우, 상기 피드백 판단기(115)는 상기 첫 번째 우측 고유벡터와 두 번째 우측 고유벡터를 선택한다. 예를 들어, 상기 피드백 판간기(115)에서 피드백 정보의 선택은 하기 <수학식 4>와 같이 수행된다.

여기서, 상기

는 C₁을 나타내고, 상기

는 C₂를 나타낸다.

상기 <수학식 4>와 같이 상기 C1이 상기 C2보다 클 경우, 상기 피드백 판단기(115)는 상기 첫 번째 고유값에 대한 고유벡터만을 피드백 수행하기 위한 정보로 선택한다.

만일, 상기 C1이 상기 C2보다 작거나 같을 경우, 상기 피드백 판단기(115)는 상기 첫 번째 고유값에 대한 고유벡터와 두 번째 고유값에 대한 고유벡터를 피드백을 수행하기 위한 정보로 선택한다.

이후, 상기 피드백 판단기(115)는 307단계까지 순차적으로 피드백에 사용될 채널 정보의 개수를 M개까지 비교하여 피드백을 수행하기 위한 정보를 선택한다. 여기서, 상기 M은 각 사용자의 간섭 신호의 증가를 막기 위해 상기 송신 안테나의 개수(M_T)의 절반값을 갖는다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성능 변화 그래프를 나타낸다. 이하 설명은 4개의 송신 안테나를 구비하는 기지국과 4개의 수신 안테나를 구비하는 단말을 사용하고, QPSK 변조방식을 사용하며, 상기 안테나 사이의 거리는 10λ 떨어지고, 각도의 확산도(Angle spread)는 5를 가정하여 설명한다. 또한, 가로축은 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio : 이하, SNR이라 칭함)를 나타내고, 세로축은 채널 용량을 나타낸다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 도 4a는 사용자가 10명일 경우, 성능 변화 그래프를 나타내고, 도 4b는 사용자가 50명일 경우, 성능 변화 그래프를 나타낸다.

상기 도 4a와 4b에 도시된 바와 같이 부분적인 피드백 신호를 이용하여 스케줄링을 수행하는 BS스케줄링 기법과 PF스케줄링 기법은 채널 용량이 5(bps/Hz)이상 나타내지 않는다. 또한, 고유값 기반 스케줄링도 다중 사용자 다이버시티를 최대로 이끌수 없기 때문에 SNR이 10dB이상부터 채널 용량이 감소한다. 반면에 본 발명은 채널 상태에 따라 선택적으로 피드백을 수행하여 스케줄링을 수행하여 채널 용량이 증가하는 이점이 있다. 즉, 데이터 전송률이 증가한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성능 변화 그래프를 나타낸다. 이하 설명은 4개의 송신 안테나를 구비하는 기지국과 4개의 수신 안테나를 구비하는 단말을 사용하고, QPSK 변조방식을 사용하는 것으로 가정하여 설명한다. 또한, 가로축은 사용자의 수를 나타내고, 세로축은 피드백 정보 량을 나타낸다.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 채널상태에 따라 피드백되는 정보량은 달라지지만, 상기 피드백되는 정보량은 평균적으로 1에 가까워진다. 즉, 채널 상관이 적은 경우(501), 상기 피드백되는 정보량이 증가하지만, 상기 채널 상관이 심한 경우(503), 상기 피드백되는 정보량이 줄어들기 때문에 피드백되는 정보량은 평균적으로 1에 가까워진다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템에서 채널 상태에 따라 선택적으로 피드백을 수행하여, 상관 채널환경에서 부분 피드백만으로 높은 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 다중 안테나 시스템의 전송률을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (11)

1. 다중 사용자 환경에서 다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 패널 정보를 각 사용자의 채널 상태에 따라 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 장치에 있어서,

   수신되는 하향링크 신호를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기와,

   상기 추정된 채널 값에서 고유값(Singular value)을 분할하고, 상기 고유값의 절대값 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬하는 SVD(Singular Value Decomposition) 연산기와,

   상기 순차적으로 정렬된 고유값의 절대값 제곱을 이용하여 피드백하는 정보를 통해 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 피드백 판단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피드백 판단기는,

   상기 가장 큰 고유값과 소정 시간 동안 고유값의 평균 값을 비교하여 피드백 수행 여부를 판단하고,

   상기 피드백을 수행하는 경우, 상기 피드백하는 채널 정보를 통해 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 정보를 선택하는 것을 특징으로 하 는 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 피드백 판단기는,

   상기 가장 큰 고유값이 상기 소정 시간 동안 고유값의 평균 값보다 클 경우, 피드백을 수행하는 것으로 판단하고,

   상기 가장 큰 고유값이 상기 소정 시간 동안 고유값의 평균 값보다 작거나 같을 경우, 피드백을 수행하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 피드백 판단기는,

   상기 가장 큰 고유값이 상기 소정 시간 동안 고유값의 평균 값보다 클 경우, 상기 가장 큰 고유값에 해당하는 채널 정보를 피드백을 수행하기 위한 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 피드백 판단기는,

   상기 피드백을 수행하는 경우, m개의 채널 정보를 피드백하여 얻을 수 있는 채널 용량(C_M)과 상기 m+1 개의 채널 정보를 피드백하여 얻을 수 있는 채널 용량(C_M+1)을 비교하여,

   상기 C_M+1이 상기 C_M보다 클 경우, M+1개의 채널 정보를 피드백하는 것으로 판단하고,

   상기 C_M+1이 상기 C_M보다 작거나 같을 경우, M개의 채널 정보를 피드백하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 다중 사용자 환경에서 다중 안테나 시스템에서 스케줄링을 수행하기 위한 채널 정보를 각 사용자의 채널 상태에 따라 선택적(Opportunistic)으로 피드백하기 위한 방법에 있어서,

   하향링크 신호를 이용하여 추정한 채널 값을 SVD(Singular Value Decomposition)를 통해 고유값(Singular value)과 고유벡터(Singular vector)를 분할하는 과정과,

   상기 고유값의 절대값 제곱을 산출하여 순차적으로 정렬하는 과정과,

   상기 정렬된 고유값의 절대값 제곱을 이용하여 상기 피드백하는 채널 정보에 따라 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 과정은, 상기 가장 큰 고유값과 소정 시간 동안 고유값의 평균 값을 비교하여 피드백 여부를 판단하는 과정과,

   상기 피드백을 수행하는 경우, 상기 피드백하는 채널 정보에 따라 전송받을 수 있는 채널 용량을 산출하여 피드백을 수행할 채널 정보를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 가장 큰 고유값이 상기 소정 시간 동안 고유값의 평균 값보다 클 경우, 피드백을 수행하는 것으로 판단하는 과정과,

   상기 가장 큰 고유값이 상기 소정 시간 동안 고유값의 평균 값보다 작거나 같을 경우, 피드백을 수행하지 않는 것으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 가장 큰 고유값이 상기 소정 시간 동안 고유값의 평균 값보다 클 경우, 상기 가장 큰 고유값에 해당하는 채널 정보를 피드백을 수행하기 위한 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 피드백을 수행하는 경우, m개의 채널 정보를 피드백하여 얻을 수 있는 채널 용량(C_M)과 상기 m+1 개의 채널 정보를 피드백하여 얻을 수 있는 채널 용량(C_M+1)을 비교하는 과정과,

    상기 C_M+1이 상기 C_M보다 클 경우, M+1개의 채널 정보를 피드백하는 것으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 C_M+1이 상기 C_M보다 작거나 같을 경우, M개의 채널 정보를 피드백하는 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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