KR20110091999A

KR20110091999A - 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북 기반의 프리코딩 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20110091999A
Application number: KR1020100011402A
Authority: KR
Inventors: 김윤지; 심세준; 김은정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-08-17

Abstract

본 발명은 다중 사용자 다중 안테나(Multi-user Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 널 코드북(null codebook) 기반의 프리코딩(precoding) 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 기지국의 동작 방법은, 스케줄링된 각 단말별로 널 코드북에 기반하여 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 과정과, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하며, 상기 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 상기 각 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북 기반의 프리코딩 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRECODING BASED ON NULL CODEBOOK IN MULTI-USER MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM}

본 발명은 다중 사용자 다중 안테나(Multi-user Multiple Input Multiple Output) 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북(null codebook) 기반의 프리코딩(precoding) 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 고속 및 고품질의 데이터 전송에 대한 요구가 증대됨에 따라, 이를 만족시키기 위한 기술 중의 하나로 다수의 송수신 안테나들을 사용하는 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Ouput : 이하 'MIMO'라 칭함) 기술이 크게 주목되고 있다. 상기 MIMO 기술은 다수의 안테나들로 인한 다수의 채널들을 이용하여 통신을 수행함으로써, 단일 안테나를 사용하는 경우보다 채널 용량을 크게 개선 시킬 수 있는 기술이다. 예를 들어, 송수신단이 모두 M개의 송신 안테나 및 수신 안테나를 사용하고, 각 안테나 간의 채널이 독립적이며, 대역폭과 전체 송신 전력이 고정되었을 경우, 평균 채널 용량은 단일 안테나에 비해 M배 증가하게 된다.

상기 MIMO 기술에 따라 하나의 기지국과 다수의 단말들이 동시에 통신을 수행하는 경우, 다수의 채널들에서 각 단말들의 송신신호 또는 수신신호가 서로 섞이게 된다. 이때, 기지국 및 다수의 단말들은 송신신호에 대한 프리코딩(precoding) 및 수신신호에 대한 결합(combining)을 수행함으로써 통해 각 단말의 신호를 구분해 낼 수 있다. 여기서, 상기 프리코딩은 송신신호에 프리코딩 벡터를 곱하는 것을 의미하며, 결합은 수신신호에 결합 벡터를 곱하는 것을 의미한다.

상기 MIMO 기술 기반의 시스템에서 데이터의 전송 신뢰도를 높이기 위해 사용하는 프리코딩 기법에는, 코드북 기반의 프리코딩 방식과, 채널 정보를 양자화(quantization)하여 피드백하는 방식이 있다. 이 중 상기 코드북 기반의 프리코딩 방식은 송수신단에서 이미 알고 있는 양자화 프리코딩 행렬을 송신단으로 피드백함으로써 수신 대 잡음 비(Signal-to-Noise Ratio : SNR) 이득을 얻는 방식이다.

종래 대표적인 코드북 기반의 프리코딩 방식으로 PU2RC(Per User Unitary Rate Control) 방식이 있으며, 상기 PU2RC 방식은 효율적인 적용 방식과 성능 측면에서 매우 중요하게 다뤄지고 있다. 하지만, 상기 PU2RC 방식은 기술의 특성상 스케쥴러가 셀 내에 서비스 요구 사용자들 중 전체적인 셀 성능(throughput)을 고려하여 서비스 가능 사용자를 선택하는 방식을 취하기 때문에 셀 내에 서비스를 요구하는 사용자가 제한되어 있는 경우 성능이 떨어지는 단점이 있다. 이는 서비스를 요구하는 사용자가 적은 경우 송신단과 단말기 사이에 미리 약속되어있는 양자화 프리코딩 행렬에 적합한 사용자의 그룹을 찾는데 있어 어려움이 존재하기 때문이다. 따라서, 서비스를 요구하는 사용자가 적은 경우에도 셀 성능을 높일 수 있는 코드북 기반의 프리코딩 방식이 요구된다.

또한, 현재 코드북 기반의 프리코딩 방식은 고정된 전송 스트림 모드를 기반으로 한다. 이에 따라 하향링크 채널에 적합한 전송 스트림 모드를 제공할 수 없다. 따라서, 전송 스트림 모드를 순시적인 하향링크 채널의 상태에 따라서 변화시킬 수 있는 코드북 기반의 프리코딩 방식이 요구된다.

마지막으로 양자화 프리코딩의 특성상 양자화 오차에 의한 프리코딩 오차가 발생하게 되는데, 이는 하향링크 채널에서 다른 사용자들로부터 간섭을 받는 원인이 된다. 따라서, 이와 같은 양자화 오차에 의한 다른 사용자들의 간섭을 백색화시킬 수 있는 코드북 기반의 프리코딩 방식이 요구된다.

본 발명의 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북(null codebook) 기반의 프리코딩(precoding) 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 프리코딩 벡터를 포함하는 널 코드북을 정의하고, 이를 인덱싱하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 기지국이 널 코드북에 기반하여 각 사용자에게 간섭 사용자 공간 상관 행렬 추정을 위한 하향링크 제어 정보를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 각 사용자가 기지국으로부터 제공받은 하향링크 제어 정보를 이용하여 간섭 사용자 공간 상관 행렬을 추정하고, 상기 추정된 간섭 사용자 공간 상관 행렬을 통해 다른 사용자들의 간섭을 백색화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 기지국이 널 코드북에 기반하여 각 사용자에게 모든 간섭 사용자의 코드북 인덱스를 하향링크 제어 정보로서 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 기지국이 모든 간섭 사용자의 코드북 인덱스 조합을 나타내는 테이블에 기반하여 각 사용자에게 모든 간섭 사용자의 코드북 인덱스에 대응하는 테이블 인덱스를 하향링크 제어 정보로서 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 원하는 사용자의 모든 간섭 사용자의 절대적인 코드북 인덱스를 조합하여 테이블화 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 원하는 사용자의 프리코딩 벡터에 대응하는 코드북 인덱스와 원하는 사용자의 간섭 사용자의 프리코딩 행렬에 대응하는 코드북 인덱스의 상대적인 인덱스를 조합하여 테이블화 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 다중 사용자별로 순시적인 하향링크 채널의 상태에 따라서 전송 스트림 모드(예, 단일 전송 스트림 모드, 다중 전송 스트림 모드)를 변화시킴으로써 링크 적응형(link adaptive) 다중 사용자 다중 안테나 양자화 프리코딩을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 서비스를 요구하는 사용자가 적은 경우에도 셀 성능을 높일 수 있는 코드북 기반의 프리코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 기지국의 동작 방법은, 스케줄링된 각 단말별로 널 코드북에 기반하여 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 과정과, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하며, 상기 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 상기 각 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩을 위한 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 수신하는 과정과, 널 코드북에 기반하여 상기 수신된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보에 대응하는 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 결정하는 과정을 포함하며, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩을 위한 기지국의 장치는, 스케줄링된 각 단말별로 널 코드북에 기반하여 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 스케줄러와, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하며, 상기 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 상기 각 단말에게 전송하는 하향링크 제어 정보 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩을 위한 단말의 장치는, 기지국으로부터 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 수신하는 하향링크 제어 정보 수신기와, 널 코드북에 기반하여 상기 수신된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보에 대응하는 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 결정하는 검출기를 포함하며, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 프리코딩 벡터를 포함하는 널 코드북을 정의하고 이를 인덱싱하기 방안을 제공하며, 상기 널 코드북 기반의 프리코딩 방안을 제공함으로써, 다중 사용자별로 하향링크 채널에 적합한 전송 스트림 모드를 지원할 수 있으며, 이에 따라 링크 적응형(link adaptive) 다중 사용자 다중 안테나 프리코딩이 가능한 이점이 있다. 또한 기지국이 각 사용자에게 간섭 사용자 공간 상관 행렬 추정을 위한 하향링크 제어 정보를 제공함으로써, 각 사용자로 하여금 간섭 사용자 공간 상관 행렬을 추정하여 다른 사용자들의 간섭을 백색화하게 함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 널 프리코딩 벡터를 포함하는 널 코드북을 정의함으로써 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 서비스를 요구하는 사용자가 적은 경우에도 셀 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 널 코드북을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 널 코드북의 인덱싱 방법을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북 기반의 프리코딩을 위한 기지국의 동작 방법을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북 기반의 프리코딩을 위한 단말의 동작 방법을 도시한 도면, 및
도 6은 본 발명에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템과 종래 기술에 따른 시스템의 성능을 비교 도시한 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명에서는 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북(null codebook) 기반의 프리코딩(precoding) 방안을 제시한다. 특히, 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 프리코딩 벡터를 포함하는 널 코드북을 정의하고 이를 인덱싱하기 위한 방안을 제시하며, 상기 널 코드북 기반의 프리코딩 방안을 제시한다.

먼저, 본 발명에서 고려하는 환경을 살펴보면 다음과 같다.

기지국은 같은 서브채널을 사용하는 K개의 단말들에게 데이터를 동시에 전송하는 것을 가정한다. 기지국의 송신 안테나 개수를 T라 하고, 각 단말의 수신 안테나 개수를 R이라 하면, 각 단말의 데이터는, 도 1과 같이, N_T×N_R H 채널을 통과하여 해당 단말로 전송된다. 이때, 다수의 채널들에서 각 단말들의 송신신호 또는 수신신호가 서로 섞이게 된다. 이때, 기지국 및 다수의 단말들은 송신신호에 대한 프리코딩(precoding) 및 수신신호에 대한 결합(combining)을 수행함으로써 통해 각 단말의 신호를 구분해 낼 수 있다. 여기서, 상기 프리코딩은 송신신호에 프리코딩 벡터 M를 곱하는 것을 의미하며, 상기 결합은 수신신호에 결합 벡터 W를 곱하는 것을 의미한다.

여기서, k 번째 단말의 하향링크 신호 모델은 하기 <수학식 1>과 같다.

여기서, 상기 y_k는 k 번째 단말의 수신신호 벡터를 의미하고, 상기 H_k는 k 번째 단말의 채널 행렬을 의미한다. 상기 M_k는 k 번째 단말의 프리코딩 벡터를 의미하고, 상기 x_k는 k 번째 단말의 송신신호 벡터를 의미한다. 상기 K는 공간 다중 접속되는 단말의 개수를 의미하며, 상기 n_k는 k 번째 단말의 간섭을 의미한다. 여기서, 상기 z_k는 k 번째 단말의 다른 단말에 의한 하향링크 간섭 행렬을 의미하며, 상기 M_l은 k 번째 단말의 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 의미한다.

여기서, 만약 k 번째 단말이 단일 전송 스트림을 할당받는다면, 결합 벡터 W_k는 하기 <수학식 2>와 같이 정의된다.

여기서, 상기 R_k는 k 번째 단말의 간섭 단말의 공간 상관 행렬을 의미하고, E{}는 평균 연산자를 의미한다. 여기서, 상기 결합 벡터 W_k는 k 번째 단말의 다른 단말의 간섭을 백색화하는 기능을 담당한다.

여기서, k 번째 단말이 다중 전송 스트림을 할당받는 경우, 결합 행렬 W_k는 하기 <수학식 3>과 같이 정의된다.

여기서, 상기 함수 LSVD()는 특이값 분해(singular value decomposition : SVD)를 통해서 획득된 좌측 특이 행렬(left singular matrix) 중 전송 스트림 개수 만큼에 해당하는 좌측 특이 벡터들을 의미한다. 여기서, 상기 결합 벡터 W_1,k는 k 번째 단말의 다른 단말의 간섭을 백색화하는 기능을 담당하고, 상기 결합 벡터 W_2,k는 k 번째 단말의 수신 스트림 간 간섭을 백색화하여 수신 스트림의 신호 대 잡음 비를 최대로 하는 기능을 담당한다.

여기서, 상기와 같은 프리코딩 벡터 M과 결합 벡터 W를 사용하는 경우의 전체 채널 용량은 하기 <수학식 4>와 같이 정의된다. 이는 본 발명에서 제안하는 프리코딩을 사용했을 경우의 성능 검증에 사용되는 지표가 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 여기서, 기지국(100)이 같은 서브채널을 사용하는 K개의 단말들(110-1 ~ 110-K)에게 데이터를 동시에 전송하는 것을 가정한다. 또한, 기지국(100)의 송신 안테나 개수를 T라 하고, K개의 단말들(110-1 ~ 110-K) 각각의 수신 안테나 개수를 R이라 가정한다.

상기 도 1을 참조하면, 기지국(100)은 스케줄러(102), 프리코더(104), 하향링크 제어 정보 송신기(106), 피드백 수신기(108)를 포함하여 구성되고, K개의 단말들(110-1 ~ 110-K)은 각각 검출기(112-1 ~ 112-K), 하향링크 제어 정보 수신기(114-1 ~ 114-K), 채널 추정기(116-1 ~ 116-K), 피드백 송신기(118-1 ~ 118-K)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 기지국(100)의 장치 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 스케줄러(102)는 상기 피드백 수신기(108)로부터 K개의 단말들(110-1 ~ 110-K)의 각 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 포함하는 상향링크 CQI 정보를 제공받고, 이를 기반으로 스케줄링을 수행한다. 즉 전체 채널 용량(capacity)을 최대화하거나 링크 성능을 최적으로 하는 단말 및 각 단말별 스트림 개수를 결정한다. 이후, 상기 스케줄러(102)는 상기 스케줄링된 각 단말의 스트림과 함께, 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 M_k를 상기 프리코더(104)로 제공한다. 또한, 상기 스케줄러(102)는 상기 스케줄링된 각 단말별 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k 추정을 위한 하향링크 제어 정보로서 해당 각 단말에게 제공하기 위해, 본 발명에서 제안하는 널 코드북에서 각 단말별 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l에 대응하는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하여 상기 하향링크 제어 정보 송신기(106)로 제공한다. 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 양자화 코드북으로, 상기 기지국(100)과 K개의 단말들(110-1 ~ 110-K) 간에 미리 약속된다. 다른 방법으로, 상기 스케줄러(102)는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 테이블화 하여 대응하는 테이블 인덱스를 상기 하향링크 제어 정보 송신기(106)로 제공할 수도 있다. 여기서, 원하는 단말의 모든 간섭 단말의 절대적인 코드북 인덱스를 테이블화 할 수도 있고, 원하는 단말의 프리코딩 벡터 M_k에 대응하는 코드북 인덱스와 원하는 단말의 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l에 대응하는 코드북 인덱스의 상대적인 인덱스를 테이블화 할 수도 있다.

상기 프리코더(104)는 상기 스케줄러(102)로부터 스케줄링된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 M_k와 상기 스케줄링된 각 단말의 스트림을 제공받고, 상기 제공받은 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 M_k를 해당 스트림에 적용하여 프리코딩을 수행한 후, 프리코딩된 신호를 해당 단말로 전송한다.

상기 하향링크 제어 정보 송신기(106)는 상기 스케줄러(102)로부터 각 단말별 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 혹은 이에 대응하는 테이블 인덱스를 제공받고, 상기 제공받은 각 단말별 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 혹은 이에 대응하는 테이블 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보를 생성하여 해당 단말에게 전송한다.

상기 피드백 수신기(108)는 K개의 단말들(110-1 ~ 110-K)로부터 각 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 포함하는 상향링크 CQI(Channel Quality Indicator) 정보를 피드백 수신하고, 이를 상기 스케줄러(102)로 제공한다.

다음으로, K개의 단말들(110-1 ~ 110-K) 각각의 장치 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 검출기(112-1 ~ 112-K)는 상기 하향링크 제어 정보 수신기(114-1 ~ 114-K)로부터 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 혹은 이에 대응하는 테이블 인덱스가 제공되는 경우, 단말 자신이 상기 기지국(100)에 의해 스케줄링되었음을 인지하고, 상기 기지국(100)과 미리 약속되어 있는 널 코드북을 기반으로 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 결정한다. 또한, 상기 검출기(112-1 ~ 112-K)는 상기 결정된 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 이용하여 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k를 결정하고, 상기 결정된 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k를 이용하여 스트림 개수에 따라 상기 <수학식 2> 또는 <수학식 3>과 같이 결합 벡터 W_k를 결정한다. 여기서, 상기 스트림 개수는 상기 피드백 송신기(118-1 ~ 118-K)를 통해 상기 기지국(100)으로 피드백 전송되는 상향링크 CQI 정보의 수와 동일하다. 이후, 상기 기지국(100)으로부터 프리코딩된 신호가 수신되면, 상기 검출기(112-1 ~ 112-K)는 상기 결정된 결합 벡터 W_k를 이용하여 상기 프리코딩된 신호에서 간섭 단말의 간섭을 백색화(whitening)하고 이로써 원래 신호를 검출한다.

상기 하향링크 제어 정보 수신기(114-1 ~ 114-K)는 상기 기지국(100)으로부터 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 혹은 이에 대응하는 테이블 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보를 수신하고, 이를 상기 검출기(112-1 ~ 112-K)로 제공한다.

상기 채널 추정기(116-1 ~ 116-K)는 상기 기지국(100)으로부터 수신되는 파일럿 신호 등을 통해 채널을 추정하고, 채널 추정값을 상기 피드백 송신기(118-1 ~ 118-K)로 제공한다.

상기 피드백 송신기(118-1 ~ 118-K)는 상기 채널 추정기(116-1 ~ 116-K)로부터 채널 추정값을 제공받아 각 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 포함하는 상향링크 CQI(Channel Quality Indicator) 정보를 생성하고, 이를 상기 기지국(100)으로 피드백 전송한다.

도 2는 본 발명에 따른 널 코드북을 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 널 코드북(200)은 N개의 프리코딩 벡터로 구성되며, 그 중 일부 프리코딩 벡터를, 실질적인 데이터 전송이 이루어지지 않는, 널 프리코딩 벡터(201)로 사용하는 양자화 코드북이다. 예를 들어, 널 프리코딩 벡터(201)는 코드북 인덱스 0에 할당되고, 나머지 양자화 프리코딩 벡터는 나머지 코드북 인덱스 1 ~ N-1에 할당된다.

이와 같이 널 프리코딩 벡터(201)를 포함하는 널 코드북(200)은, 하향링크에 서비스를 요구하는 사용자가 적은 경우, 기존 유니터리 프리코딩(Unitary precoding) 기법에 비해서 프리코딩 행렬에 적합한 사용자를 찾을 수 있는 경우의 수가 증가하므로, 코드북 선택의 DOF(Degree of Freedom)가 증가하게 된다. 또한 널 프리코딩 벡터(201)를 포함하고 있어서 채널의 공간적 상관도가 크고, 사용자들의 수가 적은 경우 하향링크의 링크 적응형 프리코딩에 대한 적용 가능성이 높아지게 된다.

한편, 상기 <수학식 2> 및 <수학식 3>을 살펴보면, 결합벡터는 간섭 단말의 공간 상관 행렬의 추정을 통해서 다른 사용자의 간섭을 백색화함으로써 양자화 잡음에 의한 영향에 강인하도록 설계됨을 알 수 있다. 이와 같이 각 단말이 간섭 단말의 공간 상관 행렬의 추정을 통해서 다른 사용자의 간섭을 백색화하려면, 하향링크를 통해서 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 해당 각 단말에게 알려줄 필요가 있다.

이와 같이 하향링크를 통해서 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 해당 각 단말에게 전송하기 위해서는, 해당 각 단말의 모든 간섭 사용자의 코드북 인덱스를 직접 전송할 수도 있고, 하향링크 제어 채널의 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 코드북 인덱스 조합을 테이블화 함으로써, 해당 각 단말의 모든 간섭 사용자의 코드북 인덱스의 조합에 대응하는 테이블 인덱스를 전송할 수도 있다. 여기서, 원하는 단말의 모든 간섭 단말의 절대적인 코드북 인덱스를 조합하여 테이블화 할 수도 있고, 원하는 단말의 프리코딩 벡터 M_k에 대응하는 코드북 인덱스와 원하는 단말의 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l에 대응하는 코드북 인덱스의 상대적인 인덱스를 조합하여 테이블화 할 수도 있다. 여기서, 상기 상대적인 인덱스 조합을 테이블화 하여 널 코드북을 인덱싱하는 방법에 대해 이후 도 3을 통해 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 널 코드북의 인덱싱 방법을 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, N개의 프리코딩 벡터로 구성된 널 코드북(300)의 경우, 원하는 단말의 프리코딩 벡터(303)를 제외한 나머지 N-1개의 프리코딩 벡터에 대해서, 원하는 단말의 간섭 단말이 가지는 3개의 코드북 인덱스 조합을 테이블화하여 정리하면, 상기 도 3과 같이, _N-1C₃의 크기를 가지는 테이블(310)을 만들 수 있다. 단말은 기지국으로 피드백 전송한 스트림별 프리코딩 벡터를 통해 자기 자신의 코드북 인덱스를 알 수 있으므로, 기지국으로부터 자신의 코드북 인덱스와 간섭 단말의 코드북 인덱스 간 차이에 해당하는 코드북 인덱스를 전송 받으면, 간섭 단말의 코드북 인덱스를 결정할 수 있다.

예를 들어, 상기 도 3과 같이, 널 프리코딩 벡터(301)가 코드북 인덱스 0에 할당되고, N개의 프리코딩 벡터로 구성된 널 코드북(300)을 가정할 경우, 기지국은 코드북 인덱스 I에 할당된 양자화 프리코딩 벡터(303)를 가지는 단말에 대해, 상기 단말의 코드북 인덱스 I와 간섭 단말의 프리코딩 벡터(301, 305, 307)에 대응하는 코드북 인덱스 간 차이에 해당하는 1, 2, N-I 코드북 인덱스를 상기 단말로 전송할 수 있다. 이와 같이, 기지국으로부터 N-I 코드북 인덱스를 전송 받으면, 코드북 인덱스 I를 가지는 단말은 코드북 인덱스 0에 할당된 널 프리코딩 벡터(301)가 간섭 단말의 프리코딩 벡터로서 전송되고 있음을 인식할 수 있다. 이때, 기지국은 단말로 1, 2, N-I 코드북 인덱스를 직접 전송할 수도 있으나, 테이블(310)에서 1, 2, N-I 코드북 인덱스의 조합에 대응하는 테이블 인덱스 n을 전송할 수도 있다.

이와 같이 상대적인 인덱스 조합을 테이블화 하여 널 코드북을 인덱싱하는 방법을 사용할 경우, 하향링크 제어 정보를 전송하기 위해 요구되는 전송 비트의 수를 종래 기술과 비교하면 하기 <표 1>과 같다.

N	# of feedforward bits
N	Conventional	Proposed
16	12	9
32	15	13
64	18	16
128	21	19

이와 같이, 본 발명에서 제안하는 널 코드북 인덱싱 방법을 사용할 경우, 종래 기술 대비 기지국에서 단말로 피드 포워드되는 정보의 양이 줄어듬을 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북 기반의 프리코딩을 위한 기지국의 동작 방법을 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 기지국은 401단계에서 각 단말로부터 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 포함하는 상향링크 CQI 정보를 수신하고, 403단계에서 스케줄링을 통해 전체 채널 용량(capacity)을 최대화하거나 링크 성능을 최적으로 하는 단말 및 각 단말별 스트림 개수를 결정한다.

이후, 상기 기지국은 405단계에서 상기 스케줄링된 각 단말별로, 상기 수신된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 기반으로, 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 결정한다.

이후, 상기 기지국은 407단계에서 상기 스케줄링된 각 단말별 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k 추정을 위한 하향링크 제어 정보로서 해당 각 단말에게 제공하기 위해, 본 발명에서 제안하는 널 코드북을 기반으로 상기 스케줄링된 각 단말별로 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l에 대응하는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출한다. 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 양자화 코드북으로, 상기 기지국과 단말 간에 미리 약속된다.

이후, 상기 기지국은 409단계에서 본 발명에서 제안하는 테이블을 기반으로 상기 스케줄링된 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대응하는 테이블 인덱스를 검출한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 기지국과 단말 간에 미리 약속되며, 원하는 단말의 프리코딩 벡터 M_k에 대응하는 코드북 인덱스와 원하는 단말의 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l에 대응하는 코드북 인덱스의 상대적인 인덱스 조합을 나타낸다. 다른 방법으로, 상기 테이블은 원하는 단말의 모든 간섭 단말의 절대적인 코드북 인덱스 조합을 나타낼 수도 있다.

이후, 상기 기지국은 411단계에서 상기 스케줄링된 각 단말에게 상기 검출된 테이블 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보를 전송한다. 다른 방법으로, 상기 기지국은 상기 스케줄링된 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보를 전송할 수도 있다.

이후, 상기 기지국은 413단계에서 상기 스케줄링된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 M_k를 상기 스케줄링된 각 단말에게 송신할 신호에 적용하여 프리코딩을 수행한 후, 프리코딩된 신호를 각 단말로 전송한다.

이후, 상기 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 널 코드북 기반의 프리코딩을 위한 단말의 동작 방법을 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 단말은 501단계에서 기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호 등을 통해 각 스트림별 채널을 추정하고, 503단계에서 채널 추정값을 이용하여 각 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 포함하는 상향링크 CQI(Channel Quality Indicator) 정보를 생성한 후, 상기 기지국으로 피드백 전송한다.

이후, 상기 단말은 505단계에서 상기 기지국으로부터 테이블 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보가 수신되는지 여부를 검사한다. 다른 방법으로, 상기 하향링크 제어 정보는 상기 테이블 인덱스에 대응하는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 포함할 수도 있다.

상기 505단계에서 상기 테이블 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보가 수신되지 않았음이 판단될 시, 상기 단말은 자신이 상기 기지국에 의해 스케줄링되지 않았음을 인지하고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

반면, 상기 505단계에서, 상기 테이블 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보가 수신됨이 판단될 시, 상기 단말은 자신이 상기 기지국에 의해 스케줄링되었음을 인지하고, 507단계로 진행하여 본 발명에서 제안하는 테이블을 기반으로 상기 테이블 인덱스에 대응하는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 기지국과 단말 간에 미리 약속되며, 원하는 단말의 프리코딩 벡터 M_k에 대응하는 코드북 인덱스와 원하는 단말의 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l에 대응하는 코드북 인덱스의 상대적인 인덱스 조합을 나타낸다. 다른 방법으로, 상기 테이블은 원하는 단말의 모든 간섭 단말의 절대적인 코드북 인덱스 조합을 나타낼 수도 있다. 또한, 상기 단말은 상기 507단계에서 본 발명에서 제안하는 널 코드북을 기반으로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대응하는 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 결정한다. 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 양자화 코드북으로, 상기 기지국과 단말 간에 미리 약속된다.

이후, 상기 단말은 509단계에서 상기 결정된 간섭 단말의 프리코딩 행렬 M_l을 이용하여 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k를 결정한다.

이후, 상기 단말은 511단계에서 스트림 개수가 1보다 큰 지 여부를 검사한다. 즉 전송 스트림 모드가 다중 전송 스트림 모드인지 혹은 단일 전송 스트림 모드인지를 검사한다. 여기서, 상기 스트림 개수는 상기 503단계를 통해 기지국으로 피드백 전송된 상향링크 CQI 정보의 수와 동일하다.

상기 511단계에서, 스트림 개수가 1보다 클 시, 상기 단말은 전송 스트림 모드가 다중 전송 스트림 모드임을 판단하고, 513단계에서 상기 결정된 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k를 이용하여 상기 <수학식 3>과 같이 결합 벡터 W_k를 결정한 후, 517단계로 진행한다. 여기서, 상기 결합 벡터 W_k는 수신 신호에 대해 다른 단말의 간섭을 백색화하면서도, 수신 스트림 간 간섭을 백색화하여 수신 스트림의 신호 대 잡음 비를 최대로 하는 기능을 수행한다.

반면, 상기 511단계에서 스트림 개수가 1보다 크지 않을 시, 상기 단말은 전송 스트림 모드가 단일 전송 스트림 모드임을 판단하고, 515단계에서 상기 결정된 간섭 단말의 공간 상관 행렬 R_k를 이용하여 상기 <수학식 2>와 같이 결합 벡터 W_k를 결정한 후, 상기 517단계로 진행한다. 여기서, 상기 결합 벡터 W_k는 수신 신호에 대해 다른 단말의 간섭을 백색화하는 기능을 수행한다.

이후, 상기 단말은 상기 517단계에서 기지국으로부터 프리코딩된 신호가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 517단계에서, 프리코딩된 신호가 수신될 시, 상기 단말은 519단계로 진행하여 상기 513단계 혹은 515단계를 통해 결정된 결합 벡터 W_k를 이용하여 상기 프리코딩된 수신 신호에서 간섭 단말의 간섭을 백색화(whitening)하고 이로써 원래 신호를 검출한다.

이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 6은 본 발명에 따른 다중 사용자 다중 안테나 시스템과 종래 기술에 따른 시스템의 성능을 비교 도시한 그래프이다.

상기 도 6을 참조하면, 도플러 주파수가 70 Hz이며, 기지국의 송신 안테나 수와 단말의 수신 안테나 수가 4개인 환경을 가정한다. 여기서,

는 본 발명에서 제안하는 다중 사용자 다중 안테나 시스템의 성능을 나타내는 것으로, 스케줄링된 단말의 간섭 단말의 프리코딩 벡터에 대한 코드북 인덱스를 상기 스케줄링된 단말로 피드백하는 경우에 대한 성능을 나타낸다.

는 스케줄링된 단말이 간섭 단말의 공간 상관 행렬을 기존의 레퍼런스 신호로 추정하는 경우에 대한 성능을 나타내고,

는 채널과 양자화 코드북 사이의 오차를 허용하는 기존 방식 시스템에 대한 성능을 나타낸다. 피드백 비트가 7인 경우, 본 발명에서 제안하는 다중 사용자 다중 안테나 시스템은 채널과 양자화 코드북 사이의 오차를 허용하는 기존 방식 시스템 대비 SNR 15 dB에 대해 5 [bps/Hz]의 성능 이득이 있음을 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.

스케줄러 102, 프리코더 104, 하향링크 제어 정보 송신기 106, 피드백 수신기 108

Claims

다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 기지국의 동작 방법에 있어서,
스케줄링된 각 단말별로 널 코드북에 기반하여 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 과정과, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하며,
상기 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 상기 각 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
각 단말로부터 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 수신하는 과정과,
상기 수신된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 기반으로 스케줄링을 수행하는 과정과,
스케줄링된 각 단말별로, 상기 수신된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 기반으로, 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 결정하는 과정을 더 포함하며,
여기서, 상기 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스는 상기 결정된 간섭 단말의 프리코딩 행렬에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 각 단말별로 테이블에 기반하여 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대응하는 테이블 인덱스를 검출하는 과정을 더 포함하며,
여기서, 상기 각 단말에게 전송하는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보는, 상기 검출된 테이블 인덱스임을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 코드북 인덱스와 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 간 차이에 해당하는 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 단말의 동작 방법에 있어서,
기지국으로부터 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 수신하는 과정과,
널 코드북에 기반하여 상기 수신된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보에 대응하는 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 결정하는 과정을 포함하며,
여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보 수신 과정 이전에,
각 스트림별 채널을 추정하는 과정과,
각 스트림별 채널 추정값을 이용하여 각 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 수신된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대응하는 테이블 인덱스임을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,
테이블에 기반하여 상기 테이블 인덱스에 대응하는 상기 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 코드북 인덱스와 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 간 차이에 해당하는 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 결정된 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 이용하여 간섭 단말의 공간 상관 행렬을 결정하는 과정과,
상기 결정된 간섭 단말의 공간 상관 행렬을 이용하여 결합 벡터를 결정하는 과정과,
상기 기지국으로부터 신호가 수신될 시, 상기 결정된 결합 벡터를 이용하여 간섭 단말의 간섭을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 결합 벡터 결정 과정은,
스트림 개수가 1보다 큰지 여부를 검사하는 과정과,
스트림 개수가 1보다 큼이 판단될 시, 상기 결합 벡터가 다른 단말의 간섭을 제거하면서도, 스트림 간 간섭을 제거하는 기능을 수행하도록 결정하는 과정과,
스트림 개수가 1임이 판단될 시, 상기 결합 벡터가 다른 단말의 간섭을 제거하는 기능을 수행하도록 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 기지국의 장치에 있어서,
스케줄링된 각 단말별로 널 코드북에 기반하여 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 스케줄러와, 여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하며,
상기 각 단말별로 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 상기 각 단말에게 전송하는 하향링크 제어 정보 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14 항에 있어서,
각 단말로부터 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 수신하는 피드백 수신기를 더 포함하며,
상기 스케줄러는, 상기 수신된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 기반으로 스케줄링을 수행하고, 스케줄링된 각 단말별로, 상기 수신된 각 단말의 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 기반으로, 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 결정하며,
여기서, 상기 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스는 상기 결정된 간섭 단말의 프리코딩 행렬에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 스케줄러는, 상기 각 단말별로 테이블에 기반하여 상기 검출된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대응하는 테이블 인덱스를 검출하며,
여기서, 상기 각 단말에게 전송하는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보는, 상기 검출된 테이블 인덱스임을 특징으로 하는 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 코드북 인덱스와 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 간 차이에 해당하는 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 프리코딩(precoding)을 위한 단말의 장치에 있어서,
기지국으로부터 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보를 수신하는 하향링크 제어 정보 수신기와,
널 코드북에 기반하여 상기 수신된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보에 대응하는 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 결정하는 검출기를 포함하며,
여기서, 상기 널 코드북은 널 프리코딩 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보 수신 이전에, 각 스트림별 채널을 추정하는 채널 추정기와,
각 스트림별 채널 추정값을 이용하여 각 스트림별 프리코딩 벡터 정보를 상기 기지국으로 전송하는 피드백 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 수신된 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대한 정보는 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스에 대응하는 테이블 인덱스임을 특징으로 하는 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 검출기는, 테이블에 기반하여 상기 테이블 인덱스에 대응하는 상기 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스를 검출하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 코드북 인덱스와 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 간 차이에 해당하는 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 테이블은 해당 단말의 모든 간섭 단말의 코드북 인덱스 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 검출기는, 상기 결정된 간섭 단말의 프리코딩 행렬을 이용하여 간섭 단말의 공간 상관 행렬을 결정하고, 상기 결정된 간섭 단말의 공간 상관 행렬을 이용하여 결합 벡터를 결정하며, 상기 기지국으로부터 신호가 수신될 시, 상기 결정된 결합 벡터를 이용하여 간섭 단말의 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 25 항에 있어서,
상기 검출기는, 스트림 개수가 1보다 큰지 여부를 검사하여, 스트림 개수가 1보다 큼이 판단될 시, 상기 결합 벡터가 다른 단말의 간섭을 제거하면서도, 스트림 간 간섭을 제거하는 기능을 수행하도록 결정하고, 스트림 개수가 1임이 판단될 시, 상기 결합 벡터가 다른 단말의 간섭을 제거하는 기능을 수행하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.