KR20080096079A - 다중 입력 다중 출력 시스템의 부분 적응 송신 장치 및 방법 - Google Patents

다중 입력 다중 출력 시스템의 부분 적응 송신 장치 및 방법 Download PDF

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KR20080096079A
KR20080096079A KR1020070041018A KR20070041018A KR20080096079A KR 20080096079 A KR20080096079 A KR 20080096079A KR 1020070041018 A KR1020070041018 A KR 1020070041018A KR 20070041018 A KR20070041018 A KR 20070041018A KR 20080096079 A KR20080096079 A KR 20080096079A
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Abstract

본 발명은 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템의 부분 적응 송신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 송신 안테나간의 상관도 행렬과 평균 SNR(Signal to Noise Ratio) 정보를 추정하는 과정과, 상기 추정된 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 상기 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성된 장기 선처리 행렬을 산출하는 과정을 포함하여, 피드백 정보의 양을 줄이면서도 종래 기술에 따른 완전 적응 송신 기법에 근접하는 성능을 제공할 수 있는 이점이 있다.
MIMO, 채널 상관, 공간 상관도, 부분 적응 송신

Description

다중 입력 다중 출력 시스템의 부분 적응 송신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PARTIAL ADAPTIVE TRANSMISSION IN A MIMO SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 MIMO 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 시스템에서 수신단의 장기 선처리(long-term precoding) 행렬 피드백 절차를 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 시스템에서 수신단의 단기 선처리(short-term precoding) 행렬 피드백 절차를 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 시스템에서 송신단의 데이터 송신 절차를 도시한 흐름도, 및
도 5는 종래 기술과 본 발명에 따른 적응 MIMO 송신 기법을 비교 도시한 그래프.
본 발명은 MIMO 시스템의 부분 적응 송신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 채널 상관 행렬의 주요 고유 차원을 이용하여 데이터를 송신하기 위한 부분 적응 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
MIMO 시스템에서 채널정보는 높은 시스템 용량 달성을 위해 중요하다. 송신단에서 상기 MIMO 채널 정보를 알고 있는 경우, 특이 값 분해(Singular Value Decomposition : 이하 'SVD'라 칭함) 및 워터 필링 기법을 이용하여 채널 용량을 달성할 수 있다. 상기 MIMO 시스템에서 상기 정보는 일반적으로 여러 개의 복소수로 표현되며, 시변하는 채널 환경에서 상기 정보들은 시간에 따라 변하게 된다. 따라서, 실제 시스템에서 상기 정보는 주기적으로 수신단에서 송신단으로 피드백되어야하며, 이는 피드백 정보 부담을 야기하게 된다. 상기 피드백 정보량의 부담을 줄이기 위하여 양자화 기법(quantization method)이 사용될 수 있으나, MIMO 채널의 차원이 커짐에 따라 양자화 잡음(quantization noise)이 증가하며 이에 따른 성능 열화도 커지는 단점이 있다.
종래 기술에 따른 적응 MIMO 송신 기법으로 완전 적응 송신 기법을 살펴보면 다음과 같다. 송신단에
Figure 112007031790821-PAT00001
개의 안테나가 있고, 수신단에
Figure 112007031790821-PAT00002
개의 안테나가 있는 시스템 모델을 가정하면, 수신신호는 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00003
여기서, 상기 H는 각 원소의 평균이 0이고 분산이 1인
Figure 112007031790821-PAT00004
차원의 채널 행렬이고, 상기 x는 전력 제약이 P인
Figure 112007031790821-PAT00005
차원의 송신신호 벡터이며, 상기 n은 각 원소의 분산이 1인
Figure 112007031790821-PAT00006
차원의 적응 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise : AWGN)이다.
여기서, 채널 상관 행렬(correlation matrix)은 하기 <수학식 2>와 같이 정의한다.
Figure 112007031790821-PAT00007
여기서, 상기 *는 켤레 전치 연산을 나타내며, 상기 채널 상관 행렬은 하기 <수학식 3>과 같이 SVD 분해 가능하다.
Figure 112007031790821-PAT00008
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00009
는
Figure 112007031790821-PAT00010
차원의 유니터리 행렬이고, 상기
Figure 112007031790821-PAT00011
는 대각원소
Figure 112007031790821-PAT00012
를 가진
Figure 112007031790821-PAT00013
차원의 대각 행 렬로서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00014
이다. 여기서, 상기 채널 행렬은 상기 채널 상관 행렬을 이용하여 하기 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00015
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00016
는
Figure 112007031790821-PAT00017
차원의 행렬이며, 하기 <수학식 5>를 만족한다.
Figure 112007031790821-PAT00018
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00019
는 상기
Figure 112007031790821-PAT00020
의 i번째 열(column)이다.
여기서, 상기 완전 적응 송신 기법을 적용한 MIMO 시스템의 용량(capacity)은 하기 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00021
여기서, 상기 용량은 송신 공분산 행렬(Covariance Matrix)
Figure 112007031790821-PAT00022
을 최적화함으로써 최대화 가능하며, 상기 최적의 공분산 행렬은 하기 <수학식 7>과 같이 분해되는 순시 채널 행렬과 연관이 있다.
Figure 112007031790821-PAT00023
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00024
와
Figure 112007031790821-PAT00025
는 각각
Figure 112007031790821-PAT00026
및
Figure 112007031790821-PAT00027
차원의 유니터리 행렬이며, 상기
Figure 112007031790821-PAT00028
는 0보다 큰 대각 원소
Figure 112007031790821-PAT00029
를 가지고 그 외의 원소로 0의 값을 가지는
Figure 112007031790821-PAT00030
차원의 대각(diagonal) 행렬이다. (단, 상기
Figure 112007031790821-PAT00031
이다.) 이때, 최적의
Figure 112007031790821-PAT00032
는 하기 <수학식 8>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00033
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00034
는 상기 용량을 최대화하는 최적 송신 전력으로, 처음
Figure 112007031790821-PAT00035
개의 대각 원소는
Figure 112007031790821-PAT00036
에 대한 워터 필링(water filling) 기법을 통해 획득하고, 나머지 대각 원소는 0의 값을 가지는
Figure 112007031790821-PAT00037
차원의 대각 행렬이다. 따라서, 송신단은 송신 전력 할당 정보
Figure 112007031790821-PAT00038
및 이에 해당하는
Figure 112007031790821-PAT00039
차원의 선처리 행렬
Figure 112007031790821-PAT00040
을 필요로 하게 된다. 여기서, 상기 <수학식 6>의 시스템 용량은 하기 <수학식 9>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00041
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00042
는 상기 채널 행렬 H의 i번째 특이값(singular value)이고, 상기
Figure 112007031790821-PAT00043
는 i번째 공간 채널에 할당된 송신 전력이다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 적응 MIMO 송신 기법은 피드백 정보량의 부담이 큰 문제점이 있다. 따라서, 상기 피드백 정보량의 부담을 줄이는 동시에 성능 향상을 극대화할 수 있는 새로운 적응 MIMO 송신 기법의 제안이 필요하다.
본 발명의 목적은 MIMO 시스템의 부분 적응 송신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 부분 채널 정보를 이용한 부분 적응 송신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 송신 안테나간 상관도 정보를 이용하여 데이터를 송신하기 위한 부분 적응 송신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 채널 상관 행렬의 주요 고유 차원(eigen dimension), 즉 가상 안테나를 이용하여 데이터를 송신하기 위한 부분 적응 송신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 채널 상관 행렬의 주요 고유 차원만을 고려하여 MIMO 채널이 전달할 수 있는 대부분의 에너지를 수신단에 전달하기 위한 부분 적응 송신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 방법은, 송신 안테나간의 상관도 행렬과 평균 SNR(Signal to Noise Ratio) 정보를 추정하는 과정과, 상기 추정된 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 상기 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성된 장기 선처리 행렬을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 방법은, 채널을 추정하여 채널 응답 행렬을 산출하는 과정과, 상기 추정된 채널을 특이값 분해(Singular Value Decomposition : 이하 'SVD'라 칭함)하는 과정과, 상기 SVD를 통해 획득된 유니터리 행렬에서 소정 개수의 열 벡터를 추출하여 단기 선처리 행렬을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 송신단의 데이터 송신 방법은, 전력 할당 정보를 이용하여 각 데이터 스트림에 전력을 할당하는 과정과, 상기 전력 할당된 데이터 스트림에 단기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 과정과, 상기 선처리된 데이터 스트림에 장기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 장치는, 수신 데이터의 소정 신호들을 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 채널 행렬을 구성하는 채널 추정기와, 상기 채널 행렬을 이용하여 송신 안테나간의 상관도 행렬과 평균 SNR(Signal to Noise Ratio) 정보를 추정하고, 상기 추정된 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 상기 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성된 장기 선처리 행렬을 산출하는 피드백 정보 산출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 장치는, 수신 데이터의 소정 신호들을 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 채널 응답 행렬을 산출하는 채널 추정 기와, 상기 추정된 채널을 특이값 분해(Singular Value Decomposition : 이하 'SVD'라 칭함)하여 유니터리 행렬과 대각 행렬을 획득하고, 상기 획득된 유니터리 행렬에서 소정 개수의 열 벡터를 추출하여 단기 선처리 행렬을 산출하며, 상기 획득된 대각 행렬의 대각 원소에 대해 워터 필링 기법으로 전력 할당 정보를 산출하는 피드백 정보 산출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 송신단의 데이터 송신 장치는, 전력 할당 정보를 이용하여 각 데이터 스트림에 전력을 할당하는 전력 할당기와, 상기 전력 할당된 데이터 스트림에 단기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 단기 선처리기와, 상기 선처리된 데이터 스트림에 장기선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 장기 선처리기를 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 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 송신단이 모든 공간 자원을 사용하지 않고, 채널 상관 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원(dominant eigen dimension), 즉 가상 안테나를 이용하여 신호를 송신하기 위한 부분 적응 송신 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
실제 채널 환경에서 MIMO 환경에서는 채널 사이에 상관도가 존재하며, 이 경우 대부분의 채널에너지는 채널 상관도 행렬의 일부 고유 차원에 집중되게 된다. 여기서, 상기 채널 상관도 행렬이
Figure 112007031790821-PAT00044
개의 원소를 가진다고 가정하였을 시, 첫번째 원소의 전력 이득은 큰 반면
Figure 112007031790821-PAT00045
번째 원소로 갈수록 전력 이득은 0에 가까워지게 된다. 여기서, 상기 채널 상관도 행렬은 시간에 따라 자주 변하지 않는다고 가정할 수 있다. 따라서, 상기 채널 상관도 행렬의 주요 고유 차원만을 고려하여 데이터를 송신하기 위한 부분 적응 송신 장치 및 방법을 제안할 수 있다. 이와 같이, 전력 이득이 큰 가상 송신 안테나만을 선택하여 데이터를 송신함으로써, MIMO 채널이 전달할 수 있는 대부분의 에너지를 수신단에 전달하고, 피드백 정보의 양을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 MIMO 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 MIMO 시스템은 송신단(100)과 수신단(110)을 포함하여 구성되며, 상기 송신단(100)은 전력 할당기(102), 단기(short term) 선처리기(104), 장기(long term) 선처리기(106), 피드백 정보 수신기(108)를 포함하여 구성되며, 상기 수신단(110)은 검출기(112), 채널 추정기(114), 피드백 정보 산출기(116)를 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하여 상기 송신단(100)의 구성을 살펴보면, 먼저 전력 할당기(102)는 전력 할당 정보를 이용하여 각 데이터 스트림에 전력을 할당하고, 상기 전력 할당된 각 데이터 스트림을 단기 선처리기(104)로 출력한다.
상기 단기 선처리기(104)는 상기 전력 할당된 각 데이터 스트림에 단기 선처리 행렬을 곱하여 먼저 처리하고, 상기 처리된 각 데이터 스트림을 장기 선처리기(106)로 출력한다.
상기 장기 선처리기(106)는 상기 처리된 각 데이터 스트림에 장기 선처리 행렬을 곱하여 선처리(precoding)를 수행하고, 상기 장기 선처리 수행된 데이터를 수신단(110)으로 전송한다. 여기서, 상기 장기 선처리 행렬은 채널 상관 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원을 선택하기 위한 행렬, 즉 상기 송신 데이터를 전송하기 위한 주요 가상 안테나를 선택하기 위한 행렬로서, 상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보의 피드백 오버헤드를 줄이기 위해 추가되는 행렬이다. 상기 장기 선처리 행렬은 수신단(110)에 의해 필요시에만 업데이트되며, 따라서 상기 장기 선처리 행렬의 추가로 인해 발생하는 피드백 오버헤드의 양은 상기 장기 선처리 행렬의 추가로 인해 감소하는 상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보의 피드백 오버헤드의 양에 비해 작은 값을 갖는다.
상기 피드백 정보 수신기(108)는 상기 수신단(110)으로부터 단기 선처리 행렬과 전력 할당 정보 및 장기 선처리 행렬을 피드백 수신하고, 상기 피드백 수신한 행렬 혹은 정보를 상기 전력 할당기(102) 혹은 단기 선처리기(104) 혹은 장기 선처리기(106)로 출력하여 해당 행렬 혹은 정보를 업데이트한다. 이때, 상기 단기 선처 리 행렬 및 전력 할당 정보는 상기 장기 선처리 행렬에 비하여 매우 빈번하게 수신된다.
다음으로 상기 수신단(110)의 구성을 살펴보면, 먼저 검출기(112)는 안테나를 통해 입력되는 수신 데이터를 소정 MIMO 검출방식에 따라 디코딩(decoding)하여 송신단(100)이 송신한 송신데이터를 추정하여 출력한다. 여기서, 상기 MIMO 검출 방식으로, ML(Maximum Likelihood)방식, MML(Modified ML)방식, ZF(Zero Forcing)방식, MMSE(Minimum Mean Square Error)방식, SIC(Successive Interference Cancellation)방식, V-BLAST(Vertical Bell Labs LAyered Space-Time)방식 등을 사용할 수 있다. 이때, 복조 및 복호기(도시하지 않음)는 상기 검출기(112)로부터의 데이터들을 복조 및 복호하여 원래의 정보데이터로 복원한다.
상기 채널 추정기(114)는 상기 안테나를 통해 입력되는 수신 데이터의 소정 신호(예 : 파일럿 신호)들을 가지고 채널을 추정하여 채널 행렬
Figure 112007031790821-PAT00046
를 구성하고, 상기 구성된 채널 행렬을 상기 검출기(112) 및 피드백 정보 산출기(116)로 출력한다. 이때, 상기 검출기(112)는 상기 채널 행렬을 이용하여 송신 데이터를 추정하고, 상기 피드백 정보 산출기(116)는 상기 채널 행렬을 이용하여 장기 선처리 행렬과 단기 선처리행렬 및 전력 할당 정보를 산출한다.
상기 피드백 정보 산출기(116)는 상기 채널 추정기(114)로부터의 채널 행렬을 이용하여 송신 안테나간의 채널 상관 행렬(즉, 상관도 행렬)과 평균 SNR 정보를 추정하고, 상기 추정된 행렬 및 정보를 이용하여 장기 선처리 행렬을 산출 및 양자 화한 후, 상기 송신단(100)의 장기 선처리 행렬 변경 필요성 여부에 따라 상기 양자화된 장기 선처리 행렬을 포함하는 장기 선처리 행렬 변경 요청 메시지를 생성하여 상기 송신단(100)으로 피드백 전송한다. 또한, 상기 피드백 정보 산출기(116)는 상기 채널 추정기(114)로부터의 채널 행렬을 이용하여 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보를 산출 및 양자화한 후, 상기 양자화된 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보를 상기 송신단(100)으로 피드백 전송한다. 이때, 상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보는 상기 장기 선처리 행렬에 비하여 매우 빈번하게 산출되어 피드백 전송된다.
여기서, 상기 소정 개수의 각 주요 고유 차원은 Q의 각 열에 의해 표현되므로, 상기 소정 개수, 예를 들어 L개의 주요 가상 안테나는 송신단이 송신 데이터 스트림에 장기 선처리 행렬
Figure 112007031790821-PAT00047
을 곱함으로써 선택될 수 있다. 여기서,
Figure 112007031790821-PAT00048
을 이용하면, 수신신호는 하기 <수학식 10>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00049
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00050
은 상기 단기 선처리기(104)에 의해 단기 선처리된 송신 데이터이다. 상기 시스템은
Figure 112007031790821-PAT00051
개의 가상 안테나를 가지고 있으므로, 적응 송신 절차는 채널 행렬
Figure 112007031790821-PAT00052
보다 작은 차원의 채널 행렬
Figure 112007031790821-PAT00053
에 따라 이루어지며, 따라서 피드백 정보의 양을 감소시킬 수 있다.
여기서, 상기 축소된
Figure 112007031790821-PAT00054
차원의 채널
Figure 112007031790821-PAT00055
는 상기 <수학식 4>, 즉
Figure 112007031790821-PAT00056
를 이용하여 하기 <수학식 11>과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00058
는
Figure 112007031790821-PAT00059
와 같은 분포를 가지는 랜덤 행렬이며, 상기
Figure 112007031790821-PAT00060
는 대각 원소가
Figure 112007031790821-PAT00061
의 초기 L개의 대각 원소와 같고 나머지 원소는 0인
Figure 112007031790821-PAT00062
차원의 행렬이다. 상기
Figure 112007031790821-PAT00063
의 각 대각 원소는 각 가상 안테나로부터 수신단에 전달되는 평균 채널 이득을 나타낸다. 따라서, 선택되지 않은 고유 차원들의 고유값들의 크기의 합이 충분히 작은 경우, 대부분의 채널 에너지는 제안 기법의 L개의 가상 송신 안테나를 통하여 수신단에 전달될 수 있다.
여기서, 상기 축소된 MIMO 채널은 하기<수학식 12>와 같이 SVD 분해될 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00064
여기서, 상기 U'와 V'은 각각
Figure 112007031790821-PAT00065
및
Figure 112007031790821-PAT00066
차원의 유니터리 행렬을 나타내며, 상기
Figure 112007031790821-PAT00067
는
Figure 112007031790821-PAT00068
차원의 대각 행렬로서, 0보다 큰 대각원소
Figure 112007031790821-PAT00069
를 가지고, 나머지 원소는 0으로 채워진다. (단, 상기
Figure 112007031790821-PAT00070
이다. )
한편, 상기
Figure 112007031790821-PAT00071
에 대해서 축소된 시스템의 용량은 공분산 행렬
Figure 112007031790821-PAT00072
를 최적화함으로써 최대화가 가능하다. 상기 공분산 행렬은 상기 V'의 처음
Figure 112007031790821-PAT00073
개의 열로 이루어진
Figure 112007031790821-PAT00074
차원의 선처리 행렬
Figure 112007031790821-PAT00075
와 이에 해당하는 송신 전력
Figure 112007031790821-PAT00076
에 의하여 최적화가 가능하다. 이 경우 선처리 행렬 및 송신 전력에 대한 피드백 정보량은 각각
Figure 112007031790821-PAT00077
및
Figure 112007031790821-PAT00078
만큼 감소가 가능하다.
이때, 제안 시스템의 용량은 하기 <수학식 13>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00079
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00080
는 상기 채널 행렬
Figure 112007031790821-PAT00081
의 i번째 특이값(singular value)이고, 상기
Figure 112007031790821-PAT00082
는 i번째 공간 채널에 할당된 송신 전력이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 시스템에서 수신단의 장기 선처리 행렬 피드백 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 수신단은 201단계에서 송신단의 각 안테나로부터 전송된 파일럿 신호를 이용하여 송신 안테나간의 상관도 행렬
Figure 112007031790821-PAT00083
과 평균 SNR 정보를 추정한다.
이후, 상기 수신단은 203단계에서 상기 송신 안테나간의 상관도 행렬을 상기 <수학식 3>과 같이 SVD 분해하고, 205단계에서 상기 SVD 분해를 통해 획득된
Figure 112007031790821-PAT00084
와 상기 추정된 평균 SNR 정보를 이용하여 주요 고유차원 개수 L을 결정한다. 여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00085
는 대각원소
Figure 112007031790821-PAT00086
를 가진
Figure 112007031790821-PAT00087
차원의 대각 행렬이다.
여기서, 상기 L을 결정하는 방법은 하기 <수학식 14>와 같이 나타낼 수 있 다.
Figure 112007031790821-PAT00088
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00089
는 각 동작 환경에 따라 시스템에서 결정해야하는 변수이고, 상기
Figure 112007031790821-PAT00090
는 피드백 정보량 및 성능 감소를 같이 고려하여 선택된 임계값이다. 상기 <수학식 14>와 같이, 낮은 SNR 환경에서는 상기 L개의 주요 고유 차원을 제외한 나머지 고유 차원들의 고유값들의 크기의 합이 상기 임계값
Figure 112007031790821-PAT00091
보다 작거나 같은 L값들 중 가장 작은 L값을 선택하고, 높은 SNR 환경에서는 상기와 같은 방법으로 선택한 L값과
Figure 112007031790821-PAT00092
을 비교하여 더 큰 값으로 최종 L값을 선택하여 결정한다. 여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00093
과 비교하여 더 큰 값으로 최종 L값이 선택되어야 하는 이유는 이후 용량 감소 분석에서 <수학식 16>을 통해 자세히 설명하도록 한다.
이후, 상기 수신단은 207단계에서 상기 SVD 분해를 통해 획득된 Q행렬에서 첫번째 L개의 열 벡터를 추출하여 장기 선처리 행렬
Figure 112007031790821-PAT00094
을 산출하고, 이를 양자화한다.
이후, 상기 수신단은 209단계에서 송신단의 장기 선처리 행렬 변경이 필요한지 여부를 검사한다. 예를 들어, 상기 양자화된 장기 선처리 행렬이 기존의 장기 선처리 행렬과 다를 경우, 상기 수신단은 상기 송신단의 장기 선처리 행렬 변경 필요성을 판단할 수 있다. 상기 송신단의 장기 선처리 행렬 변경 필요성이 판단되지 않을 시, 상기 수신단은 상기 장기 선처리 행렬을 무시하고, 상기 201단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 상기 송신단의 장기 선처리 행렬 변경 필요성이 판단될 시, 상기 수신단은 211단계로 진행하여 상기 양자화된 장기 선처리 행렬을 포함하는 장기 선처리 행렬 변경 요청 메시지를 생성하여 상기 송신단으로 전송한다. 이때, 상기 송신단은 상기 장기 선처리 행렬로 장기 선처리 행렬을 갱신한 후, 상기 수신단으로 장기 선처리 행렬 변경 확인 메시지를 생성하여 전송한다. 이후, 상기 수신단은 213단계에서 상기 송신단으로부터 장기 선처리 행렬 변경 확인 메시지를 수신하고, 215단계로 진행하여 상기 변경된 장기 선처리 행렬을 이용하여 상기 송신단으로부터 데이터를 수신한다.
이후, 상기 수신단은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 시스템에서 수신단의 단기 선처리 행 렬 피드백 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 수신단은 301단계에서 송신단의 각 안테나로부터 전송된 파일럿 신호를 이용하여 채널(H)을 추정하고, 303단계에서 장기 선처리 행렬이 곱해진 전체 채널 응답 행렬(
Figure 112007031790821-PAT00095
)을 상기 <수학식 12>와 같이 SVD 분해(
Figure 112007031790821-PAT00096
)한다.
이후, 상기 수신단은 305단계에서 상기 SVD 분해를 통해 획득된 V'에서 처음
Figure 112007031790821-PAT00097
개의 열벡터를 추출하여 단기 선처리 행렬을 산출하고, 상기 SVD 분해를 통해 획득된 대각행렬
Figure 112007031790821-PAT00098
의 대각 원소에 대해 워터 필링 기법을 사용하여 전력 할당 정보를 산출한다.
이후, 상기 수신단은 307단계에서 상기 산출된 단기 선처리 행렬과 전력 할당 정보를 양자화하여 송신단에 피드백 전송한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
한편, 상기 도 2의 장기 선처리 행렬 피드백 절차는 안테나간의 상관도 및 평균 SNR과 같이 채널의 평균값에 의거하여 행해지는 반면, 상기 도 3의 단기 선처리 행렬 피드백 절차는 순시 채널값에 의거하여 행해지므로, 상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보의 피드백 절차가 상기 장기 선처리 행렬 피드백 절차에 비하여 매우 빈번하게 일어나게 된다. 예를 들어, 상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보의 피드백 절차는 ms 단위로 이루어질 수 있는 반면, 상기 장기 선처리 행렬 피드백 절차는 수 초 단위로 이루어질 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 시스템에서 송신단의 데이터 송신 절차를 도시한 흐름도이다. 여기서, 상기 송신단은 수신단으로부터 단기 선처리 행렬과 전력 할당 정보 및 장기 선처리 행렬을 피드백받아 해당 행렬 혹은 정보를 업데이트한다. 이때, 상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보는 상기 장기 선처리 행렬에 비하여 매우 빈번하게 업데이트된다.
상기 도 4를 참조하면, 송신단은 401단계에서 전력 할당 정보를 이용하여 각 데이터 스트림에 전력을 할당한 후, 403단계에서 상기 전력 할당된 각 데이터 스트림에 단기 선처리 행렬을 곱하여 선처리한다. 이후, 상기 송신단은 405단계에서 상기 단기 선처리된 각 데이터 스트림에 장기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하고, 407단계로 진행하여 상기 장기 선처리된 데이터를 수신단으로 전송한다.
이후, 상기 송신단은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
한편, 종래 기술에 따른 완전 적응 송신 기법을 적용한 시스템과 비교하여 본 발명에 따른 부분 적응 송신 기법을 적용한 시스템의 용량 감소(capacity loss)를 분석하면 다음과 같다.
여기서, 상기 용량 감소는 하기 <수학식 15>과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00099
한편, 높은 SNR 환경에서 최적의 송신 전력은 각 공간 채널에 동일한 전력을 할당하는 것이며, 이 경우, 상기 용량 감소는 하기 <수학식 16>과 같이 근사화가 가능하다.
Figure 112007031790821-PAT00100
Figure 112007031790821-PAT00101
여기서, 상기 용량 감소는
Figure 112007031790821-PAT00102
인 경우 공간 다중화 이득(spatial multiplexing gain)의 감소로 인해 무한대(infinity)로 커지게 된다. 따라서, 상기 가상 안테나의 수는
Figure 112007031790821-PAT00103
을 만족하도록 선택(즉,
Figure 112007031790821-PAT00104
)되어야 한다. 이 경우, 상기
Figure 112007031790821-PAT00105
이라 하면, 상기 용량 감소는 하기 <수학식 17>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00106
여기서, 상기
Figure 112007031790821-PAT00107
은 상기
Figure 112007031790821-PAT00108
의 최소 특이값을 나타내고, 상기
Figure 112007031790821-PAT00109
는 행렬의 고유치 값들을 나타낸다. 상기 행렬의 고유치 값들의 합은 하기 <수학식 18>과 같이 트레이스(trace)에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00110
여기서, 상기 tr[ ] 및
Figure 112007031790821-PAT00111
는 각각 행렬의 트레이스 및 프로베니우스 놈(Frobenius norm)을 나타내며, 상기
Figure 112007031790821-PAT00112
는 상기
Figure 112007031790821-PAT00113
의 i번째 열을 나타낸다. 상기 <수학식 18>을 적용하면, 상기 <수학식 17>은 하기 <수학식 19>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007031790821-PAT00114
여기서, 젠센(Jensen) 부등식을 이용하면, 평균 용량 감소 값은 하기 <수학 식 20>과 같이 상계된다.
Figure 112007031790821-PAT00115
한편, 낮은 SNR 환경에서 최적의 송신 전력은 채널이득이 가장 큰 공간 채널에 모든 전력을 할당(즉,
Figure 112007031790821-PAT00116
)하는 것이며, 이 경우, 상기 <수학식 20>과 유사하게, 평균 용량감소 값은 하기 <수학식 21>과 같이 상계된다.
Figure 112007031790821-PAT00117
상기 <수학식 20> 및 <수학식 21>의 분석 결과들로부터 상기 용량 감소는 주요 가상 안테나를 적절히 선택함으로써 최소화할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 피드백 정보 부담을 줄이는 동시에 성능 향상을 극대화하기 위하여 인위적으로 송신 안테나들 사이에 채널 상관도를 주입하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 공간 다중화 이득을
Figure 112007031790821-PAT00118
만큼 얻을 수 있는 하향링크 셀룰러 시스템을 가정하면, 셀의 중앙에 있는 높은 SNR 환경에 있는 사용자는 공간 다중화 이득을 극대화하기 위하여 적어도
Figure 112007031790821-PAT00119
개의 주요 가상 안테나를 사용해야 하며, 셀 경계 환경과 같이 낮은 SNR 환경에 있는 사용자는 피드백 정보 부담을 줄이기 위하여 가능한 적은 가상 안테나를 사용하여 대부분의 채널 이득이 수신단에 전달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 안테나간 상관도는 안테나간 거리와 연관도가 높으므로, 송신 안테나를
Figure 112007031790821-PAT00120
개의 그룹으로 나누어 각 그룹에 있는 안테나들은 가능한 안테나간 거리를 줄이고(예를 들면, 반파장 거리), 각 그룹들간의 거리는 가능한 멀리하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 시스템에는
Figure 112007031790821-PAT00121
개의 주요 가상 안테나가 생기게 되며, 제안 기법은 공간 다중화 이득을 최대로 얻는 동시에 피드백 정보 부담을
Figure 112007031790821-PAT00122
배 만큼 줄일 수 있다.
도 5는 종래 기술과 본 발명에 따른 적응 MIMO 송신 기법을 비교 도시한 그래프이다. 상기 그래프는 4개의 송신 안테나 및 2개의 수신 안테나가 있는 레일리(Rayleigh) 채널 환경에서 모의 실험을 통해 획득된 그래프로서, 네 개의 송신안테나가 일렬로 4배의 파장 길이만큼 동일하게 떨어져 있는 경우 종래 기술과 제안 기법의 성능을 비교 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, L=2를 사용하는 제안 기법의 성능은 선처리 정보를 피드백하는데 필요한 피드백 정보량을 약 반으로 줄이는 동시에 종래 기술에 따른 완전 적응 기법(Full adaptation)과 거의 비슷한 용량을 제공하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제안 기법은 송신단에서 채널 정보를 전혀 이용하지 않는 기법(Open loop system)에 비해 높은 성능을 보임을 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, 본 발명은 공간 상관도가 존재하는 MIMO 시스템에서 채널 상관 행렬의 주요 고유 차원, 즉 가상 안테나를 이용하여 데이터를 송신함으로써, 채널 행렬 H가 작은 차원을 가지므로 피드백 정보의 양을 줄일 수 있고, 종래 기술에 따른 완전 적응 송신 기법에 근접하는 성능을 제공할 수 있는 이점이 있다. 즉, 채널 상관 행렬의 주요 고유 차원만을 고려하여 대부분의 MIMO 채널 이득을 획득할 수 있는 이점이 있다. 또한, 제안 기법의 성능은 안테나간 거리를 조절하여 채널 상관도를 인위적으로 만들어 줌으로써 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (31)

  1. 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 방법에 있어서,
    송신 안테나간의 상관도 행렬과 평균 SNR(Signal to Noise Ratio) 정보를 추정하는 과정과,
    상기 추정된 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 상기 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성된 장기 선처리 행렬을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출된 장기 선처리 행렬을 양자화하는 과정과,
    장기 선처리 행렬 변경의 필요성을 판단하는 과정과,
    상기 장기 선처리 행렬 변경의 필요성이 판단될 시, 상기 양자화된 장기 선처리 행렬을 포함하는 장기 선처리 행렬 변경 요청 메시지를 송신단으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬 변경의 필요성은 상기 양자화된 장기 선처리 행렬과 기존의 장기 선처리 행렬이 다른지 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신단으로부터 장기 선처리 행렬 변경 확인 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 변경된 장기 선처리 행렬을 이용하여 상기 송신단으로부터 데이터를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 장기 선처리 행렬을 산출하는 과정은,
    상기 추정된 송신 안테나간의 상관도 행렬을 특이값 분해(Singular Value Decomposition : SVD) 분해하여 대각 행렬과 유니터리 행렬을 획득하는 과정과,
    상기 획득된 대각 행렬과 상기 추정된 평균 SNR 정보를 이용하여 상기 주요 고유 차원의 개수를 결정하는 과정과,
    상기 획득된 유니터리 행렬에서 첫 번째부터 상기 결정된 개수까지의 열 벡터를 추출하여 상기 장기 선처리 행렬을 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주요 고유 차원의 개수는 하기 <수학식 22>를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112007031790821-PAT00123
    여기서, 상기
    Figure 112007031790821-PAT00124
    는 상기 대각 행렬의 대각원소이고, 상기
    Figure 112007031790821-PAT00125
    는 송신단의 송신 안테나 수이며, 상기
    Figure 112007031790821-PAT00126
    는 각 동작 환경에 따라 시스템에서 결정되는 SNR 변수이고, 상기
    Figure 112007031790821-PAT00127
    는 피드백 정보량 및 성능 감소를 같이 고려하여 선택된 임계값이다. 또한, 상기
    Figure 112007031790821-PAT00128
    은 상기 송신단의 송신 안테나수와 상기 수신단의 수신 안테나 수 중 작은 값을 의미함.
  7. 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭 함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 방법에 있어서,
    채널을 추정하여 채널 응답 행렬을 산출하는 과정과,
    상기 추정된 채널을 특이값 분해(Singular Value Decomposition : 이하 'SVD'라 칭함)하는 과정과,
    상기 SVD를 통해 획득된 유니터리 행렬에서 소정 개수의 열 벡터를 추출하여 단기 선처리 행렬을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 채널 응답 행렬은 상기 추정된 채널과 장기 선처리 행렬의 곱으로 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성되며, 채널 상관 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원을 선택하기 위한 행렬임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 SVD를 통해 획득된 대각 행렬의 대각 원소에 대해 워터 필링 기법으로 전력 할당 정보를 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 산출된 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보를 양자화하여 송신단으로 피드백 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 송신단의 데이터 송신 방법에 있어서,
    전력 할당 정보를 이용하여 각 데이터 스트림에 전력을 할당하는 과정과,
    상기 전력 할당된 데이터 스트림에 단기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 과정과,
    상기 선처리된 데이터 스트림에 장기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 과정 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    수신단으로부터 상기 전력 할당 정보와 단기 선처리 행렬 및 장기 선처리 행렬 중 적어도 하나를 피드백 수신하여 업데이트 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 할당 정보 혹은 단기 선처리 행렬은 상기 장기 선처리 행렬보다 빈번하게 피드백 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성되며, 채널 상관 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원을 선택하기 위한 행렬임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 산출된 행렬임을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보는 채널 정보를 이용하여 산출된 행렬 및 정보임을 특징으로 하는 방법.
  19. 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 장치에 있어서,
    수신 데이터의 소정 신호들을 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 채널 행렬을 구성하는 채널 추정기와,
    상기 채널 행렬을 이용하여 송신 안테나간의 상관도 행렬과 평균 SNR(Signal to Noise Ratio) 정보를 추정하고, 상기 추정된 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 상기 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성된 장기 선처리 행렬을 산출하는 피드백 정보 산출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 피드백 정보 산출기는,
    상기 산출된 장기 선처리 행렬을 양자화하고, 상기 장기 선처리 행렬의 변경 필요성을 판단하여, 상기 양자화된 장기 선처리 행렬을 포함하는 장기 선처리 행렬 변경 요청 메시지를 송신단으로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬 변경의 필요성은 상기 양자화된 장기 선처리 행렬과 기존의 장기 선처리 행렬이 다른지 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 수신단의 피드백(feedback) 송신 장치에 있어서,
    수신 데이터의 소정 신호들을 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 채널 응답 행렬을 산출하는 채널 추정기와,
    상기 추정된 채널을 특이값 분해(Singular Value Decomposition : 이하 'SVD'라 칭함)하여 유니터리 행렬과 대각 행렬을 획득하고, 상기 획득된 유니터리 행렬에서 소정 개수의 열 벡터를 추출하여 단기 선처리 행렬을 산출하며, 상기 획득된 대각 행렬의 대각 원소에 대해 워터 필링 기법으로 전력 할당 정보를 산출하 는 피드백 정보 산출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 피드백 정보 산출기는
    상기 산출된 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보를 양자화하여 송신단으로 피드백 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 채널 응답 행렬은 상기 추정된 채널과 장기 선처리 행렬의 곱으로 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성되며, 채널 상관 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원을 선택하기 위한 행렬임을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 시스템에서 송신단의 데이터 송신 장치에 있어서,
    전력 할당 정보를 이용하여 각 데이터 스트림에 전력을 할당하는 전력 할당기와
    상기 전력 할당된 데이터 스트림에 단기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 단기 선처리기와,
    상기 선처리된 데이터 스트림에 장기 선처리 행렬을 곱하여 선처리하는 장기 선처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    수신단으로부터 상기 전력 할당 정보와 단기 선처리 행렬 및 장기 선처리 행렬 중 적어도 하나를 피드백 수신하고, 상기 수신된 행렬 혹은 정보를 상기 전력 할당기 혹은 단기 선처리기 혹은 장기 선처리기로 출력하여 해당 정보 혹은 행렬을 업데이트 하는 피드백 정보 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원으로 구성되며, 채널 상관 행렬의 소정 개수의 주요 고유 차원을 선택하기 위한 행렬임을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 장기 선처리 행렬은 송신안테나간 상관도 행렬과 평균 SNR 정보를 이용하여 산출된 행렬임을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 단기 선처리 행렬 및 전력 할당 정보는 채널 정보를 이용하여 산출된 행렬 및 정보임을 특징으로 하는 장치.
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