KR20080085382A - 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템 및 이를위한 방법 - Google Patents

공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템 및 이를위한 방법 Download PDF

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Abstract

공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템 및 이를 위한 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은 차이 빔포밍 벡터를 생성하고, 개별 파일럿을 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신하는 기지국, 및 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신된 개별 파일럿을 수신하여 빔포밍 벡터를 생성하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 이동국을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 간섭 배제 스케쥴링이 적용된 제로 포싱 프리코딩 시스템에서 효율적인 실효 채널 산출이 가능하다.
MIMO, SDMA, ZF-Precoding

Description

공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템 및 이를 위한 방법 {SPACE DIVISION MULTIPLE ACCESS MULTI-USER WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR THE SAME}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 빔포밍 벡터 정보 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 기지국
111: 사용자 선택부
112: 프리코딩부
120: 이동국들
121: 이동국
본 발명은 멀티 유저 무선 통신 시스템(multi-user wireless communication system)에 관한 것으로, 특히 다중 사용자 멀티 유저 무선 통신 시스템의 실효 채널 산출에 관한 것이다.
MIMO(Multi Input Multi Output) 이동 통신 시스템은 주파수와 전력의 추가 없이도 송/수신 다중안테나를 이용하여 전송 용량을 늘릴 수 있다. 그러나, MIMO 이동 통신 시스템은 이동국에도 다중 수신 안테나가 필요하고 수신기 구현이 매우 복잡한 문제점이 있다.
공간 분할 다중 접속(Space Division Multiple Access; SDMA) 멀티 유저 무선 통신 시스템은 공간 자원을 다중 사용자에게 분산하여 할당하는 방식으로 수신기의 복잡도를 줄일 수 있어 최근 이에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다.
공간 분할 다중 접속(Space Division Multiple Access; SDMA) 멀티 유저 무선 통신 시스템은 여러 사용자의 스트림에 대하여 각각의 스트림 별로 다른 빔포밍 벡터(beamforming vector)를 여러 사용자의 스트림을 동시에 전송할 수 있도록 한다. 이 때, 다중 스트림에 대한 빔포밍을 프리코딩(precoding)이라고 한다.
다중 스트림을 전송하는 경우 채널들 사이에 간섭이 발생하므로 채널간의 간섭을 줄이기 위해 복잡한 수신기가 요구되는데, 이 경우 프리코딩을 통하여 채널간 간섭을 효과적으로 완화할 수 있다.
프리코딩은 크게 선형 프리코딩 및 비선형 프리코딩으로 나눠질 수 있는데, 최근 제로 포싱 프리코딩(zero-forcing precoding) 등 효율적인 선형 프리코딩 기법이 활발히 연구되고 있다.
기지국에서 프리코딩을 하기 위해서는 먼저 이동국들의 채널 정보(Channel State Information; CSI)를 알아야 한다. 기지국은 이동국들의 채널 정보를 이용하여 이동국별로 사용될 빔포밍 벡터를 생성한다. 이 때, 이동국들의 채널 정보는 이동국들 각각에서 기지국으로 피드백된다.
제로 포싱 프리코딩은 다른 사용자들에게 간섭을 일으키지 않도록 빔포밍 벡터를 선택한다. 즉, 제로 포싱 프리코딩 기법에 따르면 각 사용자의 빔은 다른 사용자의 채널과 직교하도록 형성된다.
사용자 수가 많은 경우에는 전송 용량을 최대화하도록 사용자들을 선택하는 과정이 필요하다. 이 때, 간섭(interference)이 높은 사용자들을 배제하여 사용자 선택의 복잡도를 줄이는 것을 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS)이라 한다. 특히, 제로 포싱 프리코딩이 적용되는 시스템에서는 서로 채널이 직교에 가까운 사용자들을 선택하면 간섭이 높은 사용자들을 배제할 수 있다. 예를 들어, 여러 사용자들 중 기설정된 정도 이상의 직교성을 가지는 사용자들만을 선택함으로써 효율적으로 간섭이 높은 사용자들을 배제할 수 있다.
공간 분할 다중 접속(Space Division Multiple Access; SDMA) 멀티 유저 무선 통신 시스템은 이동국에서 실효 채널을 알아야 하는 경우가 있다. 이 때, 실효 채널은 각 이동국의 채널 벡터에 해당 이동국에 적용된 빔포밍 벡터의 곱에 상응하 는 것일 수 있다. 통상적으로 이동국에서는 채널 벡터를 알고 있으므로, 기지국에서 이동국으로 해당 이동국의 빔포밍 벡터를 알려주면 이동국에서 실효 채널을 계산할 수 있다.
따라서, 보다 효율적으로 이동국에서 실효 채널을 산출할 수 있고, 특히 제로 포싱 프리코딩 및 간섭 배제 스케쥴링이 적용된 멀티 유저 무선 통신 시스템에서 효과적으로 적용될 수 있는 새로운 실효 채널 산출 방법의 필요성이 절실하게 대두된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 특히 제로 포싱 프리코딩 및 간섭 배제 스케쥴링이 적용된 멀티 유저 무선 통신 시스템의 이동국에서 효과적으로 실효 채널을 산출하도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이동국에 빔포밍 벡터를 알려주기 위해 필요한 정보량을 줄이는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전력 효율 감소 없이 이동국에 빔포밍 벡터를 알려주기 위해 필요한 정보량을 줄이는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기지국에서 개별 파일럿을 전송하지 아니하고도 각 이동국이 빔포밍 벡터를 산출하여 해당 이동국의 실효 채널을 산출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은, 차이 빔포밍 벡터를 생성하고, 개별 파일럿을 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신하는 기지국, 및 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신된 개별 파일럿을 수신하여 빔포밍 벡터를 생성하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 이동국을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 차이 빔포밍 벡터는 상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터의 차에 상응하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은 이동국들로부터 피드백된 채널 정보들 중에서 선택된 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 상기 이동국들로 송신하는 기지국, 및 상기 기지국으로부터 상기 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 수신하여 빔포밍 매트릭스를 산출하고, 상기 빔포밍 매트릭스에서 빔포밍 벡터를 선택하고 선택된 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 이동국을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 빔포밍 벡터 정보 송신 방법은 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템의 기지국이 둘 이상의 이동국들로부터 수신된 채널 정보들을 이용하여 상기 이동국들 중 하나의 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 산출하는 단계, 상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터 사이의 차를 이용하여 차이 빔포밍 벡터를 생성하는 단계, 및 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 상기 이동국에 상응하는 개별 파일럿을 상기 이동국으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 개별 파일럿은 상기 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례하는 전력을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템의 이동국이 기지국으로부터 차이 빔포밍 벡터를 통하여 전송된 개별 파일럿을 수신하는 단계, 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 전송된 개별 파일럿을 이용하여 상기 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 생성하는 단계, 및 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 상기 이동국의 실효 채널을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 공간 분할 다중 접속 사용자 무선 통신 시스템의 기지국으로부터 선택된 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 수신하는 단계, 상기 채널 정보들을 이용하여 빔포밍 매트릭스를 산출하는 단계, 및 상기 빔포밍 매트릭스에서 빔포밍 벡터를 선택하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유 저 무선 통신 시스템은 기지국(110) 및 이동국들(120)을 포함한다.
기지국(110)은 사용자 선택부(111) 및 프리코딩부(112)를 포함한다.
사용자 선택부(111)는 이동국들(120)로부터 수신된 채널 정보들(CSI)을 이용하여 사용자들을 선택하여 그룹화한다. 이 때, 사용자 선택부(111)는 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS)에 의하여 사용자들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자 선택부(111)는 여러 사용자들 중 기설정된 정도 이상의 직교성을 가지는 사용자들만을 선택할 수 있다.
프리코딩부(112)는 선택된 사용자들에 대하여 프리코딩을 수행한다. 즉, 프리코딩부(112)는 선택된 사용자들 각각에 대하여 빔포밍 벡터를 생성하고, 생성된 빔포밍 벡터를 통하여 사용자들 각각에 상응하는 스트림이 이동국들(120)로 전송되도록 한다. 이 때, 프리코딩부(112)는 제로 포싱(zero forcing) 프리코딩을 수행할 수 있다.
코히어런트(coherent) 검출을 위해서는 이동국들 각각에 상응하는 실효 채널을 알아야 한다. 이 때, 실효 채널은 이동국들 각각에 상응하는 채널 벡터에 빔포밍 벡터를 곱한 값에 상응한다. 즉, 실효 채널을 알기 위해서는 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 알아야 한다.
이동국들(120) 각각은 선택된 그룹 내의 다른 사용자들의 CSI를 알지 못하기 때문에 빔포밍 벡터를 계산해낼 수 없다.
따라서, 기지국(110)은 이동국들(120)로 각각의 빔포밍 벡터를 알려주기 위해 이동국 별로 개별 파일럿을 전송한다.
이동국들(120) 각각이 개별 파일럿을 수신하면 실효 채널을 측정할 수 있다.
도 1에 도시된 기지국(110)은 제로 포싱 프리코딩 및 간섭 배제 스케쥴링이 적용된 경우 효율적으로 이동국들(120)로 빔포밍 벡터 정보를 제공하기 위해, 차이 빔포밍 벡터를 생성하고, 개별 파일럿을 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신한다.
이 때, 차이 빔포밍 벡터는 상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터의 차에 상응하는 것일 수 있다.
이 때, 개별 파일럿은 상기 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례하는 전력을 가질 수 있다.
제로 포싱 프리코딩 및 간섭 배제 스케쥴링이 적용된 경우, 선택된 그룹 내의 사용자들끼리는 높은 직교성이 보장되므로 특정 사용자에 적용되는 빔포밍 벡터는 해당 사용자의 채널과 유사하다. 따라서, 채널 벡터와 빔포밍 벡터의 차에 해당하는 차이 빔포밍 벡터만을 전송함으로써, 이동국들(120)에 빔포밍 벡터 정보를 제공하기 위해 기지국(110)이 전송해야 하는 정보량을 크게 줄일 수 있다.
이동국(121)은 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신된 개별 파일럿을 수신하여 빔포밍 벡터를 생성하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출한다.
이 때, 실효 채널은 상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터를 곱하여 산출될 수 있다.
이하, 기지국(110)이 개별 파일럿을 빔포밍 벡터를 통하여 전송하는 경우에 대해 살펴본다. 이 경우, 이동국(121)이 수신한 신호는 아래 수학식 1과 같이 표 현될 수 있다.
Figure 112007021881685-PAT00001
여기서, h는 채널 벡터, v는 빔포밍 벡터, p는 개별 파일럿이고, n은 수신단 노이즈이다.
이동국(121)에서 산출하고자 하는 실효 채널은 h와 v의 곱에 해당한다.
이 때, 빔포밍 벡터 v를 채널 벡터 h와 인디펜던트(independent)한 단위 크기의 isotropic random beamforming vector로 가정하면 전송 효율을 표시하기 위한 전송 신호 벡터 x = vp에 대한 신호대 잡음비는 다음과 같이 구해진다.
Figure 112007021881685-PAT00002
여기서, 전송 신호의 평균 전력은 E[||x||2]=P로 한정하였다.
한편, 채널 벡터를 v =
Figure 112007021881685-PAT00003
+
Figure 112007021881685-PAT00004
와 같이 평균값(
Figure 112007021881685-PAT00005
)과 차이값(
Figure 112007021881685-PAT00006
)으로 표현 하고, 임의의 빔포밍 벡터 v중 차이 벡터인
Figure 112007021881685-PAT00007
의 평균 크기가 1보다 작은 경우를 고려해보자. 이 때, 전송 효율은 차이값 전송 신호 벡터
Figure 112007021881685-PAT00008
p에 대한 신호대 잡음비로 나타낼 수 있고, 이는 다음과 같이 구해진다.
Figure 112007021881685-PAT00009
이 때,
Figure 112007021881685-PAT00010
는
Figure 112007021881685-PAT00011
의 평균 전력으로,
Figure 112007021881685-PAT00012
이다. 이 때, 전송 신호 벡터 x=vp와 같이 보내는 경우에는 신호대 잡음비에 해당하는 전력 효율이
Figure 112007021881685-PAT00013
배로 떨어짐을 알 수 있다. 물론, 본 발명의 실시예는 빔포밍 벡터와 채널 벡터의 차를 차이 벡터로 설정하므로 엄밀히 말하면 상기 수학식 3과 다소 상이한 전송 효율을 가질 수 있으나, 대략적으로 상기 수학식 3과 같은 전송 효율을 가지는 것으로 볼 수 있다.
개별 파일럿을 빔포밍 벡터 자체(v)를 통해서 보내는 것이 아니라, 차이 빔포밍 벡터(
Figure 112007021881685-PAT00014
)를 통해
Figure 112007021881685-PAT00015
로 보내면, 전력 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 개별 파일럿을 이동국(121)에서 수신한 신호는 다음과 같이 바뀌게 된다.
Figure 112007021881685-PAT00016
이 때, 전송 효율을 표시하기 위한 신호대 잡음비는 다음과 같이 구해진다.
Figure 112007021881685-PAT00017
상기 수학식 5를 상기 수학식 2와 비교하면, 기지국(110)이 차이 빔포밍 벡터를 송신하면서도 전송 효율이 떨어지지 않는 것을 알 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은 기지국이 이동국들로부터 피드백된 채널 정보들 중에서 선택된 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 상기 이동국들로 송신하고, 이동국이 상기 기지국으로부터 상기 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 수신하여 빔포밍 매트릭스를 산출하고, 상기 빔포밍 매트릭스에서 빔포밍 벡터를 선택하고 선택된 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출할 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통 신 시스템에서는 기지국이 각 이동국들로부터 피드백된 채널 인덱스 값 중에서 선택된 모든 이동국들에 해당하는 정보들을 선택된 각 이동국들로 송신할 수 있다. 이 때, 이동국들의 선택은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS) 기법에 의하여 수행될 수 있다.
각 이동국들에서는 송신된 정보들을 이용하여 기지국에서와 마찬가지로 전체 빔포밍 매트릭스를 구한다. 이 때, 빔포밍 매트릭스는 제로 포싱 프리코딩에 의하여 구해질 수도 있다.
각 이동국들은 빔포밍 매트릭스에서 자신에게 할당된 빔포밍 벡터를 얻고, 빔포밍 벡터 및 채널 벡터를 이용하여 실효 채널을 구한다. 이 때, 빔포밍 벡터에 대해서는 그 크기에 대한 스케일링 상수(scaling constant)가 곱해질 수도 있다.
이와 같이, 각 이동국에서 빔포밍 매트릭스 자체를 산출함으로써, 개별 파일럿 채널을 할당하지 아니하고도 각 이동국이 실효 채널을 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 빔포밍 벡터 정보 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 2에 도시된 빔포밍 벡터 정보 송신 방법은 도 1에 도시된 기지국에서 수행되는 기능에 상응한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 빔포밍 벡터 정보 송신 방법은 먼저 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템의 기지국이 둘 이상의 이동국들로부터 수신된 채널 정보들을 이용하여 상기 이동국들 중 하나의 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 산출한다(S210).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 빔포밍 벡터 정보 송신 방법은 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터 사이의 차를 이용하여 차이 빔포밍 벡터를 생성한다(S220).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 빔포밍 벡터 정보 송신 방법은 차이 빔포밍 벡터를 통하여 상기 이동국에 상응하는 개별 파일럿을 상기 이동국으로 송신한다(S230).
이 때, 개별 파일럿은 상기 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례하는 전력을 가질 수 있다.
이 때, 빔포밍 벡터는 제로 포싱(zero forcing) 프리코딩 기법에 의하여 산출될 수 있다.
이 때, 상기 기지국은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS) 기법에 의하여 상기 이동국들을 선택할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3에 도시된 빔포밍 벡터 정보 송신 방법은 도 1에 도시된 이동국에서 수행되는 기능에 상응한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템의 이동국이 기지국으로부터 차이 빔포밍 벡터를 통하여 전송된 개별 파일럿을 수신한다(S310).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 상기 차 이 빔포밍 벡터를 통하여 전송된 개별 파일럿을 이용하여 상기 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 생성한다(S320).
이 때, 단계(S320)는 상기 이동국의 채널 벡터에 상기 차이 빔포밍 벡터를 합산 또는 감산하여 상기 빔포밍 벡터를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 상기 이동국의 실효 채널을 산출한다(S330).
이 때, 단계(S330)는 상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터를 곱하여 상기 이동국의 실효 채널을 산출할 수 있다.
이 때, 개별 파일럿은 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례할 수 있다.
이 때, 빔포밍 벡터는 제로 포싱(zero forcing) 프리코딩에 상응하는 것일 수 있고, 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS)이 적용된 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 공간 분할 다중 접속 사용자 무선 통신 시스템의 기지국으로부터 선택된 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 수신한다(S410).
즉, 도 4에 도시된 실시예에서는 기지국이 각각의 이동국들로 선택된 그룹에 속하는 이동국들의 채널 벡터 정보를 송신할 수 있다.
이 때, 기지국은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS) 기법에 의하여 상기 이동국들을 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 상기 채널 정보들을 이용하여 빔포밍 매트릭스를 산출한다(S420).
이 때, 단계(S420)는 통상적으로 기지국에서 빔포밍 매트릭스를 산출하는 방식과 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 제로 포싱(zero forcing) 프리코딩 기법에 의하여 빔포밍 매트릭스를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 실효 채널 산출 방법은 상기 빔포밍 매트릭스에서 빔포밍 벡터를 선택하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출한다(S430).
본 발명에 따른 실시예는 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 본 발명을 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 포함된 다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 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 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템 및 이를 위한 방법은, 특히 제로 포싱 프리코딩 및 간섭 배제 스케쥴링이 적용된 멀티 유저 무선 통신 시스템의 이동국에서 효과적으로 실효 채널을 산출하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 이동국에 빔포밍 벡터를 알려주기 위해 필요한 정보량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 전력 효율 감소 없이 이동국에 빔포밍 벡터를 알려주기 위해 필요한 정보량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 기지국에서 개별 파일럿을 전송하지 아니하고도 각 이동국이 빔포밍 벡터를 산출하여 해당 이동국의 실효 채널을 산출할 수 있도록 할 수 있다.

Claims (23)

  1. 차이 빔포밍 벡터를 생성하고, 개별 파일럿을 상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신하는 기지국; 및
    상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 송신된 개별 파일럿을 수신하여 빔포밍 벡터를 생성하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 이동국
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차이 빔포밍 벡터는
    상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터의 차에 상응하는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실효 채널은
    상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터를 곱하여 산출되는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개별 파일럿은
    상기 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례하는 전력을 가지는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 빔포밍 벡터는
    제로 포싱(zero forcing) 프리코딩에 상응하는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS)이 적용된 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  7. 이동국들로부터 피드백된 채널 정보들 중에서 선택된 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 상기 이동국들로 송신하는 기지국; 및
    상기 기지국으로부터 상기 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 수신하여 빔포밍 매트릭스를 산출하고, 상기 빔포밍 매트릭스에서 빔포밍 벡터를 선택하고 선택된 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 이동국
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 빔포밍 매트릭스는
    제로 포싱(zero forcing) 프리코딩 기법에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS) 기법에 의하여 상기 이동국들을 선택하는 것을 특징으로 하는 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템.
  10. 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템의 기지국이 둘 이상의 이동국들로부터 수신된 채널 정보들을 이용하여 상기 이동국들 중 하나의 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 산출하는 단계;
    상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터 사이의 차를 이용하여 차이 빔포밍 벡터를 생성하는 단계; 및
    상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 상기 이동국에 상응하는 개별 파일럿을 상기 이동국으로 송신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 벡터 정보 송신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 개별 파일럿은
    상기 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례하는 전력을 가지는 것을 특징으로 하는 빔포밍 벡터 정보 송신 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 빔포밍 벡터는
    제로 포싱(zero forcing) 프리코딩 기법에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 빔포밍 벡터 정보 송신 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 기지국은
    간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS) 기법에 의하여 상기 이동국들을 선택하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 벡터 정보 송신 방법.
  14. 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템의 이동국이 기지국으로부터 차이 빔포밍 벡터를 통하여 전송된 개별 파일럿을 수신하는 단계;
    상기 차이 빔포밍 벡터를 통하여 전송된 개별 파일럿을 이용하여 상기 이동국에 상응하는 빔포밍 벡터를 생성하는 단계; 및
    상기 빔포밍 벡터를 이용하여 상기 이동국의 실효 채널을 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 빔포밍 벡터를 생성하는 단계는
    상기 이동국의 채널 벡터에 상기 차이 빔포밍 벡터를 합산 또는 감산하여 상기 빔포밍 벡터를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 실효 채널을 산출하는 단계는
    상기 빔포밍 벡터와 상기 이동국의 채널 벡터를 곱하여 상기 이동국의 실효 채널을 산출하는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 개별 파일럿은
    상기 차이 빔포밍 벡터의 평균 전력에 반비례하는 전력을 가지는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 빔포밍 벡터는
    제로 포싱(zero forcing) 프리코딩에 상응하는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 공간 분할 다중 접속 멀티 유저 무선 통신 시스템은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS)이 적용된 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  20. 공간 분할 다중 접속 사용자 무선 통신 시스템의 기지국으로부터 선택된 이동국들에 상응하는 채널 정보들을 수신하는 단계;
    상기 채널 정보들을 이용하여 빔포밍 매트릭스를 산출하는 단계; 및
    상기 빔포밍 매트릭스에서 빔포밍 벡터를 선택하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 실효 채널을 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 빔포밍 매트릭스는
    제로 포싱(zero forcing) 프리코딩 기법에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 기지국은 간섭 배제 스케쥴링(Interference Avoidance Scheduling; IAS) 기법에 의하여 상기 이동국들을 선택하는 것을 특징으로 하는 이동국의 실효 채널 산출 방법.
  23. 제10항 내지 제22항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010079933A2 (en) * 2009-01-08 2010-07-15 Lg Electronics Inc. Method of cooperative transmission
WO2010062051A3 (ko) * 2008-11-02 2010-07-22 엘지전자 주식회사 다중 입출력 시스템에서 공간 다중화 프리코딩 방법
US8462873B2 (en) 2009-09-01 2013-06-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication system performing interference alignment and interference alignment method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8320301B2 (en) * 2002-10-25 2012-11-27 Qualcomm Incorporated MIMO WLAN system
BRPI0412570A (pt) * 2003-07-16 2006-09-19 Nokia Corp método e arranjo para controlar recursos de comunicação de um sistema de telecomunicações, e, controlador de um sistema de telecomunicações

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010062051A3 (ko) * 2008-11-02 2010-07-22 엘지전자 주식회사 다중 입출력 시스템에서 공간 다중화 프리코딩 방법
US8842640B2 (en) 2008-11-02 2014-09-23 Lg Electronics Inc. Pre-coding method for spatial multiplexing in multiple input and output system
WO2010079933A2 (en) * 2009-01-08 2010-07-15 Lg Electronics Inc. Method of cooperative transmission
WO2010079933A3 (en) * 2009-01-08 2010-09-16 Lg Electronics Inc. Method of cooperative transmission
US9496928B2 (en) 2009-01-08 2016-11-15 Lg Electronics Inc. Method of cooperative transmission based on control information received from multi-cells in wireless communication system
US8462873B2 (en) 2009-09-01 2013-06-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication system performing interference alignment and interference alignment method

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