KR20090047051A - 더티 페이퍼 코딩을 이용한 데이터 전송 방법 및 송신기 - Google Patents

Abstract

송신기는 복수의 송신 안테나, 입력되는 데이터 심벌에 대해 DPC(Dirty Paper Coding)를 수행하여 DPC 심벌을 생성하는 DPC 부, 상기 DPC 심벌에 전력 가중치를 통해 전력을 할당하는 전력 할당부, 상기 전력이 할당된 DPC 심벌에 대해 프리코딩을 수행하여 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되는 송신 신호를 생성하는 프리코더 및 채널 정보를 입력받아 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 정보를 구하여 상기 DPC 부, 상기 전력 할당부 및 상기 프리코더로 보내는 MIMO 처리부를 포함한다.

Description

더티 페이퍼 코딩을 이용한 데이터 전송 방법 및 송신기{Data transmission method using dirty paper coding and transmitter}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 더티 페이퍼 코딩을 이용한 데이터 전송 방법 및 송신기에 관한 것이다.

정보 통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 고품질 서비스의 출현 등 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 다양한 무선 통신 기술들이 여러 분야에서 연구되고 있다.

MIMO(multiple input multiple output) 기술은 높은 주파수 효율과 더불어 링크 신뢰성을 높이고 간섭 방지를 위한 기술로 주목받고 있다. MIMO 기술은 다중 전송 안테나를 통해 전송되는 신호들이 독립성을 가지도록 하여 다이버시티 이득을 높일 수 있다. MIMO 기술은 싱글 사용자 MIMO와 같은 일대일(point-to-point) 통신과 다중 사용자 MIMO와 같은 일대다수(point-to-mulitpoint) 통신으로 나눌 수 있다.

일대다수 통신에서 송신기에서의 간섭 선공제(interference presubtraction) 방식이 최근 주목받고 있다. 첫번째 사용자에 대해 신호 u₁ 을 보내고 두번째 사용자에 대해 신호 u₂를 보낸다고 할 때, 송신기는 u₂로부터 u₁을 선공제한다. 이때 두번째 사용자의 수신기는 간섭이 존재하지 않는 것처럼 u₂ 만을 수신할 수 있다. 이에 의하면 수신기에서 별도의 간섭 제거가 불필요하여 수신기의 복잡도를 크게 낮출 수 있다. 이러한 방식의 하나를 더티 페이퍼 코딩(dirty paper coding; 이하 DPC)라 한다. DPC는 M. Costa, "Writing on Dirty Paper", IEEE Trans. on Inf. Theory, vol. IT-239, No. 3, May 1983 을 참조할 수 있다. 동 문헌에서 코스타는 DPC를 통해 전송 파워 제한하에서 채널 용량은 간섭이 존재하지 않는 경우와 동일함을 보이고 있다.

그러나 DPC를 이용하는 경우 수신기의 구조는 단순해질 수 있으나, 송신기의 구조는 복잡해진다. 또한, 송신기는 완전한 채널 정보를 알아야 하므로 채널 정보의 전송 및 수신에 따른 시그널링 오버헤드도 크다.

높은 다이버시티 이득을 얻고, DPC를 효율적으로 이용할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 프리코딩과 DPC를 이용한 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 송신기는 복수의 송신 안테나, 입력되는 데이터 심벌에 대해 DPC(Dirty Paper Coding)를 수행하여 DPC 심벌을 생성하는 DPC 부, 상기 DPC 심벌에 전력 가중치를 통해 전력을 할당하는 전력 할당부, 상기 전력이 할당된 DPC 심벌에 대해 프리코딩을 수행하여 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되는 송신 신호를 생성하는 프리코더 및 채널 정보를 입력받아 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 정보를 구하여 상기 DPC 부, 상기 전력 할당부 및 상기 프리코더로 보내는 MIMO 처리부를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 데이터 전송 방법은 복수의 데이터 심벌에 대해 DPC를 수행하여 복수의 DPC 심벌을 생성하는 단계, 상기 복수의 DPC 심벌에 대해 프리코딩을 수행하는 단계 및 상기 복수의 프리코딩된 심벌을 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 수신기는 안테나, 상기 안테나를 통해 수신되는 수신 신호로부터 추정 채널을 구하는 채널 추정기 및 상기 추정 채널을 이용하여 상기 수신 신호에 대해 역 DPC를 수행하는 역 DPC부를 포함한다.

프리코딩 행렬을 적절히 설계함으로써 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 또한, 채널 정보만으로 프리코딩과 DPC를 동시에 구현하여 필요한 채널 정보의 양을 줄일 수 있다. DPC 순서를 특정 기준에 따라 조절하여 주파수 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 N개의 송신 안테나를 갖는 송신기(10) 및 한개의 수신 안테나를 갖는 M개의 수신기(20-1,...,20-M)를 포함한다. M,N는 각각 자연수이다.

하향링크 전송에서 송신기는 기지국(base station; BS)의 일부분이고, 수신기는 단말(user equipment; UE)의 일부분일 수 있다. 상향링크 전송에서 송신기는 단말의 일부분이고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다. 이하에서, 하향링크는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

채널 행렬(Channel Matrix) H는 M×N 행렬로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, h_{i ,j}는 j번째 송신 안테나에서 i번째 수신기로의 채널, h _i는 i번째 단말로의 채널 벡터, h ^T는 h의 전치(transpose)이다.

설명을 명확히 하기 위해, 이하에서 하향링크를 고려하고, 상기 채널 행렬은 하향링크 채널 행렬이 된다. 또한, 수신기는 하나의 수신 안테나를 갖는다고 한다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 상향링크와 다중 수신 안테나를 갖는 수신기에도 그대로 적용할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 송신기(100)는 스케줄러(scheduler, 110), 채널인코더(channel encoder, 120-1,...,120-M), 맵퍼(mapper, 130-1,...,130-M), DPC(Dirty Paper Coding)부(140), 전력할당부(power allocation unit, 150), 프리코더(precoder, 160) 및 MIMO 처리기(MIMO processor, 180)를 포함한다. 송신기(100)는 N(N>1)개의 송신 안테나(190-1,..,190-N)를 포함한다.

스케줄러(110)는 M명의 사용자들에 대한 데이터를 입력받아, M개의 스트림을 출력한다. 채널인코더(120-1,...,120-M)는 입력되는 스트림을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(130-1,...,130-M)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌 벡터 s={s₁,...,s_M} 로 맵핑한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다.

DPC부(140)는 데이터 심벌 벡터 s를 입력받아 DPC 심벌 벡터 c={c₁,...,c_M}을 생성한다. 전력할당부(150)는 DPC 심벌에 전력 가중치 행렬(power weight matrix) W를 처리하여 전력 할당된 DPC 심벌 벡터 c'={c'₁,...,c'_M}을 출력한다. 전력할당부(150)는 수신 SINR(Signal-to-Interference plus Noise ratio)를 조정하는 역할을 하며, 전력 가중치의 값에 따라 결정된 특정 수신기의 SINR이 임계치보다 작을 경우, 해당하는 수신기로는 데이터를 전송하지 않을 수도 있다. 전력 가중치 행렬 W은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, w_k는 k번째 DPC 심벌 c_k에 대한 전력 가중치이다.

따라서, 전력 할당된 DPC 심벌 벡터 c'는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

프리코더는 전력 할당된 DPC 심벌 벡터 c'에 프리코딩 행렬 F을 처리하여 송신 신호 벡터(transmit signal vector) x={x₁,.., x_N}를 생성한다. 송신 신호 벡터는 송신 안테나(190-1,..,190N)를 통해 전송된다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 처리부(180)는 수신기(미도시)로부터 채널 정보를 귀환받아 여러 MIMO 정보를 구하여 상기 DPC 부(140), 상기 전력 할당부(150) 및 상기 프리코더(160)로 보낸다. MIMO 처리부(180)는 스케줄러(110)로 사용자 데이터의 스케줄링에 필요한 정보를 보낸다. MIMO 처리부(180)는 DPC 순서(ordering) 정보나 DPC를 수행하기 위한 여러 파라미터를 DPC부(180)로 보낸다. MIMO 처리부(180)는 채널 정보로부터 전력 가중치를 생성하여, 생성된 전력 가중치를 전력 할당부(150)로 보낸다. MIMO 처리부(180)는 채널 정보를 이용하여 프리코딩 행렬을 생성하여, 생성된 프리코딩 행렬을 프리코더(160)로 보낸다.

송신기(100)가 N개의 송신 안테나를 갖고, M개의 수신기가 있다고 할 때, N×M 행렬인 프리코딩 행렬 F는 다음과 같은 규칙(criterion)을 가지고 설계한다.

여기서, h _k는 송신기와 k번째 수신기간의 채널 벡터, 함수 f_{i ,j}(.)는 채널 벡터를 이용한 임의의 함수이다. 따라서, 프리코딩 행렬 F는 채널 행렬에 기초하여 생성된다.

채널 벡터 h _k는 k번째 수신기가 측정하여 채널 정보(channel information)로 송신기로 보낼 수 있다. 수신기는 하향링크 채널의 파일럿(pilot)을 통해 하향 채널 벡터를 측정하여, 측정된 채널 벡터를 송신기로 전송할 수 있다. 채널 벡터는 어떤 변형된 형태의 값으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 코드북(codebook) 형태로 미리 정의된 값들의 집합 중에서 하나의 값을 선택하고, 해당하는 코드북의 인덱스를 전송할 수 있다. 다른 방법으로 수신기에서 사운딩 (Sounding) 채널을 송신하여 송신기로 하여금 상향링크 채널 및 하향링크 채널을 동시에 측정하게 할 수 있다.

함수 f_{i ,j}(.)는 채널 벡터를 이용하여 프리코딩 행렬의 원소(element)를 정의 하기 위한 임의의 함수이다. '수신 다이버시티(diversity)의 최대화'를 이용할 경우 함수 f_{i ,j}(.)는 다음과 같이 정의될 수 있다.

여기서, h^* _k,i는 h_{k ,i}의 켤레 복소수(complex conjugate)이다. 즉, 프리코딩 행렬을 적절히 설계함으로써 다이버시티 이득을 높일 수 있다.

DPC 심벌 벡터 c는 다음 식과 같이 생성될 수 있다.

여기서, s_k는 k번째 수신기에 대한 데이터 심벌, o_k(.)는 s_k, c₁~c_{k -1}, w₁~w_k, g_{k ,1}~g_{k ,k}를 사용하는 미리 정의된 DPC 함수이다. g_{i ,j}는 다음과 같이 정의된다.

DPC 함수는 다양한 방식으로 정의될 수 있다.

DPC 함수의 일 예는 다음 식과 같다.

여기서, r_k는 서브-DPC 함수이다.

도 3은 서브-DPC 함수의 일 예를 나타낸 예시도이다.

도 3을 참조하면, 서브 DPC 함수 r_k는 전송하고자 하는 데이터 심벌 s_k과 등가 정보를 갖는 점들(P) 중에서 I_{ca ,k}/g_{k , k}w_k와 가장 가까운 점을 v_k로 선정한다.

특별하게, 첫번째 DPC 심벌 c₁은 다음과 같이 얻을 수 있다.

즉, 첫번째 데이터 심벌 s₁에 대해서는 DPC를 수행하지 않고, 첫번째 데이터 심벌 s₁ 자체를 첫번째 DPC 심벌 c₁로 사용할 수 있다. 또한, 이후의 DPC 심벌에 대해서도 DPC를 수행하지 않고, 해당하는 데이터 심벌 자체를 DPC 심벌로 사용할 수 있다. 복수의 데이터 심벌 중 일부에 대해서만 DPC를 수행하고, DPC를 수행하지 않은 데이터 심벌에 대해서는 후술하는 바와 같이 수신기에서 역 DPC를 수행하지 않도록 함으로써 DPC의 수행에 따른 손실을 줄일 수 있다.

이제 수신기에서의 동작에 대해 설명한다.

송신 신호 벡터 x는 다음과 같다.

k번째 수신기에서 수신되는 수신 신호를 y_k라 할 때, 수신 신호 벡터 y는 다음과 같다.

여기서, n_k는 k번째 수신기에서의 잡음, n은 잡음 벡터이다.

k번째 수신기의 수신 신호 y_k는 다음과 같다.

여기서,

,

이다.

송신기에서 DPC 함수 o_k를 사용하여 c_k를 생성할 경우, 수신 신호 y_k는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

k번째 수신기는 다음 식과 같이 정의된 역 서브-DPC 함수 r_k ^-1(.)을 이용하여 원하는 신호인 s_k를 복구한다.

역 서브-DPC 함수 r_k ^-1(.)의 입력으로 수신된 수신 신호 y_k를 g_{k , k}w_k로 나누어준 y_k/g_{k , k}w_k를 사용한다.

결론적으로, k번째 수신기는 g_{k , k}w_k를 알 수 있으면, 원하는 신호인 s_k를 복구할 수 있다.

전력 가중치 w_k는 다양한 방법을 통해 직접적(explicitly) 또는 암시적(explicitly)으로 송신기가 수신기로 알려줄 수 있다. 예를 들어, 전력 가중치를 송신기가 수신기로 직접 알려줄 수 있다. 또는, 파일럿 채널이나 파일럿 심벌을 통해 전력 가중치를 알려 줄 수 있다. 송신기는 전력 가중치로 미리 정의된 값들의 집합 중의 하나를 사용하고, 해당하는 집합의 인덱스를 수신기로 알려줄 수 있다.

g_{k ,k}는 오직 채널 벡터 h _k의 함수이므로, k번째 수신기는 추정된 채널 벡터를 이용하여 g_{k ,k}를 추정할 수 있다.

도 4는 역 서브-DPC 함수의 일 예를 기술하기 위한 확장 성상도(extended constellation)를 나타낸다. QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 성상도를 I-축과 Q-축으로 계속 반복하여 복사한 확장 성상도를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 역 서브-DPC 함수 r_k ^{- 1}(.)는 모듈로(modulo) 함수나 슬라이스(slice) 함수에 의해 구현될 수 있다. 역 서브-DPC 함수 r_k ^{- 1}(.)는 다음과 같은 함수를 사용할 수 있다.

여기서, 'dist'는 등가 클래스(equivalence class) 사이의 가장 가까운 거리이다. 역 서브-DPC 함수 r_k ^{- 1}(.)는 y_k/g_{k , k}w_k와 가장 가까운 점을 선택한 후, 상기 점의 등가에 해당하는 심벌을 출력한다.

이제 송신 신호의 전력 할당(power allocation)에 대해 기술한다.

송신 신호 벡터 x의 전력(power)은 정규화(normalize)될 수 있다. 이를 위해 프리코딩 행렬상에서 다음과 같은 전력 정규화를 수행할 수 있다.

또한, 전력 가중치 행렬 상에서 다음과 같은 전력 정규화를 수행할 수 있다.

따라서, 주어진 DPC 심벌 벡터 c에 대해 다음과 같이 송신기의 전체 송신 전력은 변하지 않는다.

각 송신 안테나에서 동일한 전송 전력을 보장하기 위해서는 모든 k에 대해 다음과 같은 조건을 만족하면 된다.

이제 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 방식의 효율을 높이기 위한 방법에 대해 기술한다.

AMC 방식은 수신기의 채널 상태에 따라 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, MCS)를 조정하여 주파수 효율(spectral effciency)을 높이는 방법이다. MCS를 결정하기 위한 기준으로 SINR을 사용할 수 있다. k번째 수신기의 수신 SINR SINR_k는 다음과 같이 정의된다.

여기서, σ_k ²는 k번째 수신기의 잡음 파워이다.

수신 SINR은 다음과 같이 추정될 수 있다.

여기서, P=E|s_k|²이다.

각 수신기를 위한 전력 가중치 w_k는 각 수신기의 SINR 값을 송신기가 원하는 값으로 조절하기 위해 사용된다. 전력 가중치 w_k는 k번째 수신기의 수신 신호 중에서 제거되지 않는 간섭의 전력을 조절하고, 동시에 원하는 송신 신호의 전력을 조절하기 위해 사용된다.

송신기에서 DPC를 수행하는 순서에 따라 각 수신기에서 제거되는 간섭의 양은 달라진다. 따라서, DPC를 수행하는 순서를 적절히 조절한다면, 채널 환경이 동일하더라도 각 수신기에서의 검출 성능을 높일 수 있다. 예를 들어, s₁, s₂, ..., s_M의 순서로 DPC를 수행하는 것이 아닌, s₇, s_M, ..., s₃의 순으로 DPC를 수행할 수 있다. DPC 순서는 수신 SINR을 최대화하도록 결정될 수 있다. DPC 순서는 미리 정해진 일정한 순서 또는 임의의 순서로 변경할 수 있고, 일정한 주기로 순환될 수도 있다.

DPC 순서를 변경할 경우, 송신기는 DPC 순서를 각 수신기로 알려주어야 한다. DPC 순서를 알려주는 정보를 DOI(DPC Ordering Information)이라 한다. DOI는 공용 채널(common channel) 또는 전용 채널(dedicated channel)을 통해 수신기로 전송될 수 있다.

전술한 바와 같이, 적어도 하나의 데이터 심벌은 DPC를 수행하지 않고 직접 DPC 심벌로 생성될 수 있다. 예를 들어, 첫번째 데이터 심벌은 DPC를 수행하지 않고, 직접 첫번째 데이터 심벌로 생성된다. DPC 심벌에 대해서는 수신기가 역 서브-DPC 함수 r_k ^-1(.)에서 모듈로 연산을 수행하므로, 모듈로 손실(modulo loss)이 발생한다. 모듈로 손실은 BER(Bit Error Rate)를 증가시키는 것으로 알려져 있다. DPC를 수행하지 않은 심벌에 대해서는 모듈로 연산을 수행하지 않고 직접 복호가 가능하다. 따라서, 수신기가 DPC가 수행된 심벌에 대해서만 선택적으로 역 서브-DPC 함수 r_k ^{- 1}(.)를 수행하도록 한다면 전체 시스템의 성능을 더 높일 수 있다. DPC의 수행 여부는 송신기와 수신기 간에 미리 알려진 규칙에 따라 변경될 수 있다. 또는, 수신기는 송신기로 DPC의 수행 여부를 알려줄 수 있다. 송신기가 수신기로 DPC의 수행 여부를 알려주는 정보를 MOI(Modulo On/Off Indicator)라 한다. MOI는 공용 채널 또는 전용 채널을 통해 수신기로 전송될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.

도 5를 참조하면, 수신기(200)는 채널추정기(channel estimator, 210), 역 DPC부(220), 디맵퍼(230) 및 채널디코더(240)를 포함한다.

채널추정기(210)는 수신 안테나(290)를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 채널 벡터를 추정한다. 추정된 채널 벡터는 채널 정보의 형태로 송신기로 귀환된 다.

역 DPC부(220)는 채널 벡터를 이용하여 역 DPC를 수행하여 추정된 데이터 심벌을 생성한다. 역 DPC부(220)는 채널 벡터로부터 g_{k ,k}를 추정하고, 전력 가중치 w_k를 수신한다. 송신기로부터 DOI가 제공되는 경우 역 DPC부(220)는 DPC 순서를 고려한다. 송신기로부터 MOI가 제공되는 경우 역 DPC부(220)는 역 DPC의 수행 여부를 판단할 수 있다.

송신기는 수신기가 g_{k ,k}를 추정하고, 전력 가중치 w_k를 알 수 있도록 다양한 방법을 사용할 수 있다. 일 예로, 송신기는 공용 파일럿(common pilot)을 전송하여 수신기가 h _k를 추정할 수 있도록 하고, F, w_k 에 대한 정보는 송신기가 수신기로 별도로 알려줄 수 있다. 다른 예로, 송신기는 파일럿을 F 행렬 및 W 행렬을 이용하여 처리한 후 전송할 수 있다. 수신기는 일반적인 채널추정을 통해서 g_{k ,k}과 w_k 를 구할 수 있다. 상기 두 가지 방법 모두 MOI와 DOI 는 별도로 알려주어야 한다. 두 번째 방법에서 수신기는 DOI에 의해 지정된 순서의 파일럿을 이용하여 채널을 추정하면 된다. 예를 들어 DOI에 의해 두 번째 순서로 지정된 단말은 여러 개의 파일럿 두 번째 파일럿만 이용해서 채널 추정을 수행하면 된다. 또는, 파일럿을 F 행렬만 이용하여 처리하고, W 행렬의 정보는 별도로 알려줄 수도 있다.

디맵퍼(230)는 추정된 데이터 심벌을 디맵핑하고, 채널디코더(240)는 디맵핑된 데이터로부터 원본 데이터를 디코딩한다.

SINR 순서로 DPC 순서를 재정렬하고, DPC 순서를 DOI를 통해 수신기로 알려 줌으로써 이득을 얻을 수 있다. 또한, MOI를 통해 수신기에게 DPC 수행 여부를 알려줌으로써 모듈로 연산으로 인한 손실을 최소화할 수 있다. 따라서, 전체 시스템의 성능을 높일 수 있다.

도 6은 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 2×2 MIMO 시스템에 대해 전체 전송 전력 대 SER(Symbol Error Rate)를 나타낸다.

도 6을 참조하면, ZF-SDMA(Zero Forcing-Spatial Division Multiple Access)를 사용한 종래 시스템에 비해 DPC를 수행한 시스템이 더 나은 성능을 보여준다. 또한, MOI를 통해 수신기에게 DPC의 수행 여부를 알려준 경우 모듈로 손실의 감소로 인한 이득이 있음을 보여준다. 또한, DPC 순서를 SINR 순서로 재정렬하고, DOI를 통해 DPC 순서를 알려준 경우 추가적인 이득이 있음을 보여준다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기를 나타낸 블록도이다.

도 3은 서브-DPC 함수의 일 예를 나타낸 예시도이다.

도 4는 역 서브-DPC 함수의 일 예를 기술하기 위한 확장 성상도를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.

도 6은 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (13)

1. 복수의 송신 안테나;

   입력되는 데이터 심벌에 대해 DPC(Dirty Paper Coding)를 수행하여 DPC 심벌을 생성하는 DPC 부;

   상기 DPC 심벌에 전력 가중치를 통해 전력을 할당하는 전력 할당부;

   상기 전력이 할당된 DPC 심벌에 대해 프리코딩을 수행하여 상기 복수의 송신 안테나를 통해 전송되는 송신 신호를 생성하는 프리코더; 및

   채널 정보를 입력받아 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 정보를 구하여 상기 DPC 부, 상기 전력 할당부 및 상기 프리코더로 보내는 MIMO 처리부를 포함하는 송신기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 MIMO 처리부는 복수의 데이터 심벌에 대해 DPC를 수행하는 DPC 순서를 상기 DPC 부로 보내는 것을 특징으로 하는 송신기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 DPC 순서는 수신 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)를 기준으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 송신기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 DPC 순서는 수신기로 전송되는 것을 특징으로 하는 송신기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 MIMO 처리부는 상기 채널 정보로부터 얻어지는 프리코딩 행렬을 상기 프리코더로 보내는 것을 특징으로 하는 송신기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 DPC 부는 입력되는 복수의 데이터 심벌 중 일부의 데이터 심벌에 대해서 DPC를 수행하는 것을 특징으로 하는 송신기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 DPC의 수행 여부를 수신기로 알려주는 것을 특징으로 하는 송신기.
8. 다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서,

   복수의 데이터 심벌에 대해 DPC를 수행하여 복수의 DPC 심벌을 생성하는 단계;

   상기 복수의 DPC 심벌에 대해 프리코딩을 수행하는 단계; 및

   상기 복수의 프리코딩된 심벌을 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 프리코딩을 수행하기 전에 상기 복수의 DPC 심벌에 전력 가중치를 이용하여 전력을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 전력 가중치에 관한 정보는 수신기로 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
11. 안테나;

    상기 안테나를 통해 수신되는 수신 신호로부터 추정 채널을 구하는 채널 추정기; 및

    상기 추정 채널을 이용하여 상기 수신 신호에 대해 역 DPC를 수행하는 역 DPC부를 포함하는 수신기.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 수신 신호는 수신 SINR을 기준으로 DPC 순서에 따라 DPC가 수행되어 전송되는 것을 특징으로 하는 수신기.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 역 DPC부는 상기 수신 신호의 DPC 수행 여부에 관한 MOI(Modulo On/Off Indicator)를 수신하여, 상기 MOI에 따라 모듈로 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신기.

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