KR20120138804A - 통신 시스템들에서 간섭을 감소시키기 위한 방법들 - Google Patents

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Abstract

예시적인 실시예들은 통신 시스템에서 간섭을 감소시키는 방법들과 관련된다. 방법은, 송신기에 의해, 이동국으로부터 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들을 수신하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들은 추정 채널 매트릭스 및 추정 간섭 매트릭스에 기초한다. 방법은 또한, 송신기에 의해, 제 1 및 제 2 양자화 값들에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

통신 시스템들에서 간섭을 감소시키기 위한 방법들{METHODS FOR REDUCING INTERFERENCE IN COMMUNICATION SYSTEMS}
다중-입력-다중-출력(MIMO, multiple-input-multiple-output) 시스템들은 무선 통신 시스템이 진보된 것을 나타낸다. MIMO는 라디오 대역폭 및 전력 상수를 유지하면서 데이터 송신 율을 향상시키기 위해 무선 링크의 송신 단 및 수신 단에서 다중 안테나들을 이용한다. MIMO 송신기는 발신 신호를 다중 서브-신호들로 역다중화하고 개별 안테나들로부터 서브-신호들을 송신함으로써 다중 안테나들을 이용하여 발신 신호를 송신한다. MIMO는 처리량을 증가시키고 비트 에러율들을 감소시키기 위해 다중 신호 전파 경로들을 이용한다. 각 서브-신호는 연관된 신호 전파 경로들을 따라 로컬 환경을 반영한다. 로컬 환경의 공간적 풍부도(spatial richness)는 상이한 연관된 신호 전파 경로들 간의 고유성 및 차이성의 함수이다. 다중 신호 전파 경로들은 종래의 라디오들에서는 간섭 및 페이딩을 유발하지만, MIMO는 종래의 무선 송신들보다 많은 정보를 전달하기 위해 이들 다중 신호 전파 경로들을 이용한다.
도 1은 기본적인 MIMO 무선 링크(10)를 도시하고, 여기서, 송신기(20)는 M max개의 송신 안테나들(21(21-1...21-m))을 갖고, 수신국(30)은 N개의 수신 안테나(31(31-1...31-n))를 갖고, 주어진 순간에서 활성화되는 송신기들의 수는 M이며, M<=M max가 된다. 어떤 공간적 풍부도의 정도 또는 페이딩 계수들의 통계적 독립성을 갖는 분산 환경(50)이 송신기와 수신기 사이에 존재한다. 채널 매트릭스(H)는 각각 송신용 및 수신 안테나들(21, 31) 간의 채널 접속 특성들(또는 임펄스 응답)을 나타낸다.
다중 이용자 MIMO 시스템들에 대한 대부분의 개선들은, 하나의 기지국이 여러 명의 이용자들에게 서빙하는 단일 셀 환경들과 관련된다. 그러나, 다중 셀 환경들에서는 용량 이득이 감소된다.
또한, 다중 이용자들을 지원하고 용량 이득을 향상시키도록 설계된 대부분의 종래의 네트워크 MIMO 알고리즘들은, 다중-셀 환경에서의 모든 기지국들이 각 이용자에게 송신될 모든 데이터 메시지들을 공유해야 하는 것으로 가정하였다. 이러한 가정은 구현하기가 어렵다.
예시적인 실시예들은, 다중 안테나들을 포함하는 기지국들 및 이동국들을 갖는 시스템에서 이용자들 간에, 이동국으로부터 기지국으로의 또는 그 반대로의 피드백을 제한하면서 간섭을 감소시키기 위한 방법들과 관련된다. 예시적인 실시예들에 따르면, 기지국은 통신 시스템의 다른 기지국들로부터 정보를 수신하지 않고 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 또한, 기지국은 통신 시스템의 기지국으로부터 수신된 정보만을 기초로 하여 상기 송신 빔포밍 벡터를 결정한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예는 통신 시스템에서 간섭을 감소키기는 방법을 개시한다. 이 방법은 송신기에 의해, 이동국으로부터 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들을 수신하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들은 추정 채널 매트릭스 및 추정 간섭 매트릭스에 기초한다. 이 방법은 또한, 송신기에 의해, 제 1 및 제 2 양자화 값들에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 포함한다.
몇몇 다른 예시적인 실시예들은 통신 시스템에서 간섭을 감소시키는 방법을 제공한다. 이 방법은, 수신기에 의해, 양자화 추정 채널 매트릭스 및 양자화 추정 간섭 매트릭스를 결정하는 제 1 결정 단계를 포함한다. 양자화 추정 채널 매트릭스 및 양자화 추정 간섭 매트릭스는 스칼라 양자화 및 벡터 양자화 중 적어도 하나에 의해 결정된다. 이 방법은 또한, 수신기에 의해, 제 1 결정 단계에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 결정하는 제 2 결정 단계를 포함한다.
적어도 또 다른 예시적인 실시예는 통신 시스템에서 간섭을 감소시키는 방법을 제공한다. 이 방법은, 송신기에 의해, 간섭하는 송신기의 간섭 빔을 결정하는 제 1 결정 단계 및, 송신기에 의해, 송신기로부터의 빔이 처음에 간섭 빔과 충돌하도록 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 제 2 결정 단계를 포함한다.
예시적인 실시예들은 첨부 도면들과 함께 행해지는 다음 상세한 설명으로부터 더 명백히 이해될 것이다. 도 1 내지 도 8은 본원에서 기술되는 것과 같은 비제한적이고 예시적인 실시예들을 나타낸다.
도 1은 종래의 MIMO 무선 링크를 도시하는 도면.
도 2a는 일 예시적인 실시예에 따른 2-셀 MIMO 통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2b는 일 예시적인 실시예에 따른 수신 채널 매트릭스 및 간섭 채널 매트릭스의 상세한 뷰를 도시하는 도면.
도 3a 및 도 3b는 이용자들 간의 간섭을 감소시키고 2-셀 MIMO 통신 시스템의 다운링크 채널에서 서빙 기지국으로부터의 합산 처리량을 증가시키기 위한 방법을 도시하는 도면.
도 4는 일 예시적인 실시예에 따른 이동국들 간의 간섭을 최소화기 위해 복수의 기지국들을 그룹화하는 방법을 도시하는 도면.
도 5a는 짝수 시간/제 1 주파수에서 스위칭하는 종래의 빔을 도시하는 도면.
도 5b는 홀수 시간/제 2 주파수에서 스위칭하는 종래의 빔을 도시하는 도면.
도 6a는 일 예시적인 실시예에 따른 짝수 시간/제 1 주파수에서 스위칭하는 빔을 도시하는 도면.
도 6b는 일 예시적인 실시예에 따른 홀수 시간/제 2 주파수에서 스위칭하는 빔을 도시하는 도면.
도 6c는 일 예시적인 실시예에 따른 빔 스위칭 방법을 도시하는 도면.
도 7은 일 예시적인 실시예에 따른 송신기를 포함하는 기지국을 도시하는 도면.
도 8은 일 예시적인 실시예에 따른 수신기를 포함하는 이동국(MS1)을 도시하는 도면.
다양한 예시적인 실시예들은 이제, 어떤 예시적인 실시예들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 완전히 기술될 것이다.
따라서, 예시적인 실시예들은 다양한 수정들 및 대안적인 형태들일 수 있지만, 그 실시예들은 도면들에서 예시적인 방식으로 도시되고 본원에서 더 상세히 기술될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예들을 개시된 특정 형태들로 제한하려는 것이 아니라, 반대로, 예시적인 실시예들은 청구항들의 범위 내에 있는 모든 수정들, 등가물들 및 대안들을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 참조부호들은 도면들의 설명 전반에 걸쳐서 동일한 요소들을 나타낸다.
용어 "제 1", "제 2" 등은 본원에서 다양한 요소들을 기술하기 위해 이용될 수 있지만, 이들 요소들은 이들 용어들로 제한되어야 하는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다. 이들 용어들은 단지 하나의 요소를 또 다른 요소와 구별하기 위해 이용된다. 예를 들면, 예시적인 실시예들의 범위를 벗어나지 않으면서, 제 1 요소는 제 2 요소를 일컬을 수 있고, 유사하게, 제 2 요소는 제 1 요소를 일컬을 수 있다. 본원에서 이용되는 것과 같이, 용어 "및/또는"은 하나 이상의 연관되어 나열된 항목들의 임의의 및 모든 조합들을 포함한다. 본원에서 이용되는 전문용어는 단지 특정 실시예들을 기술하기 위한 것으로, 예시적인 실시예들을 제한하려는 것은 아니다. 본원에서 이용되는 것과 같이, 단수 형태들인 "a", "an" 및 "the"는, 문맥에서 달리 명백하게 나타내지 않는 한, 복수 형태들도 포함하도록 의도된다. 또한, 용어들 "구비한다", "구비하는", "포함한다" 및/또는 "포함하는"은, 본원에서 이용될 때, 언급된 특징들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다는 것이 이해될 것이다.
또한, 몇몇 대안적인 구현들에 있어서, 언급된 기능들/동작들은 도면들에서 표기된 순서와 달리 발생할 수 있다는 것을 유념해야 한다. 예를 들면, 연속하여 도시된 두 도면들은 사실 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 종종 수반되는 기능성/동작들에 의존하여 반대 순서로 실행될 수 있다.
달리 규정되지 않는 한, 본원에서 이용되는 (기술적 및 과학적 용어들을 포함한) 모든 용어들은 일 예시적인 실시예들이 속하는 기술분야의 당업자들에 의해 공통으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 예를 들면, 공통으로 이용되는 사전들에서 규정되는 용어들은 관련 기술에서의 의미와 같은 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고, 본원에서 명시적으로 규정되지 않는다면 이상적이거나 너무 형식적으로 해석되지 않을 것이라는 점이 이해될 것이다.
예시적인 실시예들의 일부들 및 대응하는 상세한 설명은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들에 대한 동작의 알고리즘들 및 기호 표현들과 관련하여 제시된다. 이들 설명들 및 표현들은 당업자들이 다른 당업자들에게 그들의 작업의 실체를 효과적으로 전달하기 위한 것들이다. 본원에서 이용되고 또한 일반적으로 이용되는 용어 알고리즘은 원하는 결과를 야기하는 단계들의 일관된 시퀀스가 되는 것으로 여겨진다. 이 단계들은 물리량들의 물리적 조작들을 필요로 한다. 일반적으로, 반드시는 아니지만, 이들 양들은 저장되고, 전송되고, 조합되고, 비교되고, 다른 방식으로 조작될 수 있는 광학, 전기 또는 자기 신호들의 형태를 위한다. 때때로, 원칙적으로는 공통 이용의 이유들로 인해, 이들 신호들은 비트들, 값들, 요소들, 기호들, 문자들, 항들, 숫자들 등으로서 언급되는 것이 편리하다는 것이 입증되었다.
다음 설명에서, 예시적인 실시예들은, 특정 작업들을 실행하거나 특정 추상 데이터 형태들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 오브젝트들, 구성요소들, 데이터 구조들 등을 포함하는 프로그램 모듈들 또는 기능 처리들로서 구현될 수 있고 기존의 네트워크 소자들 또는 제어 노드들에서의 기존의 하드웨어(예를 들면, 셀 사이트, 기지국 또는 노드 B에 위치되어 있는 스케줄러)를 이용하여 구현될 수 있는 작동들 및 동작들의 기호 표현들(예를 들면, 흐름도들의 형태들)을 참조하여 기술될 것이다. 이러한 기존의 하드웨어는 하나 이상의 중앙 처리 장치들(CPU들), 디지털 신호 처리기들(DSP들), 주문형 반도체들, 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이들(FPGA들) 컴퓨터들 등을 포함할 수 있다.
달리 구체적으로 언급되지 않거나 논의로부터 명백하다면, "처리하는" 또는 "연산하는" 또는 "계산하는" 또는 "결정하는" 또는 "디스플레이하는" 등과 같은 용어들은, 컴퓨터 시스템들의 레지스터들 및 메모리들 내에서 물리적인 전자량들로서 표현되는 데이터를, 컴퓨터 시스템 메모리들이나 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내에서 물리량들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 작동 및 처리들을 나타낸다.
본원에서 이용되는 것과 같이, 용어 "이동국"(MS)은 이동 이용자, 이용자 장비, 이동 단말, 이용자, 가입자, 무선 단말 및/또는 원격 스테이션에 대한 유의어일 수 있고, 무선 통신 네트워크에서 무선 자원들의 원격 이용자를 나타낼 수 있다. 용어 "기지국"은 하나 이상의 셀 사이트들, 기지국들, 액세스 지점들, 및/또는 라디오 주파수 통신의 임의의 종점으로서 이해될 수 있다. 현재의 네트워크 아키텍처들은 이동/이용자 디바이스들 및 액세스 지점들/셀 사이트들 간의 구분을 고려할 수 있지만, 이하 기술되는 일 예시적인 실시예들은 일반적으로, 그러한 구분이, 예를 들면, 애드혹 및/또는 메시 네트워크 아키텍처들처럼 그다지 명백하지 않은 아키텍처들에 적용 가능할 수 있다. 서빙 기지국은 UE의 통신 요구들을 현재 처리하고 있는 기지국을 말할 수 있다.
예시적인 실시예들은, 다중 안테나들을 포함하는 기지국들 및 이동국들을 갖는 시스템에서의 이용자들 간에, 이동국으로부터 기지국으로의 또는 그 반대로의 피드백을 제한하면서, 간섭을 감소시키기 위한 방법들과 관련된다. 예시적인 실시예들에 따르면, 기지국은 통신 시스템에서 다른 기지국들로부터의 정보의 수신 없이 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 또한, 기지국은 통신 시스템에서 이동국으로부터 수신된 정보만을 기초로 하여 상기 송신 빔포밍 벡터를 결정한다.
도 2a는 일 예시적인 실시예에 따른 2-셀 MIMO 통신 시스템을 도시한다. 도시되어 있는 것과 같이, MIMO 통신 시스템(200)은 제 1 및 제 2 기지국들(BS1 및 BS2)과 제 1 및 제 2 이동국들(MS1 및 MS2)을 포함한다. 제 1 기지국(BS1)은 셀(210)에 서빙하고, 제 2 기지국은 셀(220)에 서빙한다.
도 2a는 제 1 기지국(BS1)이 제 1 이동국(MS1)에 대한 서빙 기지국이고, 제 2 기지국(BS2)이 제 2 이동국(MS2)에 대한 서빙 기지국인 것을 도시한다. 도시되어 있는 것과 같이, 제 1 및 제 2 이동국들(MS1 및 MS2) 모두는 커버리지 영역의 중첩으로 인해 간섭 신호들(간섭 매트릭스)을 수신한다.
도 2b는 수신된 채널 및 간섭 매트릭스의 더욱 상세한 도면을 도시한다.
도 2b에 도시되어 있는 것과 같이, 제 1 및 제 2 기지국들(BS1 및 BS2)과 제 1 및 제 2 이동국들(MS1 및 MS2) 각각은 제 1 및 제 2 안테나들을 포함한다. 제 1 및 제 2 기지국들(BS1 및 BS2)은 제 1 및 제 2 안테나들(ABS11, ABS21 및 ABS12, ABS22)을 포함한다. 제 1 및 제 2 이동국들(MS1 및 MS)은 제 1 및 제 2 안테나들(AMS11, AMS21 및 AMS12, AMS22)을 포함한다.
제 1 및 제 2 기지국들(BS1 및 BS2)은 각각 송신 빔포밍 벡터들(f1 및 f2)에 따라 신호들을 송신하다. 이하 기술되는 것과 같이, 송신 빔포밍 벡터들(f1 및 f2)은 서빙받고 있지 않은 이동국들에 대한 간섭을 감소시키고 합산 처리량(효율적인 채널 이득)을 증가시키도록 결정된다. 제 1 및 제 2 이동국들(MS1 및 MS2)은 각각 수신 빔포밍 벡터들(w1 및 w2)에 따라 신호들을 수신한다. 이하 기술되는 것과 같이, 수신 빔포밍 벡터들(w1 및 w2)은 서빙하고 있지 않은 송신기들로부터(기지국들 및 이동국들로부터) 간섭을 감소시키고 합산 처리량을 증가시키도록 결정된다.
제 1 기지국(BS1)은 제 1 이동국(MS1)에 서빙하기 때문에, 제 1 이동국(MS1)은 제 1 기지국(BS1) 및 제 1 이동국(MS1) 간의 통신 링크를 통해 수신되는 신호들 및 잡음에 기초하여 추정 제 1 수신 채널 매트릭스(H1)를 결정한다. 또한, 제 1 이동국(MS1)은 제 1 기지국(BS1) 및 제 1 이동국(MS1) 간의 통신 링크와 간섭하는 제 2 기지국(BS2)으로부터의 신호들 및 잡음에 기초하여 추정 제 2 간섭 채널 매트릭스(G2)를 결정한다.
추정 수신 채널 매트릭스는 채널 매트릭스라고 할 수 있고, 추정 간섭 채널 매트릭스는 간섭 매트릭스라고 할 수 있다.
제 2 기지국(BS2)은 제 2 이동국(MS2)에 서빙하기 때문에, 제 2 이동국(MS2)은 제 2 기지국(BS2) 및 제 2 이동국(MS2) 간의 통신 링크를 통해 수신되는 신호들 및 잡음에 기초하여 추정 제 2 수신 채널 매트릭스(H2)를 결정한다. 또한, 제 2 이동국(MS2)은 제 2 기지국(BS2) 및 제 2 이동국(MS2) 간의 통신 링크와 간섭하는 제 1 기지국(BS1)으로부터의 신호들 및 잡음에 기초하여 추정 제 1 간섭 채널 매트릭스(G1)를 결정한다.
제 1 및 제 2 이동국들(MS1 및 MS2)은 MMSE(minimum mean-square error estimation)과 같은 공지되어 있는 알고리즘들을 이용하여 추정 제 1 및 제 2 수신 채널 매트릭스들(H1 및 H2) 및 추정 제 1 및 제 2 간섭 채널 매트릭스들(G1 및 G2)을 결정할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 제한적이지 않고, 제 2 기지국(BS2)은 제 1 이동국(MS1)에 서빙할 수 있고, 제 1 기지국(BS1)은 제 2 이동국(MS2)에 서빙할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 2개의 기지국들 및 2개의 이동국들만이 도시되어 있지만, MIMO 통신 시스템(200)은 2개 이상 또는 이하의 기지국들 및 2개의 이동국들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 기지국들 및 이동국들 각각에서의 안테나들의 수는 서로 다를 수 있고, 서빙 기지국은 수신 이동국과 동일한 수의 안테나들을 가질 필요는 없다.
따라서, 예시적인 실시예들은 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 MIMO 통신 시스템(200)과 관련하여 기술될 것이지만, 예시적인 실시예들은 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 MIMO 통신 시스템(200)으로 제한되는 것은 아니다.
2-셀 MIMO 방법
도 3a 및 도 3b는 이동국들(이용자들) 간의 간섭을 감소시키고 2-셀 MIMO 통신 시스템의 다운링크 채널에서 서빙 기지국으로부터의 합산 처리량을 증가시키기 위한 방법을 도시한다.
도 3a 및 도 3b의 방법들은 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 MIMO 통신 시스템(200)과 같은 2-셀 이상의 통신 시스템에서 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 도 3a 및 도 3b는 다운 링크 채널에 대해 각각 이동국 및 기지국으로 구현되는 것으로서 도시되어 있지만, 도 3a 및 도 3b의 방법들은 업링크 채널에 대해 이용될 수 있다. 예를 들면, 기지국은 도 3a의 방법을 구현할 수 있고, 이동국은 업링크에 대해 도 3b의 방법을 구현할 수 있다.
이하 도 3a 및 도 3b의 설명에 있어서, k 및 l은 이용자 인덱스들로서 이용되고, 여기서, (1) k 및 l은 1 또는 2이고, (2) k는 1과 같지 않다. 예를 들면, MIMO 통신 시스템(200)에서, 기지국(BS1)은 이동국(MS1)에 대한 서빙 기지국이기 때문에, 기지국(BS1) 및 이동국(MS1)은 동일한 이용자 인덱스를 갖는다.
도 3a는 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 이동국(MS1)과 같은 이동국에 의해 구현되는 방법을 도시한다. 도 3b는 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 기지국(BS1)과 같은 기지국에 의해 구현되는 방법을 도시한다.
도 3a에 도시되어 있는 것과 같이, S305에서, 이동국(MSk)은 추정 수신 채널 매트릭스(Hk) 및 추정 간섭 채널 매트릭스(G1)를 결정한다. 추정 수신 채널 매트릭스(Hk)는 기지국(BSk)(예를 들면, 이동국(MSk)에 대한 서빙 기지국(BS1)) 및 이동국(MSk)(예를 들면, MS1) 간의 채널 접속 특성들(또는 임펄스 응답)에 기초하여 결정된다. 추정 간섭 채널 매트릭스(G1)는 이동국(MSk) 및 기지국(BS1) 간의 채널 간섭 특성들에 기초하여 결정된다.
따라서, 이동국(MSk)이 2개의 수신기들을 포함하고 기지국(BSk)이 2개의 송신기들을 포함하면, 다음과 같고,
Figure pct00001
및
Figure pct00002
여기서, Hxy에 대해, x는 이동국(MSk)에 대한 수신기이고, y는 기지국(BSk)에 대한 송신기이며; Gxz에 대해, z는 기지국(BS1)에 대한 송신기이다.
예로서 도 2a 및 도 2b를 이용하면, 이동국(MS1)은 이동국(MS1) 및 기지국(BS2) 간의 채널 간섭 특성들에 기초하여 추정 간섭 채널 매트릭스(G2)를 결정한다.
이동국들(MSk 및 MS1)은 MMSE와 같은 종래의 방법들을 이용하여 추정 수신 채널 매트릭스들(Hk, H1) 및 추정 간섭 채널 매트릭스들(Gk, G1)을 결정할 수 있다.
단계 S310에서, 수신 채널 매트릭스(Hk) 및 간섭 채널 매트릭스(G1)는 이동국(MSk)에 의해 양자화된다. 수신 채널 매트릭스(Hk) 및 간섭 채널 매트릭스(G1)를 양자화하기 위해서, 이동국(MSk)은 먼저 다음 식에 의해 추정 채널 정보 매트릭스들(RHk 및 RG1)을 결정하고,
Figure pct00003
및
Figure pct00004
여기서,
Figure pct00005
는 Hk의 균질화이고,
Figure pct00006
는 Hk의 표준화 인자이고,
Figure pct00007
는 G1의 균질화이고,
Figure pct00008
는 G1의 표준화 인자이다.
추정 채널 정보 매트릭스들(RHk 및 RG1) 모두는 단위 프로베니우스 놈을 갖는 에르미트 매트릭스들이고, 따라서, RHk 및 RG1은 다음 속성들을 갖는다:
Figure pct00009
따라서, 추정 채널 정보 매트릭스들(RHk 및 RG1)을 양자화하기 위해 3개의 값들이 이용될 수 있다. 예를 들면, 추정 채널 정보 매트릭스(RHk)를 양자화하기 위해 R H 11, Re{R H 12} 및 Im{R H 12}가 이용될 수 있다.
결과적으로, 각 양자화 추정 채널 정보 매트릭스(
Figure pct00010
및
Figure pct00011
)는 3개의 값들의 양자화에 의해 이동국(MSk)에 의해 결정된다. 이동국(MSk)은 스칼라 및/또는 벡터 양자화를 이용할 수 있다.
스칼라 양자화에 의해 양자화 추정 채널 정보 매트릭스(
Figure pct00012
)를 결정하기 위해서, 이동국은 다음과 같이 3개의 값들을 양자화할 수 있다:
Q(R H 11), Q(Re{R H 12}) 및 Q(Im{R H 12})
스칼라 양자화에 의해 양자화 추정 채널 정보 매트릭스(
Figure pct00013
)를 결정하기 위해서, 이동국은 다음과 같이 3개의 값들을 양자화할 수 있다:
Q(R G 11), Q(Re{R G 12}) 및 Q(Im{R G 12})
벡터 양자화에 의해 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00014
및
Figure pct00015
)을 결정하기 위해서, 이동국은 다음과 같이 3개의 값들을 양자화할 수 있고:
Figure pct00016
및
Figure pct00017
여기서, Q(vH), Q(VG)이다.
이동국(MSk)에 의해 이용되는 양자화는 균일 또는 불균일 양자화에 기초할 수 있다. 균일 양자화를 위해서, 이동국(MSk)은 양자화되는 모든 값들에 대해 동일한 코드북을 이용할 수 있다. 예를 들면, 값마다 T/6 비트들이 이용될 수 있고, 여기서, T는 기지국(BSk)에 대한 총 피드백 오버헤드이다. 불균일 양자화를 위해서, 상이한 코드북들이 이용될 수 있다. 예를 들면, Q(R H 11) 및 Q(R G 11)에 대해 T/10 비트들이 이용될 수 있고, 나머지 요소들에 대해 T/5 비트들이 이용될 수 있다. 균일 및 불균일 양자화는 이 기술분야에 공지되어 있기 때문에, 명확성을 위해서 더 상세한 설명은 생략될 것이다.
또한, 이동국은 SINR(signal-to-interference-and-noise ratio)에 기초하여 스칼라 및 벡터 양자화 중 적어도 하나를 구현할 수 있다. 예를 들면, 스칼라 양자화는 SINR이 높을 때 이용될 수 있다. SINR이 낮고 양자화 레벨이 크지 않을 때(예를 들면, 코드북 크기가 5비트/이용자 보다 작을 때)에는, 벡터 양자화가 이용될 수 있다.
추정 채널 정보 매트릭스들(RHk 및 RG1)이 이동국(MSk)에 의해 양자화될 때, S315에서, 이동국(MSk)은 기지국(BSk)에 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00018
및
Figure pct00019
)을 피드백한다.
피드백 매트릭스들에 기초하여, 도 3b를 참조하여 이하 기술되는 것과 같이, 기지국(BSk)은 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 각 기지국은 기지국이 서빙하는 이동국으로부터의 정보에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있기 때문에, 백본을 통한 기지국들 간의 협력이 제거될 수 있다.
S320에서, 이동국(MSk)은 수신 빔포밍 벡터를 결정한다. 먼저, 이동국(MSk)에서의 수신된 신호는 다음에 의해 주어지고,
Figure pct00020
여기서, f k는 송신 빔포밍 벡터이고, w k는 수신 빔포밍 벡터이고, x k는 이동국(MSk)에 대한 데이터 신호이고, n k는 이동국(MSk)에서의 잡음 벡터이고, P/2는 기지국(BSk)에 대한 송신 전력이다. 식 (11)에 기초하여, 수신 빔포밍 벡터가 다음 식에 의해 결정될 수 있고,
Figure pct00021
여기서, I는 수신 안테나들의 수(Nr)(예를 들면, 2)에 대한 간섭이고, f1은 기지국(BS1)으로부터 이동국(MS1)으로의 송신 빔포밍 벡터이다. 식 (12)에서 나타낸 것과 같이, 이동국(MSk)은 이동국(MSk)에서 직접 결정되는 추정 수신 채널 매트릭스(Hk) 및 추정 간섭 채널 매트릭스(G1)에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 대안적으로, 이동국(MSk)은 채널 매트릭스 및 간섭 매트릭스를 결정하기 위해 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00022
및
Figure pct00023
)에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 결정된 수신 빔포밍 벡터(wk)는 효과적인 채널 이득을 증가시키고, 간섭하는 송신기들로부터의 간섭을 최소화한다.
도 3a는 이동국(MSk)과 관련하여 기술되었지만, 이동국(MS1)이 동일한 방법을 구현할 수 있고 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00024
및
Figure pct00025
)을 계산할 수 있다. 따라서, 명확성 및 간결성을 위해, 더 많은 설명은 제공되지 않는다.
TDD(time-division duplex) 시스템에 있어서, S310 및 S315는 생략될 수 있다. 기지국(BSk)은 상반성(reciprocity)을 이용하여 다운링크 채널을 추정할 수 있다. 상반성은 공지되어 있고, 따라서, 더 상세히 기술되지는 않을 것이다.
도 3b는 기지국(BSk)과 같은 기지국에 의해 구현되는 방법을 도시한다.
S350에서, 기지국(BSk)은 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00026
및
Figure pct00027
)을 수신한다. 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00028
및
Figure pct00029
)에 기초하여, S355에서, 기지국(BSk)은 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 송신 빔포밍 벡터는 (기지국(BSk)이 완전한 정보를 알고 있다면) 다음과 같이 결정될 수 있고:
Figure pct00030
여기서, I는 송신 안테나들의 수(Nt)(예를 들면, 2)에 대한 간섭이다. 그러나, 기지국(BSk)은 완전한 정보를 모를 수 있기 때문에, 기지국은 수신 채널 매트릭스(Hk) 및 간섭 채널 매트릭스(Gk)를 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00031
및
Figure pct00032
)로 대체할 수 있다.
송신 빔포밍 벡터가 결정된 후에, S360에서, 기지국(BSk)은 이동국(MSk)과 통신하기 위해 송신 빔포밍 벡터를 이용한다. 따라서, 기지국(BSk)은 통신 시스템에서 다른 기지국들로부터 정보를 수신하지 않고 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 또한, 기지국(BSk)은 통신 시스템에서 이동국(MSk)으로부터 수신된 정보만을 기초로 하여 송신 빔포밍 벡터를 결정한다.
2 이상-셀 MIMO 방법
도 4는 이동국들 간의 간섭을 최소화하기 위해 복수의 기지국들을 그룹화하는 방법을 도시한다.
도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 기지국들(BS1, BS3, BS5, BS7 및 BS9)은 제 1 건물에 배치되어 있고, 기지국들(BS2, BS4, BS6 및 BS8)은 제 2 건물에 배치되어 있다. (TDD에 대한) 짝수 스케줄링 시간 또는 (FDD에 대한) 제 1 주파수 대역에서, 기지국들(BS k 및 BS k+1)은 식 (13)에서 결정된 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 2개의 이동국들을 지원하고, 여기서, k는 1, 3, 5 및 7이다. 홀수 스케줄링 시간 또는 제 2 주파수 대역에서, 기지국들(BS k+1 및 BS k+2)은 식 (13)에서 결정된 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 2개의 이동국들을 지원한다. 각 이동국은 식 (12)에서 결정된 수신 빔포밍 벡터를 이용한다. 각 기지국(BS1 내지 BS9)은 물리적 빔 스위칭 패턴/주파수 분할을 알고 있고, 이는 물리적 빔 스위칭 패턴/주파수 분할이 기지국들(BS1 내지 BS9) 모두에 방송되기 때문이다. 빔 스위칭 패턴/주파수 분할은 (1) 기지국들(BS1 내지 BS9)의 위치들, (2) 셀 구조들 및 (3) 경험적 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 셀 계획에 기초하여 결정될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 비-지원 기지국들로부터의 백그라운드 간섭을 피하기 위한 (TDD에 대한) 빔 스위칭/(FDD에 대한) 주파수 분할의 종래의 방법을 도시한다. 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있는 화살표들은 빔의 방향을 나타낸다. 도 5a는 짝수 시간/제 1 주파수에서의 빔 스위칭/주파수 분할을 도시하고, 도 5b는 홀수 시간/제 2 주파수에서의 빔 스위칭/주파수 분할을 도시한다. 도 5a 및 도 5b 각각은 기지국들(BS1, BS3 및 BS5)의 빔들의 방향들 및 각도들을 기술하기 위한 기준으로서 이용되는 평면(500)을 도시한다.
도 5a에 도시되어 있는 것과 같이, 비-지원 기지국들(BS1, BS3 및 BS5)은 양의 방위각 방향으로 빔들을 송신한다. 더욱 구체적으로, 기지국(BS21), 기지국(BS3) 및 기지국(BS5)은 오른쪽 방향으로 빔들을 송신한다.
부가적으로, 비-지원 기지국들(BS1, BS3 및 BS5) 각각은 인접하는 비-지원 기지국들의 대각으로 빔을 송신한다. 도 5a에 도시되어 있는 것과 같이, 기지국(BS1)은 평면(500)에 대해 45도 각도로 빔을 송신한다. 기지국(BS1)에 인접한 비-지원 기지국인 기지국(BS3)은 평면(500)에 대해 -45도 각도로 빔을 송신한다. 기지국(BS3)은 -45도 각도로 빔을 송신하기 때문에, 인접한 비-지원 기지국(BS5)은 평면(500)에 대해 45도 각도로 빔을 송신한다. 예시적인 실시예들을 기술하기 위해 45 및 -45도 각도들이 이용되었지만, 임의의 각도 및 임의의 수의 빔들이 이용될 수 있다.
도 5b에 있어서, 기지국들(BS1, BS3 및 BS5) 각각은 홀수 타이밍 또는 제 2 2 주파수에 대해 각각 빔들의 방향들을 스위칭한다. 더 구체적으로, 기지국들(BS1, BS3 및 BS5) 각각은 음의 방위각 방향으로 빔을 송신한다. 즉, 기지국(BS1), 기지국(BS3) 및 기지국(BS5)은 왼쪽 방향으로 빔들을 송신한다.
부가적으로, 비-지원 기지국들(BS1, BS3 및 BS5) 각각은 인접한 비-지원 기지국들의 대각으로 빔을 송신한다. 도 5b에 도시되어 있는 것과 같이, 기지국(BS1)은 평면(500)에 대해 45도 각도로 빔을 송신한다. 기지국(BS1)에 인접한 비-지원 기지국인 기지국(BS3)은 평면(500)에 대해 -45도 각도로 빔을 송신한다. 기지국(BS3)은 -45도 각도로 빔을 송신하기 때문에, 인접한 비-지원 기지국(BS5)은 평면(500)에 대해 45도 각도로 빔을 송신한다.
도 6a 및 도 6b는 일 예시적인 실시예들에 따라 비-지원 기지국들로부터 백그라운드 간섭을 피하기 위한 빔 스위칭/주파수 분할의 방법을 도시한다. 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있는 화살표들은 빔의 방향을 나타낸다. 도 6a는 짝수 시간/제 1 주파수에서의 빔 스위칭/주파수 분할을 도시하고, 도 6b는 홀수 시간/제 2 주파수에서의 빔 스위칭/주파수 분할을 도시한다. 도 6a 및 도 6b 각각은 기지국들(BS1, BS3 및 BS5)의 빔들의 방향들 및 각도들을 기술하기 위한 기준으로서 이용되는 평면(600)을 도시한다. 도 6c는 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6a에 도시되어 있는 것과 같이, 비-지원 간섭 기지국들은 2개의 그룹들에 할당되어 있다. 위에서 제공된 것과 같이, 할당을 포함한 빔 스위칭/주파수 분할은 셀-계획에 기초하여 결정된다. 2개의 기지국들의 각 그룹에 대해, 기지국들은 빔들이 직접 충돌하도록 반대 방향들 및 대각들로 빔들을 송신하여, 큰 간섭을 일으키도록 한다. 더 구체적으로, 제 1 빔은 음의 방위각 방향으로 송신되고, 제 2 빔은 양의 방위각 방향으로 송신된다. 제 1 빔은 제 1 각도로 송신될 수 있고, 제 2 빔은 음의 제 1 각도로 송신된다.
예를 들면, 도 6a에 있어서, 기지국(BS1) 및 기지국(BS3)은 짝수 시간/제 1 주파수에 대해 하나의 그룹에 있다. 기지국(BS1)은 양의 방위각 방향으로 및 평면(600)에 대해 45도 각도로 빔을 송신한다. 기지국(BS3)은 음의 방위각 방향으로 및 평면(600)에 대해 -45도 각도로 빔을 송신한다. 따라서, 기지국(BS1) 및 기지국(BS2)의 빔들은 직접 충돌한다.
짝수 시간/제 1 주파수에서, 이동국 및 서빙 기지국은 직접 충돌 간섭을 감소시키거나 제거하는 수신 및 송신 빔포밍 벡터들을 결정하도록 2-셀 MIMO 방법을 구현할 수 있다.
예를 들면, 기지국(BS1)에 의해 서빙되는 이동국(예를 들면, MS1) 및 기지국(BS1)은 기지국(BS3)으로부터의 간섭을 제거하거나 감소시키기 위해 도 3a 및 도 3b의 방법에 따라 송신 및 수신 빔포밍 벡터들을 결정할 수 있다. 기지국(BS1)에 의해 서빙되는 이동국 및 기지국(BS1)은 도 3a 및 도 3b에 기초하여 송신 빔포밍 벡터 및 수신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있고, 여기서, 기지국(BS3)은 간섭하는 기지국이다.
따라서, 도 6a에 도시되어 있는 것과 같이, 기지국(BS3)으로부터의 간섭은 감소되거나 제거되고, 기지국(BS5)으로부터의 미미한 간섭이 존재한다. 가장 강한 간섭(직접 충돌)을 감소시키거나 제거함으로써, 빔 스위칭 시퀀스(시간 도메인) 또는 주파수 분할 패턴(주파수 도메인)은 다른 이웃하는 기지국들(예를 들면, 기지국(BS5))로부터의 간섭을 최소화한다. 기지국(BS3) 및 모든 다른 기지국들은 기지국(BS1)과 동일한 기능들 및 결정들을 실행할 수 있다. 따라서, 명확성 및 간결성을 위해서, 기지국(BS3)의 상세한 설명은 생략된다.
홀수 시간/제 2 주파수에 있어서, 도 6b에 도시되어 있는 것과 같이, 그룹화들 및 빔들은 스위칭된다. 2개의 기지국들의 각 그룹에 대해, 기지국들은 빔들이 직접 충돌하도록 반대 방향들 및 대각들로 빔들을 송신하여, 큰 간섭을 일으키도록 한다. 더 구체적으로, 제 1 빔은 음의 방위각 방향으로 송신되고, 제 2 빔은 양의 방위각 방향으로 송신된다. 제 1 빔은 제 1 각도로 송신되고, 제 2 빔은 음의 제 1 각도로 송신된다.
예를 들면, 기지국(BS3) 및 기지국(BS5)은 홀수 시간/제 2 주파수에 대해 하나의 그룹에 있다. 기지국(BS3)은 양의 방위각 방향으로 및 평면(600)에 대해 -45도 각도로 빔을 송신한다. 홀수 시간/제 2 주파수 동안, 기지국(BS3)은 짝수 시간/제 1 주파수와 동일한 각도로, 그러나, 상이한 방향으로 빔을 송신한다. 기지국(BS5)은 음의 방위각 방향으로 및 평면(600)에 대해 45도 각도로 빔을 송신한다. 따라서, 기지국(BS3) 및 기지국(BS5)의 빔들은 직접 충돌한다.
홀수 시간/제 1 주파수에 있어서, 이동국 및 서빙 기지국은 직접 충돌 간섭을 감소시키거나 제거하기 위해서 2-셀 MIMO 방법에 따라 송신 및 수신 빔포밍 벡터들을 결정할 수 있다. 기지국(BS3) 및/또는 기지국(BS5)은 충돌하는 간섭 항을 감소시키거나 제거하는 송신 및 수신 빔포밍 벡터들을 결정하기 위해 도 3a 및 도 3b에 기초하여 2-셀 MIMO 방법을 구현할 수 있다. 간결성을 위해서, 위에서는 기지국(BS1)에 대한 예가 제공되었고, 따라서, 2-셀 MIMO 방법을 구현하는 더욱 상세한 설명은 생략된다.
도 6c는 도 6a 및 도 6b의 빔 스위칭/주파수 분할 방법들의 흐름도를 도시한다. 도 6c는 짝수 시간/제 1 주파수에서 및 홀수 시간/제 2 주파수에서 서빙 기지국들에 의해 구현될 수 있다.
도시되어 있는 것과 같이, S605에서, 서빙 기지국은 TDD가 이용되는지를 결정한다. TDD가 이용되면, S610에서, 서빙 기지국은 간섭 빔(예를 들면, 간섭 채널 정보)을 결정한다. 서빙 기지국에 의해 서비스되고 있는 이동국은 서빙 기지국으로부터의 다운링크 채널 및 간섭하는 기지국들로부터의 간섭 항들을 결정한다. 따라서, 이동국은 (서빙 기지국으로부터의) 다운링크 채널 및 (간섭하는 기지국으로부터의) 가장 강한 간섭을 서빙 기지국에 피드백한다.
간섭 빔에 기초하여, S615에서, 서빙 기지국은 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 송신 빔포밍 벡터는, 도 6a 및 도 6b에 도시되고 도 6a 및 도 6b를 참조하여 기술되는 것과 같이, 간섭 빔과 직접 충돌하도록 결정된다. 송신 빔포밍 벡터는 도 3a 및 도 3b의 방법을 이용하여 서빙 기지국에 의해 결정된다. S620에서, 서빙 기지국은 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 정보를 송신한다.
S625에서, 서빙 기지국은 짝수 시간으로부터 홀수 시간으로의 변경이 있는지 아니면 홀수 시간으로부터 짝수 시간으로의 변경이 있는지를 결정한다. 변경이 없다면, 서빙 기지국은 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 송신하는 것을 계속한다. 변경이 있다면, S630에서, 서빙 기지국은 빔 방향들을 스위칭한다.
기지국이 빔 방향들을 스위칭할 때, 기지국은 S610 내지 S625를 반복한다. 더 구체적으로, 서빙 기지국은 제 2 간섭빔, 및 제 2 간섭 빔에 기초한 제 2 송신 빔포밍 벡터를 결정한다. 서빙 기지국은 제 2 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 정보를 송신한다.
예를 들면, 기지국(BS3)은 (짝수 시간에) 기지국(BS1)에 기인하는 이동국에 의해 경험된 간섭에 기초하여 제 1 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 기지국(BS3)은 (홀수 시간에) 기지국(BS5)에 의해 이동국이 경험하는 간섭에 기초하여 제 2 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
TDD가 이용되지 않으면, 기지국은 S635에서 FDD에 대한 주파수 분할을 구현한다. S635에서, 서빙 기지국은 정보를 송신하기 위한 제 1 및 제 2 주파수들을 결정한다. S640에서, 서빙 기지국은 제 1 및 제 2 간섭하는 기지국들로부터 제 1 및 제 2 간섭 빔들(예를 들면, 간섭 채널 정보)을 결정한다.
제 1 및 제 2 간섭 빔들이 결정되면, S645에서, 서빙 기지국은 각각 제 1 및 제 2 간섭 빔들에 기초하여 제 1 및 제 2 송신 빔포밍 벡터들을 결정한다. 제 1 및 제 2 송신 빔포밍 벡터들은, 도 6a 및 도 6b에 도시되고 도 6a 및 도 6b를 참조하여 기술되는 것과 같이, 각각 제 1 및 제 2 간섭 빔들과 직접 충돌하도록 결정된다. 제 1 및 제 2 송신 빔포밍 벡터들은 도 3a 및 도 3b의 방법을 이용하여 서빙 기지국에 의해 결정된다.
예를 들면, 기지국(BS3)은 (제 1 주파수에서) 기지국(BS1)에 기인하는 이동국에 의해 경험된 간섭에 기초하여 제 1 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 기지국(BS3)은 (제 2 주파수에서) 기지국(BS5)에 기인하는 이동국에 의해 경험된 간섭에 기초하여 제 2 송신 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
S650에서, 서빙 기지국은 각각 제 1 및 제 2 송신 빔포밍 벡터들을 이용하여 제 1 및 제 2 주파수들에서 정보를 송신한다. 서빙 기지국은 주기적으로, 연속적으로 또는 이벤트가 발생하는 경우에 S640으로 리턴할 수 있다.
TDD 및 FDD가 기술되고 예시되었지만, 예시적인 실시예들은 FDD 및 TDD로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
도 7은 일 예시적인 실시예에 따른 송신기를 포함하는 기지국(BS1)을 도시한다. 송신기(700)는 기지국(BS1)에서 구현되는 것으로서 도시되어 있지만, 송신기(700)는 모든 기지국들 및 이동국들에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도시되어 있는 것과 같이, 기지국(BS1)은 데이터 생성기(790)로부터 데이터를 수신하도록 구성되는 송신기(700)를 포함한다. 도 7에 도시되어 있는 기지국(BS1)은 단지 예시적인 목적들을 위한 것으로 기지국(BS1)은 도 7에 도시되어 있지 않은 부가적인 특징들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
데이터 생성기(790)는 송신기(700)의 채널 코드/인터리버(705)에 접속된다. 송신기(700)는 또한 MCS(modulation and coding scheme) 제어기(710), 변조기(715), 송신 빔포머(720), 빔포밍 벡터 제어기(725), 채널 정보/제어 정보 처리기(730) 및 복수의 송신 안테나들(750_0 내지 750_K)을 포함한다.
MCS 제어기(710)는 채널 정보/제어 정보 처리기(730)로부터 수신된 출력에 기초하여 MCS 데이터를 채널 코덱/인터리버(705) 및 변조기(715)에 출력하도록 구성된다. 채널 정보/제어 정보 처리기(730)는 복수의 송신 안테나들(750_0 내지 750_K)로부터 피드백 데이터를 수신할 뿐만 아니라 다른 기지국들 및 이동국들로부터 채널 정보/제어 정보를 수신한다.
채널 코덱/인터리버((705), MCS 제어기(710), 변조기(715), 채널 정보/제어 정보 처리기(730) 및 복수의 송신 안테나들(750_0 내지 750_K)은 공지되어 있고, 따라서, 이 특징들의 더 많은 설명은 생략된다.
빔포밍 벡터 제어기(725)는 채널 정보/제어 정보 처리기(730)로부터 채널 정보/제어 정보를 수신하도록 구성된다. 예를 들면, 빔포밍 벡터 제어기(725)는 채널 정보/제어 정보 처리기(730)를 통해 기지국(BS1)에 의해 서빙되는 이동국으로부터 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00033
및
Figure pct00034
)을 수신할 수 있다. 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00035
및
Figure pct00036
)에 기초하여, 빔포밍 벡터 제어기(725)는 도 3a 및 도 3b의 방법을 구현하고 송신 빔포밍 벡터를 결정하도록 구성된다.
빔포밍 벡터 제어기(725)는 송신 빔포밍 벡터를 송신 빔포머(720)에 입력한다. 송신 빔포머(720)는 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 신호들을 송신하도록 구성된다.
도 8은 일 예시적인 실시예에 따른 수신기를 포함하는 수신기인, 이동국(MS1)을 도시한다. 수신기(800)는 이동국(MS1)에서 구현되는 것으로 도시되어 있지만, 수신기(800)는 모든 기지국들 및 이동국들에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도시되어 있는 것과 같이, 이동국(MS1)은 제어기(890)에 데이터를 입력하도록 구성되는 수신기(800)를 포함한다. 도 8에 도시되어 있는 이동국(MS1)은 단지 예시적인 목적들을 위한 것으로, 이동국(MS1)은 도 8에 도시되어 있지 않은 부가적인 특징들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
수신기(800)는 빔포밍 벡터 제어기(805), 수신기 빔포머(810), 복조기(815), 디인터리버/채널 디코덱(820), 채널 추정기/양자화기(825) 및 복수의 수신 안테나들(830_0 내지 830_N)을 포함한다.
수신 빔포머(810)는 빔포밍 벡터 제어기(805) 및 채널 추정기/양자화기(825)로부터의 출력들을 수신한다. 수신 빔포머(810)는 데이터를 복조기(815)에 출력한다. 복조기는 수신 빔포머(810)로부터 데이터를 수신하고 복조된 데이터를 디인터리버/채널 디코덱(820)에 출력한다. 복조된 데이터에 기초하여, 디인터리버/채널 디코덱(820)은 데이터를 제어기(890)에 출력한다.
복조기(815) 및 디인터리버/채널 디코덱(820)은 이 기술분야에 공지되어 있고, 따라서, 이들 특징들의 더 많은 설명은 생략된다.
채널 추정기/양자화기(825)는 복수의 수신 안테나들(830_0 내지 830_N)로부터 신호들을 수신하도록 구성된다. 채널 추정기(825)는 복수의 수신 안테나들(830_0 내지 830_N)로부터 수신된 신호들에 기초하여 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00037
및
Figure pct00038
)을 결정한다. 채널 추정기/양자화기(825)는 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00039
및
Figure pct00040
)을 서빙 기지국에 피드백한다.
빔포밍 벡터 제어기(805)는 양자화 추정 채널 정보 매트릭스들(
Figure pct00041
및
Figure pct00042
)에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 결정한다.
기술된 것과 같이, 예시적인 실시예들은 다중 안테나들을 포함하는 기지국들 및 이동국들을 갖는 시스템에서 이동국들(이용자들) 간에, 이동국으로부터 기지국으로의 또는 그 반대로의 피드백을 제한하면서, 간섭을 감소시키기 위한 장치들 및 방법들을 개시한다.
예시적인 실시예들이 그에 따라 기술되었고, 이 실시예들은 많은 방식들로 변경될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들면, 각 기지국 및 이동국은 임의의 수의 안테나들을 가질 수 있다. 이러한 변형들은 일 예시적인 실시예들의 정신 및 범위를 벗어나는 것으로서 간주되지 않을 것이고, 당업자들에게 명백할 수 있는 모든 이러한 수정들은 청구항들의 범위 내에 포함되게 된다.
10: MIMO 무선 링크 20, 700: 송신기
21: 송신 안테나 30, 800: 수신기
31: 수신 안테나 705: 채널 코드/인터리버
710, 890: 제어기 715: 변조기
720: 송신 빔포머
725, 805: 빔포밍 벡터 제어기
730: 채널 정보/제어 정보 처리기 790: 데이터 생성기
810: 수신 빔포머 815: 복조기
820: 디인터리버/채널 디코덱
825: 채널 추정기/양자화기

Claims (10)

  1. 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법에 있어서:
    다중 안테나들(750_0 내지 750_K)을 갖는 송신기(700)에 의해, 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들을 수신하는 단계로서, 상기 제 1 양자화 매트릭스는 추정 채널 매트릭스에 기초하고, 상기 제 2 양자화 매트릭스는 추정 간섭 매트릭스에 기초하고, 상기 추정 채널 매트릭스는 상기 송신기(700) 및 수신기(800) 간의 수신 채널 매트릭스를 추정하고, 상기 추정 간섭 매트릭스는 상기 수신기(800)에서 적어도 하나의 다른 송신기(BS2)에 의해 야기되는 간섭을 추정하는, 상기 수신 단계; 및
    상기 송신기(700)에 의해, 상기 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 포함하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기(700)는 기지국(BS1)에 있고,
    상기 결정 단계는 다른 기지국들(BS2)로부터 정보를 수신하지 않고 송신 빔포밍 벡터를 결정하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기(700)는 기지국(BS1)에 있고,
    상기 결정 단계는 상기 기지국(BS1)에 의해 서빙되는 이동국(MS1)으로부터 수신된 정보만을 기초로 하여 송신 빔포밍 벡터를 결정하고, 상기 정보는 상기 제 1 및 제 2 양자화 매트릭스들을 포함하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  4. 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법에 있어서:
    다중 안테나들(830_0 내지 830_N)을 갖는 수신기(800)에 의해, 양자화 추정 채널 매트릭스 및 양자화 추정 간섭 매트릭스를 결정하는 제 1 결정 단계로서, 상기 양자화 추정 채널 매트릭스는 추정 채널 매트릭스에 기초하고, 상기 양자화 추정 간섭 매트릭스는 추정 간섭 매트릭스에 기초하고, 상기 추정 채널 매트릭스는 송신기(700) 및 상기 수신기(800) 간의 수신 채널 매트릭스를 추정하고, 상기 추정 간섭 매트릭스는 상기 수신기(800)에서 적어도 하나의 다른 송신기(BS2)에 의해 야기되는 간섭을 추정하는, 상기 제 1 결정 단계; 및
    상기 수신기(800)에 의해, 상기 제 1 결정 단계에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 결정하는 제 2 결정 단계를 포함하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 결정 단계는 스칼라 양자화 및 벡터 양자화 중 적어도 하나에 기초하여 양자화 추정 채널 매트릭스 및 양자화 추정 간섭 매트릭스를 결정하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 결정 단계는 다음 식에 의해 양자화 추정 채널을 결정하고,
    Figure pct00043

    여기서, RH는 상기 양자화 추정 채널 매트릭스이고, H는 상기 추정 채널 매트릭스인, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 결정 단계는 상기 수신기(800)에 포함된 복수의 수신 안테나들(830_0 내지 830_N)에 기초하여 양자화 추정 채널 매트릭스를 결정하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 결정 단계는 상기 통신 시스템(200)에서 적어도 또 다른 송신기(BS2)에 기초하여 양자화 추정 채널 매트릭스를 결정하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 결정 단계는 다음 식에 의해 양자화 추정 간섭 매트릭스를 결정하고,
    Figure pct00044

    여기서, RG는 상기 양자화 추정 간섭 매트릭스이고, G는 상기 추정 간섭 채널 매트릭스인, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
  10. 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법에 있어서:
    송신기(700)에 의해, 간섭하는 송신기(BS3)의 간섭 빔을 결정하는 제 1 결정 단계; 및
    상기 송신기(700)에 의해, 상기 송신기(700)로부터의 빔이 처음에 상기 간섭 빔과 충돌하도록 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 제 2 결정 단계를 포함하는, 통신 시스템(200)에서 간섭을 감소시키는 방법.
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