KR20110068802A - 간섭 완화를 위한 코드북 기반 다중 입출력 전처리의 코드북 변형 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
제1 수신기와 통신을 수행하는 송신기가 인접한 제2 수신기와 간섭할 때, 송신기가 상기 제2 수신기의 간섭을 완화하기 위한 코드북을 변형하기 위하여 제2 수신기로부터 기준 신호를 수신한다. 수신한 기준 신호를 통해 상기 제2 수신기와의 채널을 추정하고, 추정한 채널을 토대로 수신 상관 행렬을 계산한다. 계산한 수신 상관 행렬로부터 수신 상관 역행렬을 계산하고, 계산한 수신 상관 역행렬을 이용하여 코드북을 변형한다.
Description
본 발명은 코드북 기반 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 전처리의 코드북을 변형하는 방법과 장치에 관한 것으로, 특히 간섭 완화를 위한 코드북 변형 방법 및 장치에 관한 것이다.
다중 안테나를 이용한 MIMO 기술은 공간적인 자유도로부터 다중(Multiplexing) 이득 혹은 다이버시티(Diversity) 이득을 발생시켜 채널 용량을 향상시키는 통신 방식이다. 이러한 MIMO 기술은 신호를 송신할 때 채널 혹은 채널 관련 정보의 이용 유무에 따라 개루프(Open-loop) 방식과 폐루프(Closed-loop) 방식으로 분류된다.
폐루프 방식은 신호를 전송할 채널 정보를 이용하여 전처리 과정을 수행하기 때문에, 개루프 방식에 비해 높은 채널 용량을 가진다. 그리고 폐루프 방식의 MIMO 기술을 이용하여 신호를 전송할 때 송신기에서의 송/수신기 간 채널 정보를 획득하여야 하는데, 채널 정보를 획득하는 여러 방법이 있다. 예를 들어, 채널을 대표할 수 있는 코드북을 정의하고, 수신기에서 측정한 채널과의 최적의 관계(예를 들어, 채널 벡터 및 코드워드 벡터 간 내적 절대값의 최고 값 또는 채널 행렬 및 코드워드 행렬 곱의 프로베니우스 놈(frobenius norm)의 최고 값 등)를 갖는 코드워드를 송신기로 피드백하는 방법이 있다.
코드북의 원소인 코드워드는 대표적인 비트 값으로 인덱싱되고, 각 송신기에 피드백되는 값은 선택된 코드워드에 해당하는 비트 값이다. 이러한 코드북 기반 전처리 방식을 이용하기 위해서는, 채널 특성 및 피드백 비트 수 제한에 따라 설계된 코드북이 필요하다.
그러나, 피드백 비트 수가 제한적이기 때문에 다양한 채널 특성을 모두 반영한 코드북의 설계가 불가능하다. 따라서 상관도가 없는 채널에 대해 코드북을 설계하고, 상관도가 높은 채널에 대해서는 긴 주기마다 코드북을 변형하는 방법이 고안되었다. 이는 채널의 상관도 특성이 시간에 따라 빨리 변하지 않는 점을 이용하여 고안된 것이다.
한편, 폐루프 방식의 MIMO 전송을 이용한 신호 전송은, 간섭이 일어날 수 있는 인접 통신 기기가 주변에 존재하지 않을 경우 개루프 방식의 MIMO 전송에 비해 우수한 성능을 보인다. 그러나 간섭이 일어날 수 있는 인접 통신 기기가 주변에 존재할 경우 폐루프 방식은 인접 통신 기기에 심각한 간섭을 초래할 수 있으며, 인접 통신 기기를 포함한 전송 효율의 합이 감소되어 폐루프 방식의 이점이 무의미해질 수 있다.
따라서 인접 통신 기기에 미치는 간섭을 고려한 폐루프 전처리 방식이 제안되었다. 특히, 코드북 기반 전처리 방식을 위해 전처리 행렬 인덱스(PMI: Precoding Matrix Index) 제한(Restriction)/추천(Recommendation)/조합(Combination) 방식과 같은 기법들이 제안되었다.
그러나, 제안된 기법들은 코드북 변형이 적용되지 않는 기본 코드북에만 적용할 수 있다. 따라서 코드북 설계의 한계에 의해 성능 열화가 발생하는 채널에서는 인접 통신 기기에 미치는 간섭을 해결할 수 없거나, 코드북 변형 기법을 적용할지라도 성능 이득이 크지 않다. 그러므로, 이를 해결하거나 보완하기 위해서는 인접 통신 기기에 미치는 간섭을 고려한 코드북 변형이 요구된다.
따라서, 본 발명은 코드북 기반의 MIMO 전처리시 간섭을 완화하기 위한 코드북 변형 방법 및 장치를 제안한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 제1 수신기와 통신을 수행하는 송신기가 인접한 제2 수신기와 간섭할 때, 상기 송신기가 상기 제2 수신기의 간섭을 완화하기 위한 코드북을 변형하는 방법은,
상기 제2 수신기로부터 기준 신호를 수신하는 단계; 상기 수신한 기준 신호를 통해 상기 제2 수신기와의 채널을 추정하는 단계; 상기 추정한 채널을 토대로 수신 상관 행렬을 계산하는 단계; 상기 계산한 수신 상관 행렬로부터 수신 상관 역행렬을 계산하는 단계; 및 상기 계산한 수신 상관 역행렬을 이용하여 코드북을 변형하는 단계를 포함한다
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 제1 수신기와 통신을 수행하는 송신기가 인접한 제2 수신기와 간섭할 때, 코드북을 변형하는 방법은,
상기 제2 수신기는 상기 송신기 또는 제1 수신기로부터 송신 상관 행렬 측정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 제2 수신기가 상기 송신기로부터 기준 신호를 수신하는 단계; 상기 제2 수신기가 상기 기준 신호를 토대로 상기 송신기에서 상기 제2 수신기로의 채널을 추정하는 단계; 상기 제2 수신기가 상기 추정한 채널을 토대로 송신 상관 행렬을 계산하는 단계; 및 상기 송신 상관 행렬을 양자화하여, 양자화된 송신 상관 행렬을 상기 제1 수신기로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 코드북 변형을 통해 인접 통신 기기 간섭을 고려한 코드북 기반 폐루프 MIMO 전송 시 발생하는 성능 열화를 막을 수 있고, 인접 통신 기기간 간섭 완화를 도모하여 성능을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 간섭이 존재하는 통신 환경을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코드북 변형을 적용한 송신기의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코드북 변형을 적용한 송신기의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 코드북 변형 방법 및 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 간섭이 존재하는 통신 환경을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 송신기(200)와 제2 송신기(400)는 다중 안테나(200-1~200-N, 400-1~400-N)를 갖고, 제1 수신기(100)와 제2 수신기(300)는 다중 안테나(100-1~100-N, 300-1~300-N) 혹은 단일 안테나(100-1, 300-1)를 갖는다. 제1 수신기(100)와 제2 수신기(300)가 각각 제1 송신기(200)와 제2 송신기(400)에 신호를 전송하는 경우, 제1 수신기(100)와 제2 수신기(300)가 송신기가 되고 제1 송신기(200)와 제2 송신기(400)가 수신기가 된다. 즉, 송신과 수신의 관점에 따라 각 통신 기기들은 송신기의 역할을 하거나 수신기의 역할을 한다.
제1 송신기(200)는 제1 수신기(100)와 통신을 하고, 제2 송신기(400)는 제2 수신기(300)와 통신을 한다고 가정한다. 이때, 제1 송신기(200)와 제2 송신기(400)는 각각 제1 수신기(100)와 제2 수신기(300)에 동시에 동일한 주파수 자원 상에서 신호를 전송한다. 그러나 제1 송신기(200)가 제1 수신기(100)에 간섭을 미칠 수 있는 거리에 위치할 경우, 제2 수신기(300)는 제1 송신기(200)로부터 간섭을 받아 제2 송신기(400)로부터 전송되는 신호의 복호 또는 신호 검출 성능이 저하될 수 있다.
따라서 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)에게 미치는 간섭을 완화시키고자 코드북 기반 폐루프 전처리 방식을 적용할 경우, 인접 통신 기기에 미치는 간섭 완화를 위한 코드북 변형 방법 및 송신기에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 수신기에 미치는 간섭을 완화시키고자 코드북을 변형하는 송신기의 구조에 대하여, 도 2를 참조로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코드북 변형을 적용한 송신기의 구조도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 송신기(500)는 변조기(510), 곱셈기(520) 및 전처리 행렬 처리기(530)를 포함한다.
변조기(510)는 심볼 벡터를 생성한다. 심볼 벡터의 생성 방법은 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
전처리 행렬 처리기(530)는 PMI로부터 구한 전처리 행렬과 제1 코드북 변형 행렬 및 제2 코드북 변형 행렬을 이용하여 코드북 변형이 적용된 전처리 행렬을 구한다. 코드북 변형이 적용된 전처리 행렬을 구하는 방법은 이후 설명하기로 한다.
곱셈기(520)는 변조기(510)로부터 생성된 심볼 벡터와 전처리 행렬 처리기(530)로부터 생성된 전처리 행렬을 곱하여 전송 신호 벡터를 생성한다. 이렇게 생성된 전송 신호 벡터는 다중 안테나(540)를 통해 수신기로 전송된다.
상기 도 2에서 나타낸 송신기가 위치하는 도 1의 환경에서 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)에 미치는 간섭을 완화시키고자 코드북을 변형하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 코드북 기반 MIMO 전처리의 간섭 완화를 위한 코드북 변형 절차를 나타낸 흐름도이다.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 인접 통신 기기 간 간섭 완화를 위한 코드북 변형을 위해 필요한 채널 정보를, 제2 수신기(300)에서 제1 송신기(200)로 전송하는 기준 신호로부터 획득하는 경우에 관한 것이다.
일반적으로 기준 신호라 함은, 다운 링크(Downlink)를 기준으로 할 경우에는 사운딩(Sounding) 신호가 기준 신호가 되고, 업 링크(Uplink)를 기준으로 할 경우에는 프리앰블(Preamble) 신호 또는 미드앰블(Midamble) 신호가 기준 신호에 해당한다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준 신호는 서빙 기지국과의 채널이 아닌 간섭을 주는 인접 기지국과의 채널 추정을 위한 기준 신호로, 서빙 기지국에 대한 기준 신호와는 직교하거나 분리될 수 있어야 한다.
제1 수신기(100)는 제1 송신기(200)에 코드북 변형 수행 명령 메시지(이하, 설명의 편의를 위해 CT_CMD라 지칭함) 및 인접 통신 기기 간섭 완화 수행 명령 메시지(이하, 설명의 편의를 위해 IM_CMD라 지칭함)를 전송한다(S100). 셀룰러 시스템의 경우에는 기지국이 사용자 단말에 CT_CMD 및 IM_CMD를 전송한다.
제1 수신기(100)가 제1 송신기(200)로 CT_CMD 및 IM_CMD를 전송하면, 제2 수신기(300)가 제1 송신기(200)에 채널 추정을 위한 기준 신호를 전송한다(S101). 단, 제2 수신기(300)에서 제1 송신기(200)로 전송하는 기준 신호와 제1 수신기(100)에서 제1 송신기(200)로 전송하는 기준 신호는 서로 직교하거나 분리가 가능해야 한다.
제1 송신기(200)가 제1 수신기(100)로부터 CT_CMD 및 IM_CMD를 수신하고 제2 수신기(300)로부터 기준 신호를 수신하면, 제2 수신기(300)에서 제1 송신기(200)로 전송하는 기준 신호를 이용하여 제2 수신기(300)에서 제1 송신기(200)로의 채널을 추정한다(S102). 채널 추정을 위해 k번째 시간에서 제2 수신기(300)에서 제1 송신기(200)로의 채널 추정으로부터 구한 MIMO 채널 행렬을 
라고 정의한다. 그러면, 채널 행렬 
에서 i번째 행 j번째 열의 값은 제2 수신기(300)의 j번째 안테나로부터 제1 송신기(200)의 i번째 안테나로 신호가 전송될 경우의 채널 값을 의미한다.
S102 단계에서 제1 송신기(200)가 채널을 추정하면, 추정한 채널을 통해 수신 상관 행렬을 계산한다(S103). 수신 상관 행렬은 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 송신 상관 행렬과 동일하다고 가정할 수 있다.
k번째 시간에서 제2 수신기(300)에서 제1 송신기(200)로의 채널에 대한 수신 상관 행렬을 
라고 할 때, 수신 상관 행렬을 구하는 방법은 수학식 1과 같다.
여기서 β는 과거 값과 현재 값의 반영 정도를 조절하는 변수이다. β 값이 크면 클수록 현재의 값을 적게 반영하므로, 긴 주기 동안의 평균화 효과를 얻을 수 있다. 여기서 과거 값은 R(k-1)이고, 현재 값은 H(k)를 의미한다.
S103 단계에서 수신 상관 행렬을 구하면, 해당 수신 상관 행렬의 역 행렬을 구한다(S104). k번째 시간에 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)에 미치는 간섭 완화를 위한 코드북 변형 행렬을 
라 하면, 이는 S103 단계에서 구한 수신 상관 행렬의 역 행렬이 된다. 수신 상관 행렬의 역 행렬은 수학식 2와 같다.
수학식 2와 같은 역 행렬을 이용하여 코드북 변형을 수행하면, 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 채널의 송신 상관도를 제거하여, 제2 수신기(300)에 미치는 간섭을 완화시킬 수 있다. 즉, 코드북 변형을 수행하여 코드북의 코릴레이션(correlation) 성분을 제거하는, 채널을 백색화(Whitening)하면 채널의 송신 상관도가 제거된다.
S104 단계에서 역 행렬을 구한 뒤, 코드북 변형 행렬을 가지고 코드북을 변형한다(S105). 만약 인접 통신 기기에 미치는 간섭을 고려하지 않는 경우 코드북 변형을 수행할 경우에는, 제1 수신기(100)에서 제1 송신기(200)로의 수신 상관 행렬만 이용하면 된다. 이때, 제1 송신기(200)는 제1 수신기(100)와 통신을 하고 있는 상황이므로, 제1 수신기(100)에 최대한의 채널 이득을 형성해야 한다.
따라서, 이에 대한 k번째 시간의 코드북 변형 행렬 
은 수학식 3과 같이 구할 수 있다.
여기서 
는 k번째 시간에 제1 수신기(100)와 제1 송신기(200) 사이의 채널에 대한 수신 상관 행렬을 나타내고, 
는 k번째 시간에 제1 수신기(100)에서 제1 송신기(200)를 추정한 채널 행렬을 나타낸다.
코드북을 변형할 때, 제1 수신기(100)의 채널 이득이 최대가 될 수 있도록 하는 코드북 변형 행렬 
와 제2 수신기(300)에 미치는 간섭이 최소화되도록 하는 코드북 변형 행렬 
의 선형 조합 행렬을, PMI로부터 구한 코드워드 행렬 앞에 곱하여 변형을 수행한다. 코드북 변형을 수행하기 이전에 k번째 시간의 PMI로부터 구한 전처리 행렬을 
라 하면, 코드북 변형을 수행한 후의 k번째 시간을 위한 최종 전처리 행렬 
는 다음 수학식 4와 같다.
여기서 α는 간섭 대 열 잡음 비(IoT: Interference over Thermal Noise)에 의해 결정되거나 또는 신호 대 간섭과 잡음 합의 비(SINR: Signal to Interference Plus Noise Ratio)에 의해 결정될 수 있다. 또는 가상 SINR(Virtual SINR)에 의해 결정되거나, 반송파 대 간섭과 잡음 합의 비(CINR: Carrier to Interference Plus Noise Ratio)에 의해 결정될 수 있고, 또는 경로 손실 플러스 쉐도잉(Path loss plus shadowing)과 같이 채널의 장 주기 통계적 특성에 의해 결정될 수 있다. ColumnWiseNormalization{·}에 대한 정의는 다음 수학식 5와 같다.
여기서 A는 임의의 행렬이고, 열 벡터 
는 행렬 A의 i번째 열을 의미한다. 그리고 
는 놈(Norm) 연산을 나타낸다.
만약 유니터리 전처리(Unitary precoding)를 수행해야 하는 경우에는 수학식 4가 다음과 같은 수학식 6으로 대체된다.
여기서 QRD{·}의 출력 값은 QR 분해(QR-decomposition)가 수행된 후의 Q행렬에 해당된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코드북 변형 절차에 대해 도 4를 참조로 설명하면, 제1 수신기(100)가 제1 송신기(200)로 CT_CMD 및 IM_CMD를 전송하면(S200), 제1 수신기(100)는 제2 수신기(300)에 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 채널에 대한 송신 상관 행렬 측정 요청 메시지(CE_REQ)를 전송한다(S201). 여기서, 제2 수신기(300)로 전송되는 CE_REQ는 제1 수신기(100) 대신 제1 송신기(200)가 전송할 수도 있다(S201’).
제2 수신기(300)가 CE_REQ를 수신하면, 제2 수신기(300)는 간섭 완화를 위한 코드북 변형이 성능 향상을 가져올 수 있는지 여부를 판단한다. 여기서 성능 향상을 가져올 수 있는지 여부를 판단하는 기준은 예측한 신호대 간섭과 잡음의 합의 비, 간섭 대 열 잡음비 또는 채널 용량의 변화 중 어느 하나의 값으로 판단한다. 만약 코드북 변형이 성능 향상을 가져올 수 있다고 판단하면 수락 메시지를 그렇지 않은 경우에는 거절 메시지를 응답 메시지(CE_RSP)의 형태로 제1 송신기(200)로 전달한다(S202).
제1 송신기(200)는 제2 수신기(300)로부터 수신한 CE_RSP가 수락 메시지를 의미하는 CE_RSP인지 거절 메시지를 의미하는 CE_RSP인지 여부를 판단한다(S203). 만약 제1 송신기(200)가 수락 메시지를 의미하는 CE_RSP를 수신하였다면, 제1 송신기(200)는 제2 수신기(300)로 채널 추정을 위한 기준 신호를 전송한다(S204). 이때, 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)로 전송하는 기준 신호와 제2 송신기(400)에서 제2 수신기(300)로 전송하는 기준 신호는 서로 직교하거나 분리될 수 있어야 한다.
제2 수신기(300)가 S202 단계에서 제1 송신기(200)로 CE_RSP를 전송할 때 수락 메시지를 의미하는 CE_RSP를 전송한 것이라면, 제2 수신기(300)는 제1 송신기(200)로부터 수신한 기준 신호를 이용하여 제1 송신기(200)와 제2 수신기(300) 사이의 채널을 추정한다(S205).
k번째 시간에서 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 채널 추정을 통해 구한 채널 행렬을 
라 가정한다 
행렬에서 i번째 행 j번째 열의 값은, 제1 송신기(200)의 j번째 안테나로부터 신호가 송출될 경우 제2 수신기(300)의 i번째 안테나가 신호를 수신할 때의 채널 값을 의미한다.
제2 수신기(300)는 S206 단계에서 추정한 채널을 이용해 송신 상관 행렬을 구한다(S206). k번째 시간에서, 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 채널에 대한 송신 상관 행렬을 
라 하면, 송신 상관 행렬을 구하는 식은 다음과 같다.
여기서 β는 과거 값과 현재 값의 반영 정도를 조절하는 변수이다. β값이 클수록 현재의 값이 적게 반영된 것이므로, 긴 주기 동안의 평균화 효과를 볼 수 있다.
S206 단계를 통해 송신 상관 행렬을 구하면, 제2 수신기(300)는 송신 상관 행렬 
을 양자화 한다(S207). 이때 양자화 된 송신 상관 행렬은 
라 한다. 그리고 양자화 된 송신 상관 행렬은 제1 수신기(100)로 전송된다(S208). 제2 수신기(300)로부터 양자화 된 송신 상관 행렬을 수신한 제1 수신기(100)는 제1 송신기(200)로 수신한 양자화 된 송신 상관 행렬을 전달한다(S209).
이와 같이 제2 수신기(300)가 직접 제1 송신기(200)로 양자화 된 송신 상관 행렬을 전달하지 않고 제1 수신기(100)를 거쳐 제1 송신기(200)로 전송하는 경우가 요구되는 상황은 다음과 같다. 셀룰러 시스템에서 제1 수신기(100)와 제2 수신기(300)가 기지국이고 제1 송신기(200)가 제1 수신기(100)를 서빙 기지국으로 하는 단말이라 가정할 경우, 기지국 사이에는 백홀(Backhaul) 네트워크로 연결되어 있기 때문에, 제2 수신기(300)가 제1 송신기(200)와 직접적으로 통신을 할 수 없게 된다. 따라서 제2 수신기(300)가 제1 수신기(100)에 제1 송신기(200)로 전달할 정보를 전송하고, 제1 수신기(100)가 이를 제1 송신기(200)로 전달하게 된다.
제1 송신기(200)가 제1 수신기(100)로부터 양자화 된 송신 상관 행렬을 수신하면, 제1 송신기(200)는 수신한 행렬인 
의 역 행렬을 구한다(S210). 번째 시간에 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)에 미치는 간섭을 완화하기 위한 코드북 변형 행렬을 
라 하면, 코드북 변형 행렬은 수신 상관 행렬의 역 행렬이다. 코드북 변형 행렬은 다음과 같다.
S210 단계에서와 같이 송신 상관 행렬 
의 역 행렬인 코드북 변형 행렬을 구한 후, 코드북 변형을 수행한다(S211). S211 단계에서 수행하는 코드북 변형은 상기 도 3의 S105 단계에서 수행하는 코드북 변형 절차와 동일하다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코드북 변형 절차에 대해 도 5를 참조로 설명하면, 제1 수신기(100)가 제1 송신기(200)로 CT_CMD 및 IM_CMD를 전송한다(S300). 제1 수신기(100)는 제2 수신기(300)에 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 채널에 대한 송신 상관 행렬 측정 요청 메시지(CE_REQ)를 전송한다(S301). 여기서, 제2 수신기(300)로 전송되는 CE_REQ는 제1 수신기(100) 대신 제1 송신기(200)가 전송할 수도 있다(S301').
제2 수신기(300)가 CE_REQ를 수신하면, 제2 수신기(300)는 간섭 완화를 위한 코드북 변형이 성능 향상을 가져올 수 있는지 여부를 판단한다. 만약 코드북 변형이 성능 향상을 가져올 수 있다고 판단하면 수락 메시지를 그렇지 않은 경우에는 거절 메시지를 응답 메시지(CE_RSP)의 형태로 제1 송신기(200)로 전달한다(S302).
제1 송신기(200)는 제2 수신기(300)로부터 수신한 CE_RSP가 수락 메시지를 의미하는 CE_RSP인지 거절 메시지를 의미하는 CE_RSP인지 여부를 판단한다(S303). 만약 제1 송신기(200)가 수락 메시지를 의미하는 CE_RSP를 수신하였다면, 제1 송신기(200)는 제2 수신기(300)로 채널 추정을 위한 기준 신호를 전송한다(S304). 이때, 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)로 전송하는 기준 신호와 제2 송신기(400)에서 제2 수신기(300)로 전송하는 기준 신호는 서로 직교하거나 분리될 수 있어야 한다.
S302 단계에서 제2 수신기(300)가 제1 송신기(200)로 CE_RSP를 전송할 때, 수락 메시지를 의미하는 CE_RSP를 전송한 것이라면, 제2 수신기(300)는 제1 송신기(200)로부터 수신한 기준 신호를 이용하여 제1 송신기(200)와 제2 수신기(300) 사이의 채널을 추정한다(S305).
k번째 시간에서 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)로의 채널 추정을 통해 구한 채널 행렬을 
라 가정한다. 
행렬에서 i번째 행 j번째 열의 값은, 제1 송신기(200)의 j번째 안테나로부터 신호가 송출될 경우 제2 수신기(300)의 i번째 안테나가 신호를 수신할 때의 채널 값을 의미한다.
제2 수신기(300)는 S305 단계에서 추정한 채널을 이용해 송신 상관 행렬을 재귀적으로 구한다(S306). k번째 시간에서, 제1 송신기(200)에서 제2 수신기(300)으로의 채널에 대한 송신 상관 행렬을 
라 하면, 송신 상관 행렬을 구하는 식은 다음과 같다.
여기서 β는 과거 값과 현재 값의 반영 정도를 조절하는 변수이다. β값이 클수록 현재의 값이 적게 반영된 것이므로, 긴 주기 동안의 평균화 효과를 볼 수 있다.
S306 단계를 통해 송신 상관 행렬을 구하면, 제2 수신기(300)는 송신 상관 행렬 
을 양자화 한다(S307). 이때 양자화 된 송신 상관 행렬은 
라 한다. 그리고 양자화 된 송신 상관 행렬은 제1 송신기(200)로 전송된다(S3089).
제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)로부터 양자화 된 송신 상관 행렬을 수신하면, 제1 송신기(200)는 수신한 행렬인 
의 역 행렬을 구한다(S309). k번째 시간에 제1 송신기(200)가 제2 수신기(300)에 미치는 간섭을 완화하기 위한 코드북 변형 행렬을 
라 하면, 코드북 변형 행렬은 수신 상관 행렬의 역 행렬이다. 코드북 변형 행렬은 다음과 같다.
S309 단계에서와 같이 송신 상관 행렬 
의 역 행렬인 코드북 변형 행렬을 구한 후, 코드북 변형을 수행한다(S310). S310 단계에서 수행하는 코드북 변형 절차는 상기 도 3의 S105 단계 및 도 4의 S211 단계에서 수행하는 코드북 변형 절차와 동일하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (11)
- 제1 수신기와 통신을 수행하는 송신기가 인접한 제2 수신기와 간섭할 때, 상기 송신기가 상기 제2 수신기의 간섭을 완화하기 위한 코드북을 변형하는 방법에 있어서,
상기 제2 수신기로부터 기준 신호를 수신하는 단계;
상기 수신한 기준 신호를 통해 상기 제2 수신기와의 채널을 추정하는 단계;
상기 추정한 채널을 토대로 수신 상관 행렬을 계산하는 단계;
상기 계산한 수신 상관 행렬로부터 수신 상관 역행렬을 계산하는 단계; 및
상기 계산한 수신 상관 역행렬을 이용하여 코드북을 변형하는 단계
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제1항에 있어서,
상기 기준 신호를 수신하는 단계 이전에,
상기 제1 수신기로부터 코드북 변형 수행 명령 메시지 및 간섭 완화 수행 명령 메시지를 수신하는 단계
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제2항에 있어서,
상기 기준 신호는 상기 제1 수신기에 대한 기준 신호와 직교하거나 분리될 수 있는 신호인 코드북 변형 방법. - 제1 수신기와 통신을 수행하는 송신기가 인접한 제2 수신기와 간섭할 때, 코드북을 변형하는 방법에 있어서,
상기 제2 수신기는 상기 송신기 또는 제1 수신기로부터 송신 상관 행렬 측정 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 제2 수신기가 상기 송신기로부터 기준 신호를 수신하는 단계;
상기 제2 수신기가 상기 기준 신호를 토대로 상기 송신기에서 상기 제2 수신기로의 채널을 추정하는 단계;
상기 제2 수신기가 상기 추정한 채널을 토대로 송신 상관 행렬을 계산하는 단계; 및
상기 송신 상관 행렬을 양자화하여, 양자화된 송신 상관 행렬을 상기 제1 수신기로 전송하는 단계
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제4항에 있어서,
상기 기준 신호를 수신하는 단계는,
상기 제1 송신기로 송신 상관 행렬 측정 응답 메시지 송신하는 단계
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제5항에 있어서,
상기 송신기가 상기 제2 수신기로부터 송신 상관 행렬 측정 응답 메시지를 수신하는 단계;
상기 송신 상관 행렬 측정 응답 메시지가 수락 메시지인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 송신 상관 행렬 측정 응답 메시지가 수락 메시지이면 상기 제2 수신기로 상기 기준 신호를 송신하는 단계
를 더 포함하는 코드북 변형 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1 수신기로 전송하는 단계 이후에 상기 송신기는,
상기 제1 수신기로부터 상기 양자화된 송신 상관 행렬을 수신하는 단계;
상기 수신한 양자화된 송신 상관 행렬의 역행렬을 계산하는 단계; 및
상기 계산한 수신 상관 역행렬을 이용하여 코드북을 변형하는 단계
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제4항에 있어서,
상기 양자화된 송신 상관 행렬을 상기 송신기로 전송하는 단계;
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제8항에 있어서,
상기 송신기는,
상기 제2 수신기로부터 상기 양자화된 송신 상관 행렬을 수신하는 단계;
상기 수신한 양자화된 송신 상관 행렬의 역행렬을 계산하는 단계; 및
상기 계산한 수신 상관 역행렬을 이용하여 코드북을 변형하는 단계
를 포함하는 코드북 변형 방법. - 제1 수신기와 통신을 수행하는 송신기가 인접한 제2 수신기와 간섭할 때, 상기 제2 수신기의 간섭을 완화하기 위한 코드북을 변형하는 상기 송신기는,
심볼 벡터를 생성하는 변조기;
전처리 행렬 인덱스로부터 생성된 전처리 행렬과 복수의 코드북 변형 행렬을 이용하여, 코드북이 변형된 전처리 행렬을 생성하는 전처리 행렬 생성기; 및
상기 심볼 벡터와 전처리 행렬을 곱하여 전송 신호 벡터를 생성하는 곱셈기
를 포함하는 송신기. - 제10항에 있어서,
상기 복수의 코드북 변형 행렬은,
상기 제1 수신기의 채널 이득을 최대화하는 제1 코드북 변형 행렬과 상기 제2 수신기에 미치는 간섭을 최소화하는 코드북 변형 행렬을 포함하는 송신기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/968,519 US8737505B2 (en) | 2009-12-15 | 2010-12-15 | Method and apparatus of codebook transformation for interference mitigation in codebook-based precoding |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20090124885 | 2009-12-15 | ||
| KR1020090124885 | 2009-12-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110068802A true KR20110068802A (ko) | 2011-06-22 |
| KR101642977B1 KR101642977B1 (ko) | 2016-07-28 |
Family
ID=44400976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100064483A KR101642977B1 (ko) | 2009-12-15 | 2010-07-05 | 간섭 완화를 위한 코드북 기반 다중 입출력 전처리의 코드북 변형 방법 및 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101642977B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9048896B2 (en) | 2013-03-28 | 2015-06-02 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus for multi-user multi-antenna transmission based on double codebook and method for the same |
| KR101696322B1 (ko) * | 2015-08-07 | 2017-01-13 | 서강대학교산학협력단 | 간섭정렬을 기반으로 이동체 간 통신 시스템과 셀룰러 시스템 사이 간섭 제어를 통한 수율 향상 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080114486A (ko) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 삼성전자주식회사 | 적응적으로 코드북을 생성하고 사용하는 다중 입출력 통신시스템 및 통신 방법 |
| US20090268840A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multiple antenna communication system including adaptive updating and changing of codebooks |
-
2010
- 2010-07-05 KR KR1020100064483A patent/KR101642977B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080114486A (ko) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 삼성전자주식회사 | 적응적으로 코드북을 생성하고 사용하는 다중 입출력 통신시스템 및 통신 방법 |
| US20090268840A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multiple antenna communication system including adaptive updating and changing of codebooks |
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| KR101696322B1 (ko) * | 2015-08-07 | 2017-01-13 | 서강대학교산학협력단 | 간섭정렬을 기반으로 이동체 간 통신 시스템과 셀룰러 시스템 사이 간섭 제어를 통한 수율 향상 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101642977B1 (ko) | 2016-07-28 |
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