KR20080065343A - 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을수행하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을수행하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송에 관한 것으로, 수신단은, 송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 추정부와, 상기 중계기로부터 피드포워드(Feedforward)되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와, 상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단 안테나별 송신 신호의 전력 조절을 위한 공분산 행렬(Covariance Matrix) 및 상기 중계기의 신호 처리를 위한 중계 행렬(Relay Matrix)을 결정하고, 상기 결정된 행렬들의 정보를 피드백(Feedback)하는 피드백부를 포함하여, 협력 전송을 위한 각 노드들의 신호 처리 방식을 결정함으로써, 상기 협력 전송의 성능을 개선시킬 수 있다.
다중 홉 중계(Multi Hop Relay), MIMO(Multi Input Multi Output), 협력 전송(Coperative Transmission)

Description

다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COPERATIVE TRANSMISSION IN MULTI ANTENAS RELAY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 개략적으로 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단이 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단이 송신단 및 중계기의 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기가 중계 신호의 처리 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단이 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단이 송신단 및 중계기의 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기가 중계 신호의 처리 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및
도 11은 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송 방식의 성능을 도시하는 도면.
본 발명은 다중 안테나 중계 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 안테나 중계 무선통신 시스템에서 협력 전송 방식을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 정지 환경에서 약 1Gbps, 이동 환경에서 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 QoS 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성과 QoS을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
상기 4G 통신 시스템에서 신호의 송수신 성능을 향상시키기 위해 중계기를 사용한 협력 전송 방식이 고려되고 있다. 상기 협력 전송 방식에 대해 설명하면, 먼저, 송신단이 송신한 신호를 수신단 및 상기 중계기가 수신한다. 이후, 상기 중계기는 상기 송신단으로부터 수신한 신호를 상기 수신단으로 재전송하게 된다. 이로 인해, 상기 수신단은 상기 송신단 및 중계기로부터 신호를 모두 수신함으로써 수신 이득을 얻고 높은 전송률을 보장받을 수 있다.
상기 협력 전송 방식의 성능을 증가시키기 위해서는 상기 송신단과 중계기에서의 적절한 신호 전송 정책이 요구된다. 상기 협력 전송 방식의 성능을 증가시키기 위한 하나의 방법으로 상기 송신단의 신호 송신을 위한 공분산 행렬(Covariance Matirx)를 결정하는 방안이 있다. 즉, 각 노드 간의 완벽한 채널 상태 정보를 바탕으로 상기 송신단 송신 안테나의 송신 전력과 상기 수신단 및 중계기 수신 안테나의 수신 전력의 상관관계를 계산하고, 이를 이용하여 상기 송신단의 신호 전송 시 안테나별 송신 전력을 조절함으로써 상기 협력 전송의 성능을 증가시킬 수 있다. 더불어, 상기 중계기의 신호 중계 시 수신 신호를 선형 처리(Linear Processing)하기 위한 최적의 중계 행렬(Relay Matrix)를 결정하여 상기 협력 전송의 성능을 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 이용하여 통신 품질을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 송신단 및 중계기를 위한 공분산 행렬 및 중계 행렬을 결정함으로써 상기 협력 전송 방식의 성능을 증가시킬 수 있다. 하지만, 상기 공분산 행렬 및 중계 행렬을 최적화하기 위한 구체적인 방안이 제시되지 않아 실제로 상기 협력 전송 방식을 수행하는데 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 위한 송신단 및 중계기에 대한 공분산 행렬 및 중계 행렬을 최적화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 위한 송신단 및 중계기의 사용 안테나를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 안테나 중 계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 수신 장치는, 송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 추정부와, 상기 중계기로부터 피드포워드되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와, 상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단 안테나별 송신 신호의 전력 조절을 위한 공분산 행렬 및 상기 중계기의 신호 처리를 위한 중계 행렬을 결정하고, 상기 결정된 행렬들의 정보를 피드백하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 수신 장치는, 송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 추정부와, 상기 중계기로부터 피드포워드되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와, 상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단의 송신 안테나를 선택하여, 상기 선택 정보를 상기 송신단으로 피드백하고, 상기 중계기와의 채널 정보를 상기 중계기로 피드백하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 송신 장치는, 수신단으로부터 피드백되는 공분산 행렬 정보에 따라 안테나별 송신 신호의 전력을 조절하는 처리부와, 상기 공분산 행렬이 최종 결정될 때까지, 상기 수신단으로부터 피드백되는 공분산 행렬 정보를 재확인하여 상기 처리부로 제공하는 확인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 안테나 중 계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 중계 장치는, 송신단과의 채널을 추정하는 추정부와, 수신단으로 피드포워드할 상기 송신단과의 채널 정보를 구성하는 구성부와, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 행렬 정보에 따라 중계 신호를 처리하는 처리부와, 상기 중계 행렬이 최종 결정될 때까지, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 행렬 정보를 재확인하여 상기 처리부로 제공하는 확인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 중계 장치는, 송신단과의 채널을 추정하는 추정부와, 수신단으로 피드포워드할 상기 송신단과의 채널 정보를 구성하는 구성부와, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 장치와 수신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와, 상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보를 이용하여 송수신 안테나 간 퍼뮤테이션 방식을 결정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단의 협력 전송 수행 방법은, 송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 과정과, 상기 중계기로부터 피드포워드되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 과정과, 상기 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단 안테나별 송신 신호의 전력 조절을 위한 공분산 행렬 및 상기 중계기의 신호 처리를 위한 중계 행렬을 결정하는 과정과, 상기 결정된 행렬들의 정보를 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 7 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단의 협력 전송 수행 방법은, 송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 과정과, 상기 중계기로부터 피드포워드되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 과정과, 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단의 송신 안테나를 선택하고, 상기 선택 정보를 상기 송신단으로 피드백하는 과정과, 상기 중계기와의 채널 정보를 상기 중계기로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 8 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단의 협력 전송 수행 방법은, 수신단으로부터 피드백되는 공분산 행렬 정보를 확인하는 과정과, 상기 공분산 행렬 정보에 따라 안테나별 송신 신호의 전력을 조절하는 과정과, 상기 공분산 행렬이 최종 결정되지 않으면, 상기 수신단으로부터 피드백되는 공분산 행렬 정보를 재확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 9 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기의 협력 전송 수행 방법은, 송신단과의 채널을 추정하여, 수신단으로 상기 송신단과의 채널 정보를 피드포워드하는 과정과, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 행렬 정보를 확인하는 과정과, 상기 중계 행렬 정보에 따라 중계 신호를 처리하는 과정과, 상기 중계 행렬이 최종 결정되지 않으면, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 행렬 정보를 재확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 10 견지에 따르면, 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기의 협력 전송 수행 방법은, 송신단과의 채널을 추정하는 과정과, 수신단으로 상기 송신단과의 채널 정보를 피드포워드하는 과정과, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계기와 수신단 간의 채널 정보를 확인하는 과정과, 상기 채널 정보들을 이용하여 송수신 안테나 간 퍼뮤테이션 방식을 결정하는 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 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명에서 중계기는 증폭 및 전송(AF : Amplify and Forward) 방식을 가정하여 설명하며, 복호 및 전송(DF : Decode and Forward) 방식의 중계기에서도 동일하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 개략적으로 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 송신단(110), 수신단(120) 및 중계기(130)는 각각 다수의 안테나를 사용하고 있다. 이때, 상기 송신단(110)과 수신단(120)간의 채널을 H0, 상기 송신단(110)과 중계기(130)간의 채널을 H1, 상기 중계기(130)와 수신단(120)간의 채널을 H2로 정의한다.
먼저, 제 1 전송 시간에서, 상기 송신단(110)은 상기 수신단(120) 및 중계기(130)로 신호를 송신한다. 이어, 제 2 전송 시간에서, 상기 송신단(110)은 다시 한번 상기 수신단(120)으로 신호를 송신하고, 동시에 상기 중계기(130)는 상기 송신단(110)으로부터 수신된 신호를 상기 수신단(120)으로 송신한다. 즉, 상기 수신단(120)은 두 번의 전송 시간 동안 상기 송신단(110) 및 상기 중계기(130)로부터 수신된 신호들을 모두 결합하여 정보를 복원한다. 여기서, 상기 중계기(130)는 상기 송신단(110)으로부터의 신호에 중계 행렬(Relay Matrix)을 곱하여 상기 수신단(120)으로 재전송한다.
상기 수신단(120)에 수신되는 신호를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 1>과 같다.
Figure 112007002024582-PAT00001
상기 <수학식 1>에서, 상기 y1은 제 1 전송 시간에 수신된 신호, 상기 y2는 제 2 전송 시간에 수신된 신호, 상기 H0는 상기 송신단(110)과 수신단(120) 간의 채널, 상기 H1은 상기 송신단(110)과 중계기(130) 간의 채널, 상기 H2는 상기 중계기(130)과 수신단(120) 간의 채널, 상기 G는 상기 중계기(130)에서 곱하여진 중계 행렬, 상기 x1은 제 1 전송 시간에 상기 송신단(110)이 송신한 신호, 상기 x2는 제 2 전송 시간에 상기 송신단(110)이 송신한 신호, 상기 N은 잡음을 나타낸다.
상기 협력 전송 방식의 성능 향상을 위해 상기 송신단(110) 및 중계기(130)의 신호 전송 방식을 결정한다. 즉, 상기 송신단(110)의 안테나별 송신 전력 조절을 위해 상기 송신단(110)의 두 번의 전송에 대한 각각의 공분산 행렬(Covariance Matrix)(Q1,Q2)을 결정하고, 상기 중계기(130)를 위해 송수신신호 간의 중계 행렬(G)을 결정한다. 여기서, 상기 중계 행렬(G) 및 공분산 행렬(Q1,Q2)을 결정하기 위해서는 각 노드들 간의 모든 채널, H0, H1, H2에 대한 정보가 필요하다. 상기 채널 정보를 교환하는 것도 시스템에 있어서 오버헤드(Overhead)로 작용하기 때문에, 상기 모든 채널 정보를 획득하기 가장 용이한 노드가 상기 중계 행렬(G) 및 공분산 행렬(Q1,Q2)을 결정하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 H0 및 H2를 직접 측정하는 상기 수신단(120)이 상기 중계 행렬(G) 및 공분산 행렬(Q1,Q2)을 결정한다. 물론, 상기 수신단(120)은 H1을 직접 측정할 수 없지만, 상기 송신단(110) 및 중계기(130)에 비하여 모든 채널 정보를 획 득하기 가장 용이한 노드이다. 따라서, 상기 중계기(130)는 상기 송신단(110)과의 채널을 추정하여 상기 수신단(120)으로 피드포워드(Feedforward)해야 하며, 이로 인해 시스템은 상기 중계기(130)로부터 상기 수신단(120)로의 피드포워드 채널을 제공해야 한다. 또한, 상기 수신단(120)이 상기 중계 행렬(G) 및 공분산 행렬(Q1,Q2)을 피드백(Feedback)하기 위한 각각의 피드백 채널도 필요하다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 송신단 및 중계기의 전송 방식을 결정하기 위한 송신단, 수신단 및 중계기의 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 이하 본 발명은 두 가지 실시 예를 설명한다. 이하 설명에서, 제 1 실시 예는 상기 중계 행렬(G) 및 공분산 행렬(Q1,Q2)을 반복적으로 재설정해가며 최적화하는 실시 예이며, 제 2 실시 예는 피드백 채널 및 피드포워드 채널의 부하를 감소시키기 위한 안테나 선택 기반의 실시 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 송신단은 부호화기(201), 변조기(203), 다중안테나 신호처리부(205), RF(Radio Frequency) 송신부(207) 및 피드백 정보 확인부(209)를 포함하여 구성된다.
상기 부호화기(201)는 제공되는 정보 비트열을 해당 방식으로 채널 부호화한 다. 상기 변조기(203)는 상기 부호화기(203)로부터 제공되는 부호화된 비트열을 해당 방식으로 변조하여 복소 심벌을 출력한다.
상기 다중안테나 신호처리부(205)는 해당 다중안테나 통신 방식에 따라 각 스트림(Stream)으로 송신할 신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 다중안테나 통신 방식은 공간 다중화(SM : Spatial Multiplexing) 방식 또는 시공간 부호화(STC : Space Time Coding) 방식이 될 수 있다.
특히, 본 발명에 따라 상기 다중안테나 신호처리부(205)는 수신단으로부터 피드백되는 정보에 따라 송신 신호를 처리한다. 즉, 제 1 실시 예에 따라 상기 공분산 행렬(Q1, Q2) 정보가 피드백되는 경우, 상기 다중안테나 신호처리부(205)는 상기 공분산 행렬(Q1, Q2) 정보에 따라 해당 안테나로 출력되는 신호의 전력을 조절한다. 또한, 제 2 실시 예에 따라 안테나 선택 정보가 피드백되는 경우, 상기 다중안테나 신호처리부(205)는 선택된 안테나에 대응되는 스트림만을 사용하여 신호를 처리한다.
상기 RF 송신부(207)는 상기 다중안테나 신호처리부(205)로부터의 신호를 RF 대역의 신호로 상향변환하여 안테나를 통해 송신한다. 상기 피드백 정보 확인부(211)는 수신단으로부터 피드백 채널을 통해 수신되는 피드백 정보를 확인하여 상기 다중안테나 신호처리부(205)로 제공한다. 여기서, 상기 피드백 정보는, 제 1 실시 예의 경우, 공분산 행렬(Q1, Q2) 정보이고, 제 2 실시 예의 경우, 송신 안테나 선택 정보이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 RF 수신부(301), 다중안테나 신호검출부(303), 복조기(305), 복호기(307), 데이터 분류부(309), 채널 추정부(311), 제어정보 확인부(313), 피드백 정보 구성부(315) 및 최적화 판단부(317)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 수신부(301)는 안테나를 통해 수신된 RF 대역의 신호를 기저대역 신호로 하향변환하여 출력한다. 상기 다중안테나 신호검출부(303)는 해당 다중안테나 통신 방식에 따라 송신 심벌을 추정하여 출력한다. 상기 복조기(305)는 상기 다중안테나 신호검출부(303)로부터 복소 심벌을 제공받아 해당 방식으로 복조하여 비트열을 출력한다. 상기 복호기(307)는 상기 복조기(305)로부터 비트열을 제공받아 해당 방식으로 복호하여 출력한다. 상기 데이터 분류기(309)는 상기 복호기(307)로부터의 비트열을 사용자 데이터와 제어정보를 분류한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 데이터 분류기(309)는 중계기로부터 피드포워드되는 정보를 상기 제어정보 확인부(313)로 제공한다.
상기 채널 추정부(311)는 상기 RF 수신부(301)로부터 제공되는 파일럿 신호를 이용하여 각 안테나별 채널을 추정한다. 여기서, 상기 파일럿 신호는 상기 송신단 및 중계기로부터 수신된다. 즉, 상기 송신단과의 채널 및 상기 중계기와의 채널을 모두 추정한다.
상기 제어정보 확인부(313)는 상기 중계기로부터 피드포워드된 정보를 제공받아 상기 중계기와 송신단 간의 안테나별 채널 정보를 확인한다. 상기 피드백 정보 구성부(315)는 상기 채널 추정부(311) 및 상기 제어정보 확인부(313)로부터 상기 송신단과 수신단 간, 상기 송신단과 중계기 간, 상기 중계기와 수신단 간의 채널 정보들을 제공받아 상기 송신단 및 중계기로 피드백하기 위한 제어 정보를 구성한다. 다시 말해, 제 1 실시 예에 따라 상기 채널 정보들을 이용하여 중계기를 위한 상기 중계 행렬(G) 및 송신단을 위한 공분산 행렬(Q1,Q2)을 결정하고, 이를 포함하는 피드백 정보를 구성한다. 반면, 제 2 실시 예에 따라 상기 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단의 송신 안테나를 결정하고, 이를 포함하는 피드백 정보를 구성한다. 또한, 상기 제 2 실시 예에 따라 상기 중계기로 피드백할 중계기와 수신단 간의 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 구성한다.
상기 최적화 판단부(317)는 상기 송신단 및 중계기의 신호 전송 방식 설정이 최적화되었는지 판단한다. 다시 말해, 상기 최적화 판단부(317)는 제 1 실시 예에 따라 공분산 행렬(Q1, Q2) 및 중계 행렬(G) 재설정 시 마다 수신 신호 세기를 측정하여 수신 신호 세기 개선치가 임계값 이하라면 최적화되었다고 판단한다. 예를 들어, 상기 수신 신호 세기는 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭함), 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio), 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio) 등이 고려될 수 있다.
또한, 상기 최적화 판단부(317)는 상기 재설정을 반복하는 횟수를 통해 최적화를 판단할 수 있다. 즉, 통계적인 관점에서 상기 재설정을 소정 횟수 반복하면 최적화가 이루어진다고 간주하여, 상기 최적화 여부를 판단할 수 있다. 상기 최적화 판단부(317)는 상기 두 행렬의 설정이 최적화되었다고 판단되면, 피드백 채널을 통해 상기 송신단 및 중계기로 통보하도록 상기 피드백 정보 구성부(315)를 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중계기는 RF 수신부(401), 신호 검출부(403), 제어신호 확인부(405), 신호 증폭부(407), 채널 추정부(409), 다중 안테나 처리부(411), RF 송신부(413), 채널 정보 구성부(415) 및 신호 생성부(417)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 수신부(401)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환하여 출력한다, 상기 신호 검출부(403)는 상기 RF 수신부(401)로부터 각 안테나들의 신호를 제공받아 각 안테나 별 신호를 검출한다. 다시 말해, 각 안테나로 섞여서 수신되는 신호에서 각 스트림별 신호를 검출한다. 또한, 상기 신호 검출부(403)는 데이터 신호는 상기 신호 증폭부(407)로 출력하고, 제어신호는 상기 제어신호 확인부(405)로 출력한다.
상기 제어신호 확인부(405)는 상기 신호 검출부(403)로부터 제어신호를 제공 받아 복조 및 복호화하여 내용을 확인한다. 특히, 본 발명에 따라 수신단으로부터 수신되는 피드백 정보를 확인한다. 다시 말해, 상기 제어신호 확인부(405)는 제 1 실시 예에 따라 수신단으로부터 피드백되는 정보에서 중계 행렬(G)을 확인하여 상기 다중안테나 처리부(411)로 제공한다. 반면, 상기 제어신호 확인부(405)는 제 2 실시 예에 따라 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계기와 수신단 간의 채널 정보를 확인하고, 상기 채널 추정부(409)에서 추정된 송신단과 중계기 간의 채널 정보 및 상기 피드백되는 채널 정보를 이용하여 안테나 퍼뮤테이션(Permutation) 행렬을 결정한다. 상기 결정된 퍼뮤테이션 행렬은 상기 다중 안테나 처리부(411)로 제공된다.
상기 신호 증폭부(407)는 상기 신호 검출부(403)로부터 제공되는 신호의 크기를 증폭한다. 상기 다중안테나 처리부(411)는 상기 신호 증폭부(407)로부터 제공되는 신호를 상기 제어신호 확인부(405)로부터 제공되는 처리 행렬에 따라 처리하여 상기 RF 송신부(413)로 출력한다. 여기서, 상기 처리 행렬은 제 1 실시 예의 경우 중계 행렬(G), 제 2 실시 예의 경우 안테나 퍼뮤테이션 행렬이다.
상기 RF 송신부(413)는 상기 다중안테나 처리부(411)로부터 제공되는 각 안테나별 송신 신호를 RF 대역 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다. 상기 채널 정보 구성부(415)는 상기 채널 추정부(409)로부터 제공되는 채널 정보를 상기 수신단으로 피드포워드하기 위해 해당 방식으로 가공한다. 다시 말해, 상기 채널 정보 구성부(415)는 제 1 실시 예에 따라 각 안테나별 채널 이득 정보를 포함하는 채널 정보를 구성한다. 또한, 상기 채널 정보 구성부(415)는 제 2 실시 예에 따라 각 안 테나별 선호 순위 정보를 포함하는 채널 정보를 구성한다. 상기 신호 생성부(417)는 상기 채널 정보 구성부(415)로부터 제공되는 채널 정보에 대한 비트열을 부호화 및 변조하여 신호로 변환하여 상기 RF 송신부(413)로 출력한다.
이어, 본 발명은 제 1 실시 예에 따른 각 노드들의 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 상기 도 1을 참조하여 제 1 실시 예에 따른 각 노드들의 동작을 간략히 설명하면, 먼저, 상기 수신단(120)은 H0 정보 및 H2 정보를 추정하고, 중계기(130)로부터 H1 정보를 피드포워드 받는다. 상기 모든 링크들의 채널 정보를 획득한 상기 수신단(120)은 상기 송신단(110)을 위한 공분산 행렬(Q1, Q2) 및 상기 중계기를 위한 중계 행렬(G)을 결정한다. 이때, 상기 두 행렬을 결정하는 과정에 있어서, 상기 수신단(120)은 하나의 행렬을 고정한 후, 나머지 하나의 행렬을 결정하고, 수신 성능을 측정한다. 이어서, 상기 수신단(120)은 고정했던 행렬을 재 결정하고, 다시 수신 성능을 측정한다. 상기 수신단(120)은 이와 같은 과정을 반복(Interation)하여 수신 성능이 최적화되는 두 행렬을 찾는다. 이후, 상기 각 노드들은 결정된 행렬들에 따라 협력 전송 방식으로 통신을 수행한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단이 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 송신단은 501단계에서 수신단 및 중계기로 파일럿 신호를 송신한다.
이후, 상기 송신단은 503단계로 진행하여 상기 수신단으로부터 공분산 행렬(Q1,Q2) 정보가 피드백되는지 확인한다.
상기 공분산 행렬(Q1,Q2) 정보가 피드백되면, 상기 수신단은 505단계로 진행하여 상기 공분산 행렬(Q1,Q2) 정보에 따라 각 안테나별 전력을 조절하여 상기 파일럿 신호를 송신한다.
이후, 상기 송신단은 507단계로 진행하여 상기 수신단으로부터 최종 공분산 행렬(Q1,Q2) 결정이 통보되는지 확인한다. 즉, 마지막으로 피드백된 공분산 행렬(Q1,Q2) 정보가 수신 성능을 최대화하는 값인지 확인한다.
만일, 상기 최종 공분산 행렬(Q1,Q2) 결정이 통보되지 않으면, 상기 송신단은 503단계로 되돌아가 새로운 공분산 행렬(Q1,Q2) 정보가 피드백되는지 확인한다.
반면, 상기 최종 공분산 행렬(Q1,Q2) 결정이 통보되면, 상기 송신단은 509단계로 진행하여 상기 최종 결정된 공분산 행렬(Q1,Q2)에 따라 각 안테나별 전력을 조절하여 협력 전송 방식으로 통신을 수행한다. 다시 말해, 상기 공분산 행렬(Q1,Q2) 중 제 1 공분산 행렬(Q1)에 따라 제 1 전송 시간의 안테나별 전력을 조절하고, 제 2 공분산 행렬(Q2)에 따라 제 2 전송 시간의 안테나별 전력을 조절하여 동일한 신호를 송신한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단이 송신단 및 중계기의 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다. 상기 도 6은 상기 수신단이 상기 송신단을 위한 공분산 행렬(Q1, Q2) 및 상기 중계기를 위한 중계 행렬(G)을 반복 기법을 통해 최적화하는 절차를 도시하고 있으며, 초기 상태는 상기 중계 행렬(G)를 임의의 값으로 설정한 상태를 가정한다. 하지만, 상기 도 6의 절차는 반대로 초기 상태에서 상기 공분산 행렬(Q1, Q2)을 먼저 임의의 값으로 설정하여 수행될 수도 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 수신단은 601단계에서 모든 링크에 대한 채널 정보가 획득되는지 확인한다. 즉, 송신단 및 중계기로부터 수신되는 파일럿 신호를 이용하여 각각의 채널을 추정하고, 상기 중계기로부터 상기 송신단과 중계기 간의 채널 정보가 피드포워드되는지 확인한다. 여기서, 상기 중계기로부터 피드포워드되는 채널 정보는 각 안테나별 채널 이득(Gain) 값이다.
상기 모든 링크에 대한 채널 정보가 획득되면, 상기 수신단은 603단계로 진행하여 상기 중계기를 위한 중계 행렬(G)를 고정 후, 상기 획득된 채널 정보들을 참조하여 상기 송신단을 위한 공분산 행렬(Q1, Q2)을 결정한다.
상기 공분산 행렬(Q1, Q2)을 결정한 후, 상기 수신단은 605단계로 진행하여 상기 송신단에게 상기 결정된 공분산 행렬(Q1, Q2) 정보를 피드백한다.
이후, 상기 수신단은 607단계로 진행하여 협력 전송 방식으로 수신되는 신호의 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭함)를 측정한다.
상기 SINR을 측정한 후, 상기 수신단은 609단계로 진행하여 상기 603단계에서의 공분산 행렬(Q1, Q2) 결정으로 인한 수신 SINR 개선치가 임계값 이하인지 확인한다. 즉, 상기 공분산 행렬(Q1, Q2) 및 중계 행렬(G)의 설정이 최적화되었는지 확인한다.
만일, 상기 SINR 개선치가 임계값보다 작거나 같으면, 상기 수신단은 611단계로 진행하여 현재의 설정이 최종 결정됨을 상기 송신단 및 중계기로 통보한다.
반면, 상기 SINR 개선치가 임계값보다 크면, 상기 수신단은 613단계로 진행하여 모든 링크에 대한 채널 정보가 획득되는지 확인한다.
상기 모든 링크에 대한 채널 정보가 획득되면, 상기 수신단은 615단계로 진행하여 상기 송신단을 위한 공분산 행렬(Q1, Q2)을 고정 후, 상기 중계기를 위한 중계 행렬(G)을 결정한다.
상기 중계 행렬(G)를 결정한 후, 상기 수신단은 617단계로 진행하여 상기 중계기에게 상기 결정된 중계 행렬(G) 정보를 피드백한다.
이후, 상기 수신단은 619단계로 진행하여 협력 전송 방식으로 수신되는 신호의 SINR을 측정한다.
상기 SINR을 측정한 후, 상기 수신단은 621단계로 진행하여 상기 615단계에서의 중계 행렬(G) 결정으로 인한 수신 SINR 개선치가 임계값 이하인지 확인한다. 즉, 상기 공분산 행렬(Q1, Q2) 및 중계 행렬(G)의 설정이 최적화되었는지 확인한다.
만일, 상기 SINR 개선치가 임계값보다 크면, 상기 수신단은 601단계로 되돌아가 본 절차를 반복 수행한다.
반면, 상기 SINR 개선치가 임계값보다 작거나 같으면, 상기 수신단은 611단계로 진행하여 현재의 설정이 최종 결정됨을 상기 송신단 및 중계기로 통보한다.
상기 도 6을 참조하여 설명한 수신단의 동작 절차에서, 상기 607단계 내지 609단계 및 619단계 내지 621단계는 상기 공분산 행렬(Q1, Q2) 및 중계 행렬(G)의 설정이 최적화되었는지 여부를 판단하는 과정이다. 여기서, 도면에 나타난 바와 같이 수신 SINR을 이용하는 방법은 하나의 실시 예이며, 상기 SINR 대신 수신 성능을 나타내는 다른 지표를 사용할 수 있다. 또한, 또 다른 실시 예로 상기 절차가 반복되는 횟수를 카운트하고, 상기 카운트 값을 이용하여 최적화를 판단하는 방법도 가능하다. 즉, 통계적인 관점에서 상기 행렬 결정 과정을 소정 횟수 반복하면 최적화가 이루어진다고 간주하여, 상기 최적화 여부를 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기가 중계 신호의 처리 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 중계기는 701단계에서 송신단으로부터 파일럿 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 파일럿 신호가 수신되면, 상기 중계기는 703단계로 진행하여 상기 송신단과의 각 안테나별 채널을 추정한다.
상기 채널을 추정한 후, 상기 중계기는 705단계로 진행하여 상기 추정된 채널 정보를 수신단으로 피드포워드한다. 또한, 상기 중계기는 상기 수신단으로 파일럿 신호를 송신한다. 여기서, 상기 수신단으로 피드포워드되는 채널 정보는 각 안테나별 채널 이득 값이다.
이후, 상기 중계기는 707단계로 진행하여 상기 수신단으로부터 중계 행렬(G) 정보가 피드백되는지 확인한다.
상기 중계 행렬(G) 정보가 피드백되면, 상기 중계기는 709단계로 진행하여 상기 피드백된 중계 행렬(G) 정보에 따라 송신단으로부터의 신호를 처리하여 상기 수신단으로 송신한다.
이후, 상기 중계기는 711단계로 진행하여 상기 수신단으로부터 최종 중계 행렬(G) 결정이 통보되는지 확인한다. 즉, 마지막으로 피드백된 중계 행렬(G) 정보가 수신 성능을 최대화하는 값인지 확인한다.
만일, 상기 최종 결정이 통보되지 않으면, 상기 중계기는 707단계로 되돌아간다.
반면, 상기 최종 결정이 통보되면, 상기 중계기는 713단계로 진행하여 상기 최종 결정된 중계 행렬(G)에 따라 송신단으로부터의 신호를 수신단으로 중계한다.
이어, 본 발명은 제 2 실시 예에 따른 각 노드들의 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 상기 도 1을 참조하여 제 2 실시 예에 따른 각 노드들의 동작을 간략히 설명하면, 먼저, 수신단(120)은 H0 정보 및 H2 정보를 추정하고, 중계기(130)로부터 H1 정보를 피드포워드 받는다. 이어, 상기 수신단(120)은 상기 채널 정보들을 이용하여 송신단(110)의 송신 안테나를 선택하고, 이를 상기 송신단(110)으로 피드백한다. 또한, 상기 수신단(120)은 상기 추정한 H2 정보를 상기 중계기(130)로 피드백한다. 상기 H2 정보를 피드백받은 상기 중계기(130)는 수신 안테나와 송신 안테나의 매칭 방식, 즉, 안테나 퍼뮤테이션(Permutation) 행렬을 결정한다. 이후, 상기 각 노드들은 결정된 안테나 및 퍼뮤테이션 행렬에 따라 협력 전송 방식으로 통신을 수행한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단이 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 송신단은 801단계로 진행하여 수신단 및 중계기로 파일럿 신호를 송신한다.
이후, 상기 송신단은 803단계로 진행하여 상기 수신단으로부터 안테나 선택 정보가 피드백되는지 확인한다.
상기 안테나 선택 정보가 피드백되면, 상기 송신단은 805단계로 진행하여 상기 선택된 안테나로 협력 전송 방식의 통신을 수행한다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단이 송신단 및 중계기의 신호 전송 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 수신단은 901단계에서 모든 링크에 대한 채널 정보가 획득되는지 확인한다. 즉, 송신단 및 중계기로부터 수신되는 파일럿 신호를 이용하여 각각의 채널을 추정하고, 상기 중계기로부터 상기 송신단과 중계기 간의 채널 정보가 피드포워드되는지 확인한다. 여기서, 상기 피드포워드되는 채널 정보는 상기 중계기가 선호하는 송신단의 송신 안테나 선택 정보이다.
상기 모든 채널의 정보가 획득되면, 상기 수신단은 903단계로 진행하여 추정을 통해 획득한 중계기와 수신단 간의 채널 정보를 상기 중계기에게 피드백한다. 여기서, 상기 피드백되는 채널 정보는 수신단이 선호하는 중계기의 송신 안테나 순위 정보이다.
이후, 상기 수신단은 905단계로 진행하여 상기 송신단의 송신 안테나를 선택한다. 즉, 협력 전송 방식 사용 시, 수신 성능을 최대화할 수 있는 상기 송신단의 송신 안테나를 선택한다.
상기 송신 안테나를 선택한 후, 상기 수신단은 907단계로 진행하여 상기 송신단에게 상기 안테나 선택 정보를 피드백한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기가 중계 신호의 처리 방식을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면, 상기 중계기는 1001단계에서 송신단으로부터 파일럿 신호가 수신되는지 확인한다.
이후, 상기 중계기는 1003단계로 진행하여 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 송신단과의 채널을 추정한다.
상기 채널을 추정한 후, 상기 중계기는 1005단계로 진행하여 상기 추정된 채널 정보를 수신단으로 피드포워드한다. 또한, 상기 중계기는 상기 수신단으로 파일럿 신호를 송신한다. 여기서, 상기 피드포워드되는 채널 정보는 상기 중계기가 선호하는 송신단의 송신 안테나 선택 정보이다.
이후, 상기 중계기는 1007단계로 진행하여 상기 수신단으로부터 상기 중계기와 수신단 간의 채널 정보가 피드백되는지 확인한다. 여기서, 상기 피드백되는 채널 정보는 상기 수신단이 선호하는 중계기의 송신 안테나 순위 정보이다.
상기 채널 정보가 피드백되면, 상기 중계기는 1009단계로 진행하여 신호 중계를 위한 안테나 퍼뮤테이션(Permutaion) 행렬을 결정한다. 즉, 각 안테나별로 수신된 신호를 어느 안테나를 통해 송신할 것인지, 다시 말해, 수신 안테나와 송신 안테나를 어떻게 매칭하여 중계할 것인지를 결정한다.
상기 퍼뮤테이션 행렬을 결정한 후, 상기 중계기는 1011단계로 진행하여 상기 결정된 퍼뮤테이션 행렬에 따라 송신단과 수신단 간 신호 중계를 수행한다.
도 11은 본 발명에 따른 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송 방식의 성능을 도시하고 있다.
상기 도 11은 본 발명의 제 1 실시 예, 제 2 실시 예 및 협력 전송을 사용하지 않은 직접 전송의 경우에 대하여 송신단과 중계기의 거리에 따른 전송률[bps/Hz]을 도시하고 있다. 이때, 신호대 잡음비는 5dB, 중계기의 사용 스트림은 1 개, 중계기의 안테나 수는 3 개인 환경을 가정한다.
상기 도 11을 참조하면, 송신단과 중계기의 거리가 근접한 경우, 즉, 수신단 입장에서 상기 송신단 및 중계기와의 채널이 유사한 경우, 본 발명에 따른 방식은 상기 직접 전송의 경우보다 낮은 전송률을 보임을 확인할 수 있다. 하지만, 상기 송신단과 중계기와의 거리가 멀어질수록 본 발명에 따른 협력 전송 방식이 상기 직접 전송의 경우보다 높은 전송률을 보인다. 하지만, 반대로 상기 중계기와 수신단의 거리가 근접하는 경우, 본 발명에 따른 방식은 상기 직접 전송 경우보다 낮은 전송률을 보인다. 따라서, 상기 송신단, 수신단, 중계기의 상대적 위치를 고려하여 본 발명에 따른 협력 전송 방식을 수행함으로써 시스템의 전송률을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예와 제 2 실시 예를 비교하면, 상기 중계기와 송신단의 거리가 증가함에 따라 상기 두 실시 예의 성능의 상하 관계가 교차하는 지점이 나타난다. 즉, 송신단과 중계기의 거리에 따라, 정확한 채널 정보가 필요한 복잡한 협력 전송 방식에 비해 안테나 선택을 기반으로 하는 간단한 협력 전송 방식의 성능이 더 우수함을 확인할 수 있다.
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 안테나 중계 무선통신 시스템에서 협력 전송을 위한 각 노드들의 신호 처리 방식을 결정함으로써, 상기 협력 전송의 성능을 개선시킬 수 있다.

Claims (36)

  1. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 수신 장치에 있어서,
    송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 추정부와,
    상기 중계기로부터 피드포워드(Feedforward)되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와,
    상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단 안테나별 송신 신호의 전력 조절을 위한 공분산 행렬(Covariance Matrix) 및 상기 중계기의 신호 처리를 위한 중계 행렬(Relay Matrix)을 결정하고, 상기 결정된 행렬들의 정보를 피드백(Feedback)하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 확인부는, 상기 송신단과 중계기 간의 각 안테나별 채널 이득(Gain) 정보를 피드포워드 받는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공분산 행렬 정보는, 상기 송신단의 2 회 전송을 각각 고려한 두 개의 공분산 행렬인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 행렬들의 설정이 최적화되었는지 판단하는 판단부를 더 포함하며,
    상기 피드백부는,
    상기 판단부의 판단 결과 설정이 최적화되지 않은 경우, 상기 공분산 행렬 또는 중계 행렬 중 하나를 재결정하고, 상기 재결정된 행렬 정보를 해당 노드로 피드백하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 행렬들의 설정으로 인한 수신 성능의 개선치를 산출하고, 상기 개선치를 바탕으로 상기 설정이 최적화되었는지 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 행렬의 설정으로 인한 수신 성능의 개선치가 임계값 이하이면, 최적화 되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 판단부는,
    신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio), 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio), 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio) 중 하나를 통해 상기 수신 성능을 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 피드백부가 상기 공분산 행렬 또는 중계 행렬 중 하나를 재결정하고, 상기 재결정된 행렬 정보를 해당 노드로 피드백하는 동작을 소정 횟수 반복하면, 설정이 최적화되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 수신 장치에 있어서,
    송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 추정부와,
    상기 중계기로부터 피드포워드(Feedforward)되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와,
    상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단의 송신 안테나를 선택하여, 상기 선택 정보를 상기 송신단으로 피드백(Feedback)하고, 상기 중계기와의 채널 정보를 상기 중계기로 피드백하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 확인부는, 상기 중계기가 선호하는 상기 송신단의 송신 안테나 정보를 피드포워드 받는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 피드백부는, 상기 수신 장치가 선호하는 상기 중계기의 송신 안테나 정보를 상기 중계기로 피드백하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 송신 장치에 있어서,
    수신단으로부터 피드백(Feedback)되는 공분산 행렬(Covariance Matrix) 정보에 따라 안테나별 송신 신호의 전력을 조절하는 처리부와,
    상기 공분산 행렬이 최종 결정될 때까지, 상기 수신단으로부터 피드백되는 공분산 행렬 정보를 재확인하여 상기 처리부로 제공하는 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 공분산 행렬 정보는, 상기 송신단의 2 회 전송을 각각 고려한 두 개의 공분산 행렬인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 중계 장치에 있어서,
    송신단과의 채널을 추정하는 추정부와,
    수신단으로 피드포워드(Feedforward)할 상기 송신단과의 채널 정보를 구성하는 구성부와,
    상기 수신단으로부터 피드백(Feedback)되는 중계 행렬 정보에 따라 중계 신호를 처리하는 처리부와,
    상기 중계 행렬이 최종 결정될 때까지, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 행렬 정보를 재확인하여 상기 처리부로 제공하는 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 구성부는, 상기 송신단과의 각 안테나별 채널 이득(Gain) 정보를 포함하는 채널 정보를 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을 수행하는 중계 장치에 있어서,
    송신단과의 채널을 추정하는 추정부와,
    수신단으로 피드포워드(Feedforward)할 상기 송신단과의 채널 정보를 구성하는 구성부와,
    상기 수신단으로부터 피드백(Feedback)되는 중계 장치와 수신단 간의 채널 정보를 확인하는 확인부와,
    상기 추정부 및 확인부로부터의 채널 정보를 이용하여 송수신 안테나 간 퍼뮤테이션(Permutation) 방식을 결정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 구성부는, 상기 중계 장치가 선호하는 송신단의 송신 안테나 정보를 포함하는 채널 정보를 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 확인부는, 상기 송신단이 선호하는 상기 중계 장치의 송신 안테나 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단의 협력 전송 수행 방법에 있어서,
    송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 과정과,
    상기 중계기로부터 피드포워드(Feedforward)되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 과정과,
    상기 채널 정보들을 이용하여 상기 송신단 안테나별 송신 신호의 전력 조절을 위한 공분산 행렬(Covariance Matrix) 및 상기 중계기의 신호 처리를 위한 중계 행렬(Relay Matrix)을 결정하는 과정과,
    상기 결정된 행렬들의 정보를 피드백(Feedback)하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 중계기로부터 피드포워드되는 채널 정보는, 상기 송신단과 중계기 간의 각 안테나별 채널 이득(Gain) 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 공분산 행렬 정보는, 상기 송신단의 2 회 전송을 각각 고려한 두 개의 공분산 행렬인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 행렬들의 설정이 최적화되었는지 판단하는 과정과,
    상기 판단 결과 설정이 최적화되지 않은 경우, 상기 공분산 행렬 또는 중계 행렬 중 하나를 재결정하는 과정과,
    상기 재결정된 행렬 정보를 해당 노드로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 행렬들의 설정이 최적화되었는지 판단하는 과정은,
    상기 행렬들의 설정으로 인한 수신 성능의 개선치를 산출하는 과정과,
    상기 개선치를 바탕으로 상기 설정이 최적화되었는지 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 행렬들의 설정이 최적화되었는지 판단하는 과정은,
    상기 행렬의 설정으로 인한 수신 성능의 개선치와 기 설정된 임계값을 비교하는 과정과,
    상기 개선치가 상기 임계값 이하이면, 최적화되었다고 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 수신 성능은,
    신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio), 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio), 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio) 중 하나를 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 행렬들의 설정이 최적화되었는지 판단하는 과정은,
    상기 공분산 행렬 또는 중계 행렬 중 하나를 재결정하고, 상기 재결정된 행렬 정보를 해당 노드로 피드백하는 과정의 반복 횟수를 확인하는 과정과,
    상기 반복 횟수가 소정 횟수에 도달하면, 설정이 최적화되었다고 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 수신단의 협력 전송 수행 방법에 있어서,
    송신단 및 중계기와의 채널을 추정하는 과정과,
    상기 중계기로부터 피드포워드(Feedforward)되는 상기 중계기와 송신단 간의 채널 정보를 확인하는 과정과,
    채널 정보들을 이용하여 상기 송신단의 송신 안테나를 선택하고, 상기 선택 정보를 상기 송신단으로 피드백(Feedback)하는 과정과,
    상기 중계기와의 채널 정보를 상기 중계기로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 중계기로부터 피드포워드되는 채널 정보는, 상기 중계기가 선호하는 상기 송신단의 송신 안테나 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 27항에 있어서,
    상기 중계기로 피드백되는 채널 정보는, 상기 수신단이 선호하는 상기 중계기의 송신 안테나 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 송신단의 협력 전송 수행 방법에 있어서,
    수신단으로부터 피드백(Feedback)되는 공분산 행렬(Covariance Matrix) 정보를 확인하는 과정과,
    상기 공분산 행렬 정보에 따라 안테나별 송신 신호의 전력을 조절하는 과정과,
    상기 공분산 행렬이 최종 결정되지 않으면, 상기 수신단으로부터 피드백되는 공분산 행렬 정보를 재확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 공분산 행렬 정보는, 상기 송신단의 2 회 전송을 각각 고려한 두 개의 공분산 행렬인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기의 협력 전송 수행 방법에 있어서,
    송신단과의 채널을 추정하여, 수신단으로 상기 송신단과의 채널 정보를 피드포워드(Feedforward)하는 과정과,
    상기 수신단으로부터 피드백(Feedback)되는 중계 행렬(Relay Matrix) 정보를 확인하는 과정과,
    상기 중계 행렬 정보에 따라 중계 신호를 처리하는 과정과,
    상기 중계 행렬이 최종 결정되지 않으면, 상기 수신단으로부터 피드백되는 중계 행렬 정보를 재확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 피드포워드되는 채널 정보는, 상기 송신단과의 각 안테나별 채널 이득(Gain) 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 중계기의 협력 전송 수행 방법에 있어서,
    송신단과의 채널을 추정하는 과정과,
    수신단으로 상기 송신단과의 채널 정보를 피드포워드(Feedforward)하는 과정과,
    상기 수신단으로부터 피드백(Feedback)되는 중계기와 수신단 간의 채널 정보를 확인하는 과정과,
    상기 채널 정보들을 이용하여 송수신 안테나 간 퍼뮤테이션(Permutation) 방식을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 피드포워드하는 채널 정보는, 상기 중계기가 선호하는 송신단의 송신 안테나 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 피드백되는 채널 정보는, 상기 수신단이 선호하는 상기 중계기의 송신 안테나 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
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