KR20130017881A - Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output - Google Patents

Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output Download PDF

Info

Publication number
KR20130017881A
KR20130017881A KR1020110080584A KR20110080584A KR20130017881A KR 20130017881 A KR20130017881 A KR 20130017881A KR 1020110080584 A KR1020110080584 A KR 1020110080584A KR 20110080584 A KR20110080584 A KR 20110080584A KR 20130017881 A KR20130017881 A KR 20130017881A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
beamforming
interference
receiver
power
transmitter
Prior art date
Application number
KR1020110080584A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101242177B1 (en
Inventor
이인규
박석환
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020110080584A priority Critical patent/KR101242177B1/en
Publication of KR20130017881A publication Critical patent/KR20130017881A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101242177B1 publication Critical patent/KR101242177B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621Feedback content
    • H04B7/0626Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]

Abstract

PURPOSE: A beam-forming design device in multi-input and single-output and a method thereof are provided to improve a VSINR(Virtual Signal-to-Interference and Noise Ratio) based on a single user detection method. CONSTITUTION: A voltage calculation unit(210) calculates a diagonal matrix, desired signal voltages, and noise voltages in a receiver by using a weighted transmission ratio and VSINR for a user having a transmitter and the receiver. Coefficient calculation unit(120) calculates a plurality of weighted coefficients using the diagonal matrix calculated by the voltage calculation unit. A beam-forming calculation unit(130) calculates a beam-forming vector of the transmitter using the weighted coefficients calculated by the coefficient calculation unit. The power calculation unit calculates the diagonal matrix in the receiver using the desired signal voltage and the noise voltage in the receiver. [Reference numerals] (120) Coefficient calculation unit; (130) Beam-forming calculation unit; (140) Display unit; (150) Storage unit; (210) Voltage calculation unit

Description

다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DESIGNING BEAMFORMING IN MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT}Beamforming Design Apparatus and Method for Multiple Input Single Output {APPARATUS AND METHOD FOR DESIGNING BEAMFORMING IN MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT}

본 발명은 다중 입력 단일 출력에 관한 것으로, 구체적으로 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍을 설계하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-input single output, and more particularly, to an apparatus and method for designing beamforming in a multi-input single output.

셀룰러 시스템은 넓은 서비스 지역을 작은 구역(cell)으로 분할하여, 각각 그 구역을 관할하는 기지국(Base Station: BS)을 서로 간에 간섭 및 방해를 일으키지 않도록 계획적으로 설치하여 동일 주파수의 반복 이용을 향상시킨 방식이다. 이때, 기지국은 기지국 간에 데이터를 통신할 수 있는 고정식 네트워크에 의해 상호 접속된다. 이동국(Mobile Station: MS)은 그 이동국이 위치하고 있는 셀의 기지국에 의해 무선 통신 링크를 통해 이용된다.The cellular system divides a large service area into small cells and intentionally installs base stations (BSs) that manage the areas so as not to cause interference and interference with each other, thereby improving repetitive use of the same frequency. That's the way. At this time, the base stations are interconnected by a fixed network capable of communicating data between the base stations. A mobile station (MS) is used over a wireless communication link by the base station of the cell in which the mobile station is located.

애드혹(ad-hoc) 네트워크는 이동성을 갖는 단말들이 무선 인터페이스를 이용하여 자율적으로 구성한 임시 네트워크로서, 노드(node)들에 의해 자율적으로 구성되며 기반망(Infrastructure Network)과는 독립적으로 운용된다. 애드혹 노드들은 무선 인터페이스를 사용하여 서로 통신하고, 멀티 홉 라우팅 기능에 의해 무선 인터페이스가 가지는 통신 거리 상의 제약을 극복하며, 노드들의 이동이 자유롭기 때문에 네트워크 토폴로지가 동적으로 변화되는 특징이 있다.An ad-hoc network is a temporary network that is configured autonomously by mobile terminals using a wireless interface. The ad-hoc network is autonomously configured by nodes and operates independently of an infrastructure network. Ad-hoc nodes communicate with each other using a wireless interface, overcome the limitations of the communication distance of the wireless interface by the multi-hop routing function, and the network topology is dynamically changed because the nodes are free to move.

한편, 셀룰러 시스템 및 애드혹 네트워크는 불가피하게 간섭 제한적이기 때문에 간섭 채널(Interference Channels: IC)들에 관한 연구가 중요시되고 있다. 그러나, 간섭 채널의 용량 영역은 사용자가 2개일 경우에 완전히 특성화되지 않는다. 종래의 경우에 성취 가능한 최선의 방식은 각각의 수신기에서 다중 사용자 검출(Multi User Detection: MUD)의 가능성을 고려한 전송률 분할에 기반한 것이다.Meanwhile, since cellular systems and ad hoc networks are inevitably interference-limited, research on interference channels (ICs) has been important. However, the capacitive region of the interference channel is not fully characterized when there are two users. The best approach achievable in the conventional case is based on rate division taking into account the possibility of Multi User Detection (MUD) at each receiver.

종래의 특허를 살펴보면, 한국 등록 특허 제10-07063644호에는 다중 사용자 검출을 이용하여 다른 사용자와의 간섭을 고려해서 간섭 신호를 감소 또는 제거하면서 원하는 신호를 최대화할 수 있는 기술이 기재되어 있다. 그리고, 한국 등록 특허 제10-0626214호에는 다중 사용자 검출 방식과 단일 사용자 검출 방식을 조합하여 이동 단말기에 대한 데이터 전송률을 연산해서 전송률의 합에 따라 이동 단말기로 신호를 전송하는 기술이 기재되어 있다.Looking at the conventional patent, Korean Patent No. 10-07063644 describes a technique that can maximize the desired signal while reducing or eliminating interference signals in consideration of interference with other users using multi-user detection. In addition, Korean Patent No. 10-0626214 describes a technique of calculating a data rate for a mobile terminal by combining a multi-user detection method and a single user detection method, and transmitting a signal to the mobile terminal according to the sum of the transmission rates.

그러나, 종래의 특허에서는 다중 사용자 검출을 이용하는 기술이 기재되어 있는데, 이러한 다중 사용자 검출을 이용하여 전송 전력을 최적화하는 것은 매우 복잡하다. 이에 따라, 각각의 수신기가 간섭 신호들을 잡음으로 취급하는 단일 사용자 검출(Single User Detection: SUD)를 가정하여 입력 신호들을 설계하는 것이 합리적이므로 이에 대한 연구가 최근에는 활발히 이루어지고 있다.
However, the conventional patent describes a technique using multi-user detection, and it is very complicated to optimize the transmission power using such multi-user detection. Accordingly, since it is reasonable to design input signals on the assumption of single user detection (SUD) in which each receiver treats interference signals as noise, research on this has been actively conducted in recent years.

본 발명의 실시 예는 단일 사용자 검출을 기반으로 가상 신호 대 간섭 및 잡음비(Virtual Signal-to-Interference and Noise Ratio: VSINR)를 최대화하는 빔포밍을 설계하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for designing beamforming in a multi-input single output for designing beamforming that maximizes a virtual signal-to-interference and noise ratio (VSINR) based on single user detection. To provide.

그리고, 본 발명의 실시 예는 가중 합 전송률을 최대화하는 빔포밍을 설계하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides an apparatus and method for beamforming design in a multi-input single output for designing beamforming to maximize the weighted sum rate.

또한, 본 발명의 실시 예는 로컬 채널 상태 정보(Channel State Information: CSI)를 이용하여 빔포밍을 설계하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법을 제공한다.
In addition, an embodiment of the present invention provides an apparatus and method for beamforming design in a multi-input single output for designing beamforming using local channel state information (CSI).

본 발명의 일 측면에 따르면, 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍을 설계하는 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, an apparatus for designing beamforming at multiple input single output is provided.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍을 설계하는 장치에 있어서, 송신기와 수신기를 한 쌍으로 구성하는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 이용하여 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산하는 전력 연산부; 상기 전력 연산부에서 연산된 상기 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산하는 계수 연산부; 및 상기 계수 연산부에서 연산한 상기 복수의 가중 계수를 이용하여 상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산하는 빔포밍 연산부를 포함하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, an apparatus for designing beamforming in a multi-input single output includes: a receiver using a weighted sum rate and a virtual signal to interference and noise ratio for a user who pairs a transmitter and a receiver; A power calculation unit for calculating the interference and noise power, a desired signal power, and a diagonal matrix in a; A coefficient calculator for calculating a plurality of weighting coefficients using the diagonal matrix calculated by the power calculator; And a beamforming calculator configured to calculate a beamforming vector of the transmitter using the plurality of weighting coefficients calculated by the coefficient calculator.

그리고, 본 발명의 일 측면에 따르면, 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치가 빔포밍을 설계하는 방법이 제공된다.In addition, according to an aspect of the present invention, a method of designing a beamforming by a beamforming design apparatus in a multi-input single output is provided.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치가 빔포밍을 설계하는 방법에 있어서, 송신기와 수신기를 한 쌍으로 구성하는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 이용하여 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산하는 단계; 상기 연산된 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산하는 단계; 및 상기 연산한 복수의 가중 계수를 이용하여 상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산하는 단계를 포함하는 빔포밍 설계 방법이 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, in a method of designing beamforming by a beamforming design apparatus in a multi-input single output, a weighted sum rate and a virtual signal to interference and noise ratio for a user who configures a transmitter and a receiver in pairs Calculating interference and noise power, desired signal power, and diagonal matrix at the receiver; Calculating a plurality of weighting coefficients using the calculated diagonal matrix; And calculating a beamforming vector of the transmitter using the calculated plurality of weighting coefficients.

본 발명의 실시 예에 따른 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법은 단일 사용자 검출을 기반으로 가상 신호 대 간섭 및 잡음비 및 가중 합 전송률을 최대화하는 빔포밍을 설계할 수 있으므로 성능을 향상시킬 수 있다.The apparatus and method for beamforming design in a multi-input single output according to an embodiment of the present invention can improve the performance by designing beamforming that maximizes the virtual signal-to-interference and noise ratio and the weighted sum rate based on single-user detection. have.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법은 로컬 채널 상태 정보를 이용하여 빔포밍을 설계하므로 오버 헤드가 현저히 감소할 수 있다.
In addition, the beamforming design apparatus and method of the multi-input single output according to an embodiment of the present invention can reduce the overhead significantly because the beamforming is designed using local channel state information.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자를 간략하게 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 설계 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔포밍 설계 방법을 나타낸 순서도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 설계 방법을 적용하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프.
1 is a block diagram illustrating an apparatus for designing beamforming in a multi-input single output according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating a user according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a beamforming design method according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing a user according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing a beamforming design method according to another embodiment of the present invention.
6 to 8 are graphs showing simulation results by applying the beamforming design method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치 및 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, an operation principle of an embodiment of a beamforming design apparatus and method in a multi-input single output according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the description. It should be understood, however, that the drawings and the following detailed description are exemplary and explanatory of various embodiments for effectively illustrating the features of the present invention. Therefore, the present invention should not be limited to the following drawings and descriptions.

또한, 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 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or custom. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present invention.

또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
In addition, the following embodiments will be used to appropriately modify, integrate, or separate terms, such that those skilled in the art to which the present invention pertains may clearly understand the technical features of the present invention. The present invention is by no means limited thereto.

후술될 본 발명의 일 실시 예에서는 송신기와 수신기를 한 쌍으로 구성하는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하여 빔포밍을 설계하는 방안에 대해 구체적으로 설명할 것이다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 사용자에 대한 채널 상태 정보를 이용하여 빔포밍을 설계하는 방안에 대해 구체적으로 설명할 것이다.
An embodiment of the present invention to be described later will be described in detail a method of designing beamforming by maximizing a weighted sum rate, a virtual signal-to-interference, and a noise ratio for a user who configures a transmitter and a receiver in pairs. In addition, an embodiment of the present invention will be described in detail a method for designing beamforming by using channel state information of a user.

이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a beamforming design apparatus in a multi-input single output according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 빔포밍 설계 장치(100)는 전력 연산부(110), 계수 연산부(120), 빔포밍 연산부(130), 표시부(140) 및 저장부(150)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the beamforming design apparatus 100 may include a power calculator 110, a coefficient calculator 120, a beamforming calculator 130, a display 140, and a storage 150.

전력 연산부(110)는 사용자에 대한 가중 합 전송률(Weighted Sum Rate: WSR) 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비(Virtual Signal-to-Interference and Noise Ratio: VSINR)를 이용하여 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산한다. 여기서, 사용자는 도 2에 도시된 바와 같이 제K 수신기(230)와 제K 송신기(210)를 한 쌍으로 이루어져 구성된다. 제1 내지 제K 수신기(230) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 내지 제K 송신기(210)로 정보를 전송한다. 이하에서 제1 내지 제K 수신기(230)는 수신기로 통칭하기로 하고, 제1 내지 제K 송신기(210)는 송신기로 통칭하기로 한다.The power calculation unit 110 uses a weighted sum rate (WSR) and a virtual signal-to-interference and noise ratio (VSINR) for a user to reduce the interference and noise power of the receiver, Calculate the desired signal power, diagonal matrix. Here, the user is configured by pairing the K-th receiver 230 and the K-th transmitter 210 as shown in FIG. 2. Each of the first to K th receivers 230 transmits information to the first to K th transmitters 210 as shown in FIG. 2. Hereinafter, the first to K th receivers 230 will be collectively referred to as a receiver, and the first to K th transmitters 210 will be collectively referred to as a transmitter.

구체적으로, 전력 연산부(110)는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 가중 합 전송률의 기울기 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비의 기울기를 연산한다. 그리고, 전력 연산부(110)는 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 가중 합 전송률의 기울기 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비의 기울기를 기반으로 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력과 희망 신호 전력을 연산한다. 전력 연산부(110)는 연산한 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력과 희망 신호 전력을 이용하여 수신기에서의 대각 행렬을 연산한다. 전력 연산부(110)는 연산한 대각 행렬을 계수 연산부(120)로 제공한다.In detail, the power calculator 110 calculates the slope of the weighted sum rate and the slope of the virtual signal to interference and noise ratio to maximize the weighted sum rate and the virtual signal to interference and noise ratio for the user. The power calculator 110 calculates interference and noise power and desired signal power in the receiver based on the slope of the weighted sum transmission rate and the slope of the virtual signal to interference and noise ratio to maximize the virtual signal to interference and noise ratio. The power calculating unit 110 calculates the diagonal matrix in the receiver using the calculated interference and noise power and the desired signal power in the receiver. The power calculator 110 provides the calculated diagonal matrix to the coefficient calculator 120.

계수 연산부(120)는 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산한다. 다시 말하면, 계수 연산부(120)는 우선 가중 계수를 초기화시킨다. 계수 연산부(120)는 전력 연산부(110)로부터 수신기에서의 대각 행렬을 제공 받는다. 계수 연산부(120)는 전력 연산부(110)로부터 제공받은 수신기에서의 대각 행렬 및 모든 원소가 1인 벡터를 이용하여 복수의 가중 계수를 연산한다. 즉, 계수 연산부(120)는 초기화시킨 가중 계수를 수신기에서의 대각 행렬 및 모든 원소가 1인 벡터를 기반으로 연산한 복수의 가중 계수들로 갱신한다. 계수 연산부(120)는 연산한 복수의 가중 계수를 빔포밍 연산부(130)로 제공한다.The coefficient calculator 120 calculates a plurality of weighting coefficients using a diagonal matrix. In other words, the coefficient calculating unit 120 first initializes the weighting coefficient. The coefficient calculator 120 receives the diagonal matrix of the receiver from the power calculator 110. The coefficient calculating unit 120 calculates a plurality of weighting coefficients by using a diagonal matrix and a vector of all elements of the receiver provided from the power calculating unit 110. That is, the coefficient calculating unit 120 updates the initialized weighting coefficients with a plurality of weighting coefficients calculated based on the diagonal matrix of the receiver and the vector of all elements 1. The coefficient calculator 120 provides the calculated weighting coefficients to the beamforming calculator 130.

빔포밍 연산부(130)는 복수의 가중 계수를 기반으로 송신기의 빔포밍 벡터를 연산한다. 즉, 빔포밍 연산부(130)는 계수 연산부(120)로부터 복수의 가중 계수를 제공 받는다. 그리고, 빔포밍 연산부(130)는 복수의 가중 계수에서 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 적어도 하나의 가중 계수를 추출한다. 빔포밍 연산부(130)는 추출한 적어도 하나의 가중 계 및 수신기와 송신기의 채널 벡터를 이용하여 송신기의 빔포밍 벡터를 연산한다.The beamforming calculator 130 calculates a beamforming vector of the transmitter based on the plurality of weighting coefficients. That is, the beamforming calculator 130 receives a plurality of weighting coefficients from the coefficient calculator 120. The beamforming operator 130 extracts at least one weighting factor that maximizes the virtual signal-to-interference and noise ratio from the plurality of weighting coefficients. The beamforming operation unit 130 calculates the beamforming vector of the transmitter using the extracted at least one weighting system and channel vectors of the receiver and the transmitter.

표시부(140)는 빔포밍 설계 장치(100)의 동작 중에 발생되는 동작 정보 및 결과 정보를 관리자가 확인할 수 있도록 표시하는 수단이다. 예를 들어, 표시부(140)는 전력 연산부(110)에서 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산하는 과정을 표시할 수 있으며, 전력 연산부(110)에서 연산한 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 표시할 수 있다. 표시부(140)는 계수 연산부(120)에서 복수의 가중 계수를 연산하는 과정을 표시할 수 있고, 계수 연산부(120)를 통해 연산된 복수의 가중 계수를 표시할 수 있다. 또한, 표시부(140)는 빔포밍 연산부(130)를 통해 빔포밍 벡터가 연산되는 과정을 표시할 수 있으며, 빔포밍 연산부(130)에서 연산된 빔포밍 벡터를 표시할 수 있다.The display unit 140 is a means for displaying the operation information and the result information generated during the operation of the beamforming design apparatus 100 for the administrator to check. For example, the display unit 140 may display a process of calculating the interference and noise power, the desired signal power, and the diagonal matrix in the receiver by the power calculator 110, and in the receiver calculated by the power calculator 110. The interference and noise power, the desired signal power, and the diagonal matrix can be displayed. The display unit 140 may display a process of calculating a plurality of weighting coefficients in the coefficient calculating unit 120, and may display a plurality of weighting coefficients calculated through the coefficient calculating unit 120. In addition, the display unit 140 may display a process of calculating the beamforming vector through the beamforming operation unit 130, and may display a beamforming vector calculated by the beamforming operation unit 130.

이러한, 표시부(140)는 빔포밍 연산부(130)에서 연산된 빔포밍 벡터를 표시할 수 있는 장치이면 그 종류는 무관하다. 예를 들어, 표시부(140)는 액정 표시 장치 (Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광 장치 (Organic Light Emitting Display: OLED), 전기 영동 표시 장치 (Electro Phoretic Display: EPD) 중 하나일 수 있다.If the display unit 140 is a device capable of displaying the beamforming vector calculated by the beamforming operation unit 130, the type thereof is irrelevant. For example, the display unit 140 may be one of a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting display (OLED), and an electrophoretic display (EPD).

저장부(150)는 빔포밍 설계 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 다양한 프로그램을 저장한다. 저장부(150)는 프로그램 수행에 의해 생성된 각종 데이터 및 획득된 데이터 등을 저장한다. 예를 들어, 저장부(150)는 전력 연산부(110)에서 연산한 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 저장할 수 있다. 저장부(150)는 계수 연산부(120)를 통해 연산된 복수의 가중 계수를 저장할 수 있으며, 빔포밍 연산부(130)에서 연산된 빔포밍 벡터를 저장할 수 있다.The storage unit 150 stores various programs for controlling the overall operation of the beamforming design apparatus 100. The storage unit 150 stores various data generated by program execution and acquired data. For example, the storage unit 150 may store the interference and noise power, the desired signal power, and the diagonal matrix in the receiver calculated by the power calculator 110. The storage unit 150 may store a plurality of weighting coefficients calculated by the coefficient calculating unit 120, and may store the beamforming vector calculated by the beamforming operation unit 130.

한편, 저장부(150)는 전력 연산부(110), 계수 연산부(120), 빔포밍 연산부(130) 및 표시부(140)의 요청에 따라 필요한 데이터를 제공할 수 있다. 저장부(150)는 통합 메모리로 이루어지거나, 복수의 메모리들로 세분되어 이루어질 수 있다. 예를 들어, 저장부(150)는 롬 (Read Only Memory: ROM), 램 (Random Access Memory: RAM) 및 플래시 메모리 (Flash memory) 등으로 이루어질 수 있다.
Meanwhile, the storage 150 may provide necessary data at the request of the power calculator 110, the coefficient calculator 120, the beamforming calculator 130, and the display 140. The storage unit 150 may be formed of an integrated memory or may be divided into a plurality of memories. For example, the storage unit 150 may include a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a flash memory, and the like.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 설계 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a beamforming design method according to an embodiment of the present invention.

한편, 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 설계 장치(100)의 구성은 통합되거나 세분화될 수 있는 바, 해당 명칭에 구애 받지 아니하고, 상술한 기능을 수행하는 구성 요소는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 설계 장치(100)의 구성이 될 수 있음을 명확히 한다. 따라서, 이하, 본 발명의 빔포밍 설계 방법을 설명함에 있어서, 각 단계의 주체는 해당 구성 요소가 아닌 빔포밍 설계 장치(100)를 주체로 하여 설명하기로 한다.On the other hand, the configuration of the beamforming design apparatus 100 according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1 can be integrated or subdivided, regardless of the name, the component that performs the above-described function is It will be apparent that the configuration of the beamforming design apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be achieved. Therefore, hereinafter, in describing the beamforming design method according to the present invention, the main body of each step will be described based on the beamforming design apparatus 100 instead of the corresponding component.

하기에서는 전치(transpose), 복소 공액 전치(Hermitian transpose), 유클리드 2-놈(Euclidean 2-norm) 연산자들은 (·)T, (·)H

Figure pat00001
로 각각 표시한다. 항등 행렬은 I로 표시한다. 모든 N-차원 열 벡터들의 집합은 CN으로 주어진다.In the following, transpose, Hermitian transpose, Euclidean 2-norm operators are defined as (·) T , (·) H and
Figure pat00001
Mark each as The identity matrix is denoted by I. The set of all N-dimensional column vectors is given by C N.

도 3을 참조하면, 빔포밍 설계 장치(100)는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 이용하여 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산한다(310). 우선, 송신기(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 M개의 안테나(215)를 구비한다. 송신기(210)와 수신기(230) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 K개를 구비한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 M ≥ K를 가정하기로 한다. 이렇게 가정할 경우에, 수신기(230)에서의 수신 신호는 [수학식 1]과 같이 정의할 수 있다.
Referring to FIG. 3, the beamforming design apparatus 100 calculates interference and noise power, desired signal power, and diagonal matrix in a receiver using a weighted sum rate and a virtual signal to interference and noise ratio for a user (310). . First, the transmitter 210 is equipped with M antennas 215 as shown in FIG. Each of the transmitter 210 and the receiver 230 has K pieces as shown in FIG. 4. In an embodiment of the present invention, it is assumed that M ≧ K. In this case, the received signal at the receiver 230 may be defined as shown in [Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00002

Figure pat00002

여기서,

Figure pat00003
는 수신기에서의 수신 신호,
Figure pat00004
는 송신기j와 수신기k의 채널 벡터,
Figure pat00005
는 수신기에서의 부가 백색 가우스 잡음(additive complex Gaussian noise vector),
Figure pat00006
는 수신기에 예정된 데이터 심볼,
Figure pat00007
는 송신기에서의 빔포밍 벡터를 나타낸다. 이때, 빔포밍 벡터(
Figure pat00008
)는 송신기의 전력 제한을 충족시키기 위해 [수학식 2]를 조건으로 한다.
here,
Figure pat00003
Is the received signal at the receiver,
Figure pat00004
Is the channel vector of transmitter j and receiver k,
Figure pat00005
Is the additive white Gaussian noise vector at the receiver,
Figure pat00006
Is the data symbol scheduled for the receiver,
Figure pat00007
Denotes a beamforming vector at the transmitter. In this case, the beamforming vector (
Figure pat00008
) Is subject to Equation 2 to meet the power limitation of the transmitter.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00009

Figure pat00009

여기서,

Figure pat00010
는 송신기에서의 빔포밍 벡터를 나타낸다.here,
Figure pat00010
Denotes a beamforming vector at the transmitter.

단일 사용자 검출(Single User Detection: SUD)의 가정하에서 사용자의 개별 전송률은 [수학식 3]을 통해 정의할 수 있다.
Under the assumption of single user detection (SUD), an individual transmission rate of a user may be defined through Equation 3.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00011

Figure pat00011

여기서,

Figure pat00012
는 사용자의 개별 전송률을 나타낸다. 그리고,
Figure pat00013
은 개별 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-Interference and Noise Ratio: 이하, SINR로 통칭함)을 나타내며, [수학식 4]와 같이 정의한다.
here,
Figure pat00012
Represents the individual transmission rate of the user. And,
Figure pat00013
Denotes an individual signal-to-interference and noise ratio (hereinafter referred to as SINR), and is defined as shown in [Equation 4].

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00014

Figure pat00014

여기서,

Figure pat00015
은 개별 SINR을 나타낸다. here,
Figure pat00015
Represents an individual SINR.

SINR 및 가중 합 전송률을 최대화하기 위해서는 [수학식 5]와 같이 정의할 수 있다.
In order to maximize SINR and weighted sum rate, it may be defined as shown in [Equation 5].

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00016

Figure pat00016

여기서,

Figure pat00017
는 사용자의 개별 전송률이다. 상기 [수학식 5]는 비볼록성(non-convexity)으로 인해 복잡하다. 최적의 가중 합 전송률은 성취 가능한 전송률 영역의 파레토(Pareto) 경계에서 일어나므로, 전송률 영역과 파레토 경계의 구체적인 정의를 다음과 같이 나타낸다.here,
Figure pat00017
Is the individual baud rate of the user. Equation 5 is complicated by non-convexity. Since the optimal weighted sum rate occurs at the Pareto boundary of the attainable rate region, a concrete definition of the rate region and Pareto boundary is shown as follows.

정의1, 채널 구현에 대한 성취 가능한 전송률은 [수학식 6]과 같이 정의된다.
Definition 1, the achievable data rate for channel implementation is defined as [Equation 6].

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00018

Figure pat00018

여기서,

Figure pat00019
는 채널 구현에 대한 성취 가능한 전송률,
Figure pat00020
는 사용자의 개별 전송률을 나타낸다.here,
Figure pat00019
Is the attainable bit rate for the channel implementation,
Figure pat00020
Represents the individual transmission rate of the user.

정의2, 파레토 경계는 다른 전송률 튜플(tuple)이 없을 경우에, 전송률 튜플을 파레토 최적이라하는 파레토 최적이라 하는 파레토 최적 점들로 구성된다. 파레토 경계는 [수학식 7]과 같이 정의된다.
Definition 2 The Pareto boundary is composed of Pareto optimal points, called Pareto optimals, which are referred to as Pareto optimals, in the absence of other rate tuples. Pareto boundaries are defined as shown in Equation 7.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00021
Figure pat00021

여기서,

Figure pat00022
은 전송률 튜플이며,
Figure pat00023
는 다른 전송률 튜플을 나타낸다.
Figure pat00024
는 원소별 부등식을 나타낸다.here,
Figure pat00022
Is the rate tuple,
Figure pat00023
Denotes a different rate tuple.
Figure pat00024
Denotes an inequality by element.

빔포밍 설계 장치(100)는 정의1 및 정의2를 통해 파레토 경계가 전송률 영역(

Figure pat00025
)의 외부 경계임을 확인할 수 있다. 즉, 가중 합 전송률의 최대화를 위한 파레토 최적 점들만 고려할 수 있다.In the beamforming design apparatus 100, the Pareto boundary is defined as a data rate region through Definitions 1 and 2.
Figure pat00025
You can see that it is the outer boundary of). That is, only Pareto optimal points for maximizing the weighted sum rate may be considered.

빔포밍 설계 장치(100)는 M ≥ K이고, 집합(

Figure pat00026
)이 K개의 선형 독립 벡터들로 구성되는 것을 가정하면, 모든 송신기들에서 최대 전력 전송이며, 최적성의 어떠한 손실도 없는 [수학식 8]과 같이 정의할 수 있다. 이에 따라, 빔포밍 설계 장치(100)는 전력 제어를 적용할 필요가 없다.
Beamforming design device 100 is M ≥ K, the set (
Figure pat00026
A) consists of K linear independent vectors, which is the maximum power transmission in all transmitters and can be defined as Equation 8 without any loss of optimality. Accordingly, the beamforming design apparatus 100 does not need to apply power control.

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00027

Figure pat00027

여기서,

Figure pat00028
는 송신기에서의 빔포밍 벡터를 나타낸다.here,
Figure pat00028
Denotes a beamforming vector at the transmitter.

빔포밍 설계 장치(100)는 사용자에 대한 가상 신호 대 간섭 및 잡음비(Virtual Signal-to-Interference and Noise Ratio: 이하, VSINR로 통칭함)를 [수학식 9]와 같이 정의한다.
The beamforming design apparatus 100 defines a virtual signal-to-interference and noise ratio (hereinafter, collectively referred to as VSINR) for a user as shown in [Equation 9].

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure pat00029

Figure pat00029

여기서,

Figure pat00030
는 사용자에 대한 VSINR,
Figure pat00031
는 가중 계수를 나타낸다. 이때, j와 k는 서로 같지 않다. 가중 계수를 적절히 선택하는 조건하에 VSINR을 최대화하는 빔포밍 벡터는 [수학식 10]과 같이 정의한다.
here,
Figure pat00030
Is the VSINR for the user,
Figure pat00031
Denotes the weighting factor. At this time, j and k are not equal to each other. The beamforming vector maximizing VSINR under the condition of properly selecting the weighting coefficient is defined as shown in [Equation 10].

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure pat00032

Figure pat00032

여기서,

Figure pat00033
는 송신기k의 빔포밍 벡터,
Figure pat00034
는 가중 계수,
Figure pat00035
는 송신기j와 수신기k의 채널 벡터를 나타낸다.here,
Figure pat00033
Is the beamforming vector of transmitter k,
Figure pat00034
Is a weighting factor,
Figure pat00035
Denotes the channel vector of the transmitter j and the receiver k.

빔포밍 설계 장치(100)는 가중 합 전송률을 최대화하기 위한 가중 합 전송률 및 VSINR 각각의 기울기를 연산한다. 가중 합 전송률 및 VSINR 각각의 기울기는 [수학식 11]과 같이 정의한다.
The beamforming design apparatus 100 calculates the weighted sum rate and the slope of each VSINR to maximize the weighted sum rate. The weighted sum rate and the slope of each VSINR are defined as shown in [Equation 11].

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure pat00036

Figure pat00036

여기서,

Figure pat00037
는 가중 합 전송률의 기울기,
Figure pat00038
는 가중치,
Figure pat00039
는 VSINR의 기울기를 나타낸다. 그리고,
Figure pat00040
는 수신기에서의 신호 및 잡음 전력을 나타내며, [수학식 12]와 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00041
는 수신기에서의 희망 신호 전력을 나타내고, [수학식 13]과 같이 정의할 수 있다.
here,
Figure pat00037
Is the slope of the weighted sum rate,
Figure pat00038
Is the weight,
Figure pat00039
Represents the slope of VSINR. And,
Figure pat00040
Denotes the signal and noise power at the receiver, and can be defined as shown in Equation 12.
Figure pat00041
Represents the desired signal power at the receiver, and may be defined as in Equation 13.

[수학식 12][Equation 12]

Figure pat00042

Figure pat00042

여기서,

Figure pat00043
는 수신기에서의 신호 및 잡음 전력,
Figure pat00044
는 송신기j와 수신기k의 채널 벡터를 나타낸다. 따라서, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 12]를 이용하여 수신기에서의 신호 및 잡음 전력을 연산할 수 있다.
here,
Figure pat00043
Is the signal and noise power at the receiver,
Figure pat00044
Denotes the channel vector of the transmitter j and the receiver k. Therefore, the beamforming design apparatus 100 may calculate signal and noise power at the receiver by using Equation 12.

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure pat00045

Figure pat00045

여기서,

Figure pat00046
는 수신기에서의 희망 신호 전력을 나타내며,
Figure pat00047
는 송신기에서의 빔포밍 벡터를 나타낸다. 즉, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 13]을 이용하여 수신기에서의 희망 신호 전력을 연산할 수 있다.here,
Figure pat00046
Represents the desired signal power at the receiver,
Figure pat00047
Denotes a beamforming vector at the transmitter. That is, the beamforming design apparatus 100 may calculate the desired signal power at the receiver by using Equation 13.

빔포밍 설계 장치(100)는 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력을 이용하여 수신기에서의 대각 행렬을 연산한다(320). 구체적으로, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 11]에서 가중 합 전송률의 기울기와 VSINR의 기울기가 동일한 점에서 0이 된다는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 기울기가 0이라는 의미는 각 코스트 함수(cost function)이 정지된 점(stationary point)에 도달했다고 판단할 수 있으며, 이 점을 로컬 최적 점으로 생각할 수 있기에 기울기가 0으로 두 개의 수식을 동일하게 하여 가중 계수를 연산하기 위함이다.The beamforming design apparatus 100 calculates a diagonal matrix at the receiver by using interference, noise power, and desired signal power at the receiver (320). In detail, the beamforming design apparatus 100 may confirm that the slope of the weighted sum transmission rate and the slope of the VSINR become zero at the same point in [Equation 11]. Here, the slope of 0 means that each cost function has reached a stationary point, which can be thought of as a local optimal point, so the slope is equal to two equations. To calculate the weighting factor.

빔포밍 설계 장치(100)는 k와 l이 같지 않을 경우에 [수학식 14]와 같이 정의할 수 있다.
The beamforming design apparatus 100 may be defined as shown in [Equation 14] when k and l are not equal.

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure pat00048

Figure pat00048

빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 14]를 가중 계수(

Figure pat00049
)에 대한 선형 방정식으로 [수학식 15]로 변환할 수 있다. 이때, k와 l은 같지 않다.
The beamforming design apparatus 100 calculates the weighting coefficient (Equation 14).
Figure pat00049
) Can be converted into Equation 15. K and l are not equal.

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure pat00050

Figure pat00050

빔포밍 설계 장치(100)는 모든

Figure pat00051
에 걸쳐 방정식들을 조합하면, [수학식 16]과 같은 간결한 행렬식을 획득할 수 있다.
Beamforming design device 100 is all
Figure pat00051
By combining the equations over, we can obtain a concise determinant such as [Equation 16].

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure pat00052

Figure pat00052

여기서, 1K-1은 모든 원소가 1인 길이 K-1의 벡터이며,

Figure pat00053
는 대각 행렬을 나타내며,
Figure pat00054
는 계수 전치 행렬을 나타낸다.
Figure pat00055
Figure pat00056
는 [수학식 17]과 같이 정의할 수 있다.
Where 1 K-1 is a vector of length K-1 in which all elements are 1,
Figure pat00053
Represents the diagonal matrix,
Figure pat00054
Denotes the coefficient transpose matrix.
Figure pat00055
And
Figure pat00056
Can be defined as shown in [Equation 17].

[수학식 17]&Quot; (17) "

Figure pat00057

Figure pat00057

여기서,

Figure pat00058
는 대각 행렬,
Figure pat00059
는 수신기에서의 희망 신호 전력,
Figure pat00060
는 수신기에서의 신호 및 잡음 전력을 나타낸다. 그리고,
Figure pat00061
는 계수 전치 행렬을 나타낸다. 즉, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 17]에 수신기에서의 희망 전력(
Figure pat00062
) 및 수신기에서의 신호 및 잡음 전력(
Figure pat00063
)을 대입하여 대각 행렬(
Figure pat00064
)을 연산한다.here,
Figure pat00058
Is a diagonal matrix,
Figure pat00059
Is the desired signal power at the receiver,
Figure pat00060
Denotes the signal and noise power at the receiver. And,
Figure pat00061
Denotes the coefficient transpose matrix. That is, the beamforming design apparatus 100 expresses the desired power at the receiver in [Equation 17].
Figure pat00062
) And signal and noise power at the receiver (
Figure pat00063
) To substitute for the diagonal matrix (
Figure pat00064
).

빔포밍 설계 장치(100)는 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산한다(330). 다시 말하면, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 16]에서 복수의 가중 계수를 연산하기 위해 [수학식 18]과 같이 변환한다.
The beamforming design apparatus 100 calculates a plurality of weighting coefficients using a diagonal matrix (330). In other words, the beamforming design apparatus 100 converts the equation as shown in Equation 18 to calculate a plurality of weighting coefficients in Equation 16.

[수학식 18]&Quot; (18) "

Figure pat00065

Figure pat00065

여기서,

Figure pat00066
는 계수 전치 행렬,
Figure pat00067
는 대각 행렬, 1K-1은 모든 원소가 1인 길이 K-1의 벡터를 나타낸다. 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 18]에 대각 행렬(
Figure pat00068
) 및 모든 원소가 1인 길이 K-1의 벡터를 대입하여 계수 전치 행렬을 연산할 수 있다. 그리고, 빔포밍 설계 장치(100)는 계수 전치 행렬을 기반으로 복수의 가중 계수(
Figure pat00069
)를 연산한다.here,
Figure pat00066
Is the coefficient transpose,
Figure pat00067
Is a diagonal matrix, and 1 K-1 represents a vector of length K-1 in which all elements are one. The beamforming design apparatus 100 uses a diagonal matrix (Equation 18).
Figure pat00068
) And a coefficient transpose matrix can be calculated by substituting a vector of length K-1 having all elements 1. In addition, the beamforming design apparatus 100 uses a plurality of weighting coefficients based on the coefficient transpose matrix.
Figure pat00069
) Is calculated.

빔포밍 설계 장치(100)는 복수의 가중 계수를 이용하여 송신기의 빔포밍 벡터를 연산한다(340). 다시 말하면, 빔포밍 설계 장치(100)는 복수의 가중 계수에서 VSINR를 최대화하는 적어도 하나의 가중 계수를 추출하고, [수학식 10]을 기반으로 추출한 적어도 하나의 가중 계수를 이용하여 송신기의 빔포밍 벡터를 연산한다. 한편, 빔포밍 설계 장치(100)는 수렴할 때까지 단계 310 내지 단계 340을 반복하여 수행할 수도 있다.
The beamforming design apparatus 100 calculates a beamforming vector of a transmitter using a plurality of weighting coefficients (340). In other words, the beamforming design apparatus 100 extracts at least one weighting factor maximizing VSINR from a plurality of weighting coefficients, and uses the at least one weighting factor extracted based on Equation 10 to transmit the beamforming of the transmitter. Calculate a vector Meanwhile, the beamforming design apparatus 100 may repeat steps 310 to 340 until convergence.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔포밍 설계 방법을 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하면, 빔포밍 설계 장치(100)는 송신기의 빔포밍 벡터에 대한 기울기를 연산한다(510). 구체적으로, 우선 도 5에서의 빔포밍 설계 방법은 로컬 채널 상태 정보(Channel State Information: 이하, CSI로 통칭함)로써만 운영하는 분산 방식 빔포밍 기법을 예를 들어 설명하기로 한다. 이때, 로컬 CSI는 송신기l에 연결된 채널 벡터들에 대한

Figure pat00070
를 의미한다. 이때, k=1, ......, K이다.5 is a flowchart illustrating a beamforming design method according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the beamforming design apparatus 100 calculates a slope of a beamforming vector of a transmitter (510). Specifically, the beamforming design method of FIG. 5 will be described with an example of a distributed beamforming technique that operates only with local channel state information (hereinafter, referred to as CSI). In this case, the local CSI is applied to the channel vectors connected to the transmitter l.
Figure pat00070
. At this time, k = 1, ..., K.

빔포밍 설계 장치(100)는

Figure pat00071
만을 사용하여 송신기의 빔포밍 벡터(
Figure pat00072
)의 연산을 가능하게 하기 위해 높은 SINR 및 신호 대 잡음(Signal-to-Noise Ratio: 이하, SNR로 통칭함)의 근사식들을 적용하여 [수학식 5]에서 가중 합 전송률을 K개 별개의 문제들로 분리한다. 특히, 빔포밍 설계 장치(100)는 사용자가 2일 경우(K=2)에는 높은 SNR 근사식을 유도할 수 있다.Beamforming design device 100
Figure pat00071
Using only the beamforming vector of the transmitter (
Figure pat00072
In order to enable the calculation of the equations, we apply approximations of high SINR and signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as SNR) to determine the weighted sum rate in Equation 5. To separate them. In particular, the beamforming design apparatus 100 may induce a high SNR approximation equation when the user is 2 (K = 2).

빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 19]에 높은 SINR 근사식을 적용한다.
The beamforming design apparatus 100 applies a high SINR approximation to Equation 19.

[수학식 19]&Quot; (19) "

Figure pat00073

Figure pat00073

빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 19]에서 송신기의 빔포밍 벡터(

Figure pat00074
)에만 종속하는 항들을 모으면 [수학식 20]과 같이 정의할 수 있다.
The beamforming design apparatus 100 uses the beamforming vector of the transmitter in Equation (19).
Figure pat00074
If you collect terms that depend only on), you can define them as shown in Equation 20.

[수학식 20]&Quot; (20) "

Figure pat00075

Figure pat00075

빔포밍 설계 장치(100)는 K=2일 때

Figure pat00076
이기 때문에, 사용자가 2일 경우에 있어서는
Figure pat00077
이 송신기의 빔포밍 벡터(
Figure pat00078
)에만 종속한다는 것을 확인할 수 있다. 빔포밍 설계 장치(100)는
Figure pat00079
의 일반 구성들에 대한 분리된 문제들을 얻기 위해 또 다른 근사식을 적용한다. 높은 SNR에서는 성능 감소가 주로 사용자 간 간섭으로부터 나오기 때문에 제로 포싱(Zero-Forcing: ZF) 빔포밍이 최적에 가까운 가중 합 전송률 성능을 보인다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 빔포밍 설계 장치(100)는 최적의 가중 합 전송률 성능을 얻기 위해서 항들(
Figure pat00080
)이 매우 작아야 한다. 그러므로, 빔포밍 설계 장치(100)는
Figure pat00081
을 송신기의 빔포밍 벡터(
Figure pat00082
) 및 CSI들이
Figure pat00083
에만 종속하는 [수학식 21]의 근사식으로 정의할 수 있다.
When the beamforming design device 100 is K = 2
Figure pat00076
Therefore, when the user is 2
Figure pat00077
The beamforming vector of this transmitter (
Figure pat00078
You can see that it depends only on Beamforming design device 100
Figure pat00079
Apply another approximation to get separate problems for the general components of It should be noted that at high SNR, zero-forcing (ZF) beamforming yields near-optimal weighted sum-rate performance because performance reduction is primarily due to user-to-user interference. Accordingly, the beamforming design apparatus 100 may determine terms (i.e., in order to obtain an optimal weighted sum rate performance).
Figure pat00080
Should be very small. Therefore, the beamforming design apparatus 100
Figure pat00081
The beamforming vector of the transmitter
Figure pat00082
) And CSI
Figure pat00083
It can be defined as an approximation of [Equation 21], which depends only on.

[수학식 21]&Quot; (21) "

Figure pat00084

Figure pat00084

결과적으로, 빔포밍 설계 장치(100)는 송신기l은 로컬 CSI만을 사용하여 송신기의 빔포밍 벡터(

Figure pat00085
)을 [수학식 22]의 것에 대한 해로서 연산할 수 있다.
As a result, the beamforming design apparatus 100 may determine that the transmitter 1 uses only the local CSI.
Figure pat00085
) Can be calculated as a solution to [Equation 22].

[수학식 22]&Quot; (22) "

Figure pat00086

Figure pat00086

빔포밍 설계 장치(100)는 VSINR 접근법을 채용하여 [수학식 22]을 연산할 수 있다. 빔포밍 설계 장치(100)는

Figure pat00087
의 기울기를 [수학식 23]과 같이 정의할 수 있다.
The beamforming design apparatus 100 may employ the VSINR approach to calculate Equation 22. Beamforming design device 100
Figure pat00087
The slope of can be defined as [Equation 23].

[수학식 23]&Quot; (23) "

Figure pat00088

Figure pat00088

여기서,

Figure pat00089
Figure pat00090
의 기울기를 나타낸다. 즉, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 23]을 이용하여
Figure pat00091
의 기울기를 연산할 수 있다.here,
Figure pat00089
The
Figure pat00090
Indicates the slope of. That is, the beamforming design apparatus 100 may use Equation 23.
Figure pat00091
The slope of can be calculated.

빔포밍 설계 장치(100)는 분산 대각 행렬을 연산한다(520). 다시 말하면, 빔포밍 설계 장치(100)는

Figure pat00092
와 VISNR 사이에 연계를 이루기 때문에 [수학식 23] 및 [수학식 11]에서 VSINR의 기울기(
Figure pat00093
)이 [수학식 24]의 조건일 경우에 동일한 점에서 0이 된다는 것을 판단할 수 있다.
The beamforming design apparatus 100 calculates a distributed diagonal matrix (520). In other words, the beamforming design apparatus 100
Figure pat00092
Because of the association between and VISNR, the slope of VSINR in Equations 23 and 11
Figure pat00093
) Can be determined to be 0 at the same point when the condition of Equation (24).

[수학식 24]&Quot; (24) "

Figure pat00094
Figure pat00094

여기서, 1K-1은 모든 원소가 1인 길이 K-1의 벡터이며,

Figure pat00095
는 계수 전치 행렬을 나타낸다.
Figure pat00096
는 분산 대각 행렬을 나타내며, [수학식 25]와 같이 정의할 수 있다.
Where 1 K-1 is a vector of length K-1 in which all elements are 1,
Figure pat00095
Denotes the coefficient transpose matrix.
Figure pat00096
Represents a variance diagonal matrix and can be defined as shown in Equation 25.

[수학식 25]&Quot; (25) "

Figure pat00097

Figure pat00097

즉, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 25]를 이용하여 분산 대각 행렬(

Figure pat00098
)을 연산할 수 있다.That is, the beamforming design apparatus 100 uses a distributed diagonal matrix (Equation 25).
Figure pat00098
) Can be calculated.

빔포밍 설계 장치(100)는 분산 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산한다(530). 다시 말하면, 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 24]에서 복수의 가중 계수를 연산하기 위해 [수학식 25]와 같이 변환한다.
The beamforming design apparatus 100 calculates a plurality of weighting coefficients using the distributed diagonal matrix (530). In other words, the beamforming design apparatus 100 converts the equation as shown in Equation 25 to calculate a plurality of weighting coefficients in Equation 24.

[수학식 25]&Quot; (25) "

Figure pat00099

Figure pat00099

여기서,

Figure pat00100
는 계수 전치 행렬,
Figure pat00101
는 분산 대각 행렬, 1K-1은 모든 원소가 1인 길이 K-1의 벡터를 나타낸다. 빔포밍 설계 장치(100)는 [수학식 18]에 분산 대각 행렬(
Figure pat00102
) 및 모든 원소가 1인 길이 K-1의 벡터를 대입하여 계수 전치 행렬을 연산할 수 있다. 그리고, 빔포밍 설계 장치(100)는 계수 전치 행렬을 기반으로 복수의 가중 계수를 연산한다.here,
Figure pat00100
Is the coefficient transpose,
Figure pat00101
Is a distributed diagonal matrix, and 1 K-1 represents a vector of length K-1 in which all elements are 1. The beamforming design apparatus 100 uses a distributed diagonal matrix (Equation 18).
Figure pat00102
) And a coefficient transpose matrix can be calculated by substituting a vector of length K-1 having all elements 1. The beamforming design apparatus 100 calculates a plurality of weighting coefficients based on the coefficient transpose matrix.

빔포밍 설계 장치(100)는 복수의 가중 계수를 이용하여 송신기의 빔포밍 벡터를 연산한다(540).
The beamforming design apparatus 100 calculates a beamforming vector of a transmitter using a plurality of weighting coefficients (540).

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 설계 방법을 적용하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.6 to 8 are graphs showing simulation results by applying a beamforming design method according to an embodiment of the present invention.

우선, 모든 시뮬레이션들에서 단위 분산(unit variance)을 갖는 공간적 비상관 레일리 페이딩 채널들(spatially uncorrelated rayleigh fading channels)을 가정한다. First, suppose spatially uncorrelated rayleigh fading channels with unit variance in all simulations.

도 6 내지 도 8에 도시된 도면 번호 610번은 최대 비 전송(Maximal-Ratio Transmission: MRT)을 이용한 기술은 나타낸다. 최대 비 전송을 이용한 기술은 간섭을 무시하여 자신의 채널 이득을 최대화하는 기술이다.Reference numeral 610 shown in FIGS. 6 to 8 denotes a technique using Maximum-Ratio Transmission (MRT). The technique using maximum non-transmission maximizes its channel gain by ignoring interference.

도면 번호 620번은 제로 포싱(Zero-Forcing: ZF)을 이용한 기술을 나타낸다. 제로 포싱을 이용한 기술은 다른 사용자들에 대한 간섭을 제거하면서 빔포머들을 최적화하는 기술이다.Reference numeral 620 denotes a technique using zero-forcing (ZF). The technique using zero forcing is a technique for optimizing beamformers while removing interference to other users.

도면 번호 630번은 VSINR을 이용한 기술을 나타낸다. VSINR을 이용한 기술은 비가중 계수(

Figure pat00103
)을 이용하여 VISNR을 최대화하는 기술이다.Reference numeral 630 denotes a technique using VSINR. The technique using VSINR is based on the unweighted coefficient (
Figure pat00103
) To maximize VISNR.

도면 번호 640번은 전역 탐색(exhaustive search)을 이용한 기술을 나타낸다. 전역 탐색을 이용한 기술은 파라미터화를 사용하는 가중 합 전송률을 최대화하기 위해 전역 탐색을 수행하는 기술이다.Reference numeral 640 denotes a technique using an exhaustive search. The technique using the global search is a technique to perform the global search to maximize the weighted sum rate using the parameterization.

도면 번호 650번은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VSINR 및 가중 합 전송률의 최대화를 이용하는 기술을 나타낸다.Reference numeral 650 denotes a technique using maximization of the VSINR and weighted sum rate according to an embodiment of the present invention.

도면 번호 660번은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 CSI를 이용하는 기술을 나타낸다.Reference numeral 660 denotes a technology using CSI according to another embodiment of the present invention.

도 6에는 안테나(M)이 2이며, 사용자가 2인 다중 입력 단일 출력(Multiple Input Single Output: MISO)의 간섭 채널(Interference Channels: IC)에 있어서, [w1, w2] = [3, 1]에 대한 가중 합 전송률의 합을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 제안한 방식들은 단지 하나의 초기 점으로 시작하지만 제안한 중앙 집중 방식(650)이 최적에 가까운 성능을 나타내고, 제안한 분산 방식(660)이 중앙 집중 방식과 거의 동일한 성능을 제공하는 것을 확인할 수 있다.6 shows [w1, w2] = [3, 1] for interference channels (IC) of a multiple input single output (MIS) having an antenna M of 2 and a user of 2. FIG. The sum of the weighted sum data rates for. Referring to FIG. 6, the proposed schemes start with only one initial point, but the proposed centralized scheme 650 exhibits near optimal performance, and the proposed distributed scheme 660 provides almost the same performance as the centralized scheme. You can check it.

도 7에는 안테나(M)이 2이며, 사용자가 2인 다중 입력 단일 출력의 간섭 채널에 있어서, [w1, w2] = [5, 1]에 대한 가중 합 전송률의 합을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 최대(w1, w2)/최소(w1, w2)의 비가 증가함에 따라 제안한 중앙 집중 방식과 분산 방식이 증가함을 확인할 수 있다.FIG. 7 shows the sum of the weighted sum transmission rates for [w1, w2] = [5, 1] in the interference channel of the multi-input single output of which the antenna M is 2 and the user is 2. FIG. Referring to FIG. 7, it can be seen that as the ratio of maximum (w1, w2) / minimum (w1, w2) increases, the proposed centralized and distributed methods increase.

도 8은 안테나(M)이 3이며, 사용자가 3인 다중 입력 단일 출력의 간섭 채널에 있어서, [w1, w2, w3] = [10, 5, 1]에 대한 가중 합 전송률의 합을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 파라미터화를 위한 K(K-1) = 6개의 실변수들과 K2 = 9개의 복소 변수들에 걸친 전역 탐색을 각각 수행하여야 하기 때문에 전역 탐색 방식을 구현하기가 어렵다. 그러나, 본 발명에서 제안한 분산 방식은 어떠한 부가의 CSI 교환 오버헤드도 없이 VSINR 최대화 방식(630)에 비해 약 6dB의 성능 이득을 획득할 수 있다.
FIG. 8 shows the sum of weighted sum transmission rates for [w1, w2, w3] = [10, 5, 1] for an interference channel of a multi-input single output with 3 antennas M and 3 users. Referring to FIG. 8, it is difficult to implement a global search method because global search for K (K-1) = 6 real variables and K 2 = 9 complex variables for parameterization must be performed, respectively. However, the distributed scheme proposed in the present invention can obtain a performance gain of about 6 dB compared to the VSINR maximized scheme 630 without any additional CSI exchange overhead.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

Claims (6)

다중 입력 단일 출력에서 빔포밍을 설계하는 장치에 있어서,
송신기와 수신기를 한 쌍으로 구성하는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 이용하여 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산하는 전력 연산부;
상기 전력 연산부에서 연산된 상기 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산하는 계수 연산부; 및
상기 계수 연산부에서 연산한 상기 복수의 가중 계수를 이용하여 상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산하는 빔포밍 연산부를 포함하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치.
An apparatus for designing beamforming at multiple input single output,
A power calculation unit for calculating interference and noise power, desired signal power, and diagonal matrix in the receiver using a weighted sum rate and a virtual signal-to-interference and noise ratio for a pair of transmitters and receivers;
A coefficient calculator for calculating a plurality of weighting coefficients using the diagonal matrix calculated by the power calculator; And
And a beamforming calculator configured to calculate a beamforming vector of the transmitter using the plurality of weighting coefficients calculated by the coefficient calculator.
제1 항에 있어서,
상기 전력 연산부는,
상기 가중 합 전송률 및 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 상기 가중 합 전송률의 기울기 및 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비의 기울기를 연산하고, 상기 가중 합 전송률의 기울기 및 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비의 기울기를 기반으로 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력을 연산하며, 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력을 이용하여 상기 수신기에서의 대각 행렬을 연산함을 특징으로 하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치.
The method according to claim 1,
The power calculation unit,
Calculate the slope of the weighted sum rate and the slope of the virtual signal to interference and noise ratio to maximize the weighted sum rate and the virtual signal to interference and noise ratio, Calculates the interference and noise power and the desired signal power at the receiver based on the slope, and calculates the diagonal matrix at the receiver using the interference and noise power and the desired signal power at the receiver. Beamforming design device at a single output.
제1 항에 있어서,
상기 빔포밍 연산부는,
상기 복수의 가중 계수에서 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 적어도 하나의 가중 계수를 추출하고, 상기 추출한 적어도 하나의 가중 계수 및 상기 수신기와 상기 송신기의 채널 백터를 이용하여 상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산함을 특징으로 하는 다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치.
The method according to claim 1,
The beamforming calculation unit,
Extracting at least one weighting factor that maximizes the virtual signal-to-interference and noise ratio from the plurality of weighting factors, and using the extracted at least one weighting factor and channel vectors of the receiver and the transmitter to form a beamforming vector of the transmitter Beamforming design apparatus for a multi-input single output, characterized in that for calculating.
다중 입력 단일 출력에서 빔포밍 설계 장치가 빔포밍을 설계하는 방법에 있어서,
송신기와 수신기를 한 쌍으로 구성하는 사용자에 대한 가중 합 전송률 및 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 이용하여 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산하는 단계;
상기 연산된 대각 행렬을 이용하여 복수의 가중 계수를 연산하는 단계; 및
상기 연산한 복수의 가중 계수를 이용하여 상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산하는 단계를 포함하는 빔포밍 설계 방법.
In the beamforming design apparatus for designing beamforming in a multi-input single output,
Calculating interference and noise power, desired signal power, and diagonal matrix in the receiver using a weighted sum rate and a virtual signal-to-interference and noise ratio for a pair of transmitters and receivers;
Calculating a plurality of weighting coefficients using the calculated diagonal matrix; And
And calculating a beamforming vector of the transmitter using the calculated plurality of weighting coefficients.
제4 항에 있어서,
상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력, 대각 행렬을 연산하는 단계는,
상기 가중 합 전송률 및 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 상기 가중 합 전송률의 기울기 및 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비의 기울기를 연산하는 단계;
상기 가중 합 전송률의 기울기 및 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비의 기울기를 기반으로 상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력을 연산하는 단계; 및
상기 수신기에서의 간섭 및 잡음 전력, 희망 신호 전력을 이용하여 상기 수신기에서의 대각 행렬을 연산하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 빔포밍 설계 방법.
5. The method of claim 4,
Computing the interference and noise power, the desired signal power, the diagonal matrix in the receiver,
Calculating a slope of the weighted sum rate and a slope of the virtual signal to interference and noise ratio to maximize the weighted sum rate and the virtual signal to interference and noise ratio;
Calculating interference and noise power and desired signal power at the receiver based on the slope of the weighted sum rate and the slope of the virtual signal to interference and noise ratio; And
And calculating a diagonal matrix at the receiver using interference, noise power, and desired signal power at the receiver.
제4 항에 있어서,
상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산하는 단계는,
상기 복수의 가중 계수에서 상기 가상 신호 대 간섭 및 잡음비를 최대화하는 적어도 하나의 가중 계수를 추출하는 단계; 및
상기 추출한 적어도 하나의 가중 계수 및 상기 수신기와 상기 송신기의 채널 백터를 이용하여 상기 송신기의 빔포밍 벡터를 연산하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 빔포밍 설계 방법.
5. The method of claim 4,
Computing the beamforming vector of the transmitter,
Extracting at least one weighting factor from the plurality of weighting factors to maximize the virtual signal to interference and noise ratio; And
And calculating a beamforming vector of the transmitter by using the extracted at least one weighting factor and channel vectors of the receiver and the transmitter.
KR1020110080584A 2011-08-12 2011-08-12 Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output KR101242177B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110080584A KR101242177B1 (en) 2011-08-12 2011-08-12 Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110080584A KR101242177B1 (en) 2011-08-12 2011-08-12 Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130017881A true KR20130017881A (en) 2013-02-20
KR101242177B1 KR101242177B1 (en) 2013-03-12

Family

ID=47896970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110080584A KR101242177B1 (en) 2011-08-12 2011-08-12 Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101242177B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3011688A1 (en) * 2013-06-21 2016-04-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for energy efficient signal transmission in massive multi-antenna wireless communication system
KR20190115817A (en) * 2018-04-04 2019-10-14 경희대학교 산학협력단 Beamforming Device and Method for Non-orthogonal Multiple Acecess
US20210218444A1 (en) * 2020-01-14 2021-07-15 Src, Inc. Method for beamforming

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101917044B1 (en) 2017-11-24 2018-11-08 홍익대학교 산학협력단 Control apparatus for improved beam forming and control method thereof
US11381284B2 (en) 2020-06-18 2022-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Access point supporting wireless communication and operation method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020010023A (en) * 2000-07-28 2002-02-02 윤종용 Adaptive beamforming method for application to code division multiple access wireless communication system
KR101531558B1 (en) * 2008-02-04 2015-06-25 삼성전자주식회사 Apparatus and method for beamforming in multi-antenna system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3011688A1 (en) * 2013-06-21 2016-04-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for energy efficient signal transmission in massive multi-antenna wireless communication system
EP3011688A4 (en) * 2013-06-21 2017-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for energy efficient signal transmission in massive multi-antenna wireless communication system
KR20190115817A (en) * 2018-04-04 2019-10-14 경희대학교 산학협력단 Beamforming Device and Method for Non-orthogonal Multiple Acecess
US20210218444A1 (en) * 2020-01-14 2021-07-15 Src, Inc. Method for beamforming

Also Published As

Publication number Publication date
KR101242177B1 (en) 2013-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Van Chien et al. Joint power allocation and load balancing optimization for energy-efficient cell-free massive MIMO networks
Li et al. Joint beamforming design and power splitting optimization in IRS-assisted SWIPT NOMA networks
Hamdi et al. Federated learning over energy harvesting wireless networks
Li et al. A non-asymptotic throughput for massive MIMO cellular uplink with pilot reuse
KR20110086337A (en) Method and apparatus for scheduling in multiple-input multiple-output communication system
Sabbagh et al. Pilot allocation and sum-rate analysis in cell-free massive MIMO systems
EP3185434B1 (en) Method and device for beamforming
KR20120014792A (en) System and method for aligning interference in uplink
KR101242177B1 (en) Apparatus and method for designing beamforming in multiple input single output
US8254318B2 (en) Wireless communication system and method of joint beamforming wireless communication
Papazafeiropoulos et al. Linear precoding for downlink massive MIMO with delayed CSIT and channel prediction
US9083481B2 (en) System, method and computer-readable medium for actively cancelling interfernce signals
WO2013076355A1 (en) Controlling interference caused by secondary system
Li et al. Joint communication and trajectory design for intelligent reflecting surface empowered UAV SWIPT networks
Xiao et al. Multiuser communications with movable-antenna base station: Joint antenna positioning, receive combining, and power control
Wang et al. Two-stage channel estimation approach for cell-free IoT with massive random access
KR102027914B1 (en) Method and apparatus for adaptive inter-cell interference canellation for wireless communication system
KR20130114471A (en) Method and apparatus for allocating transmission power in multi user multi input multi output
Xu et al. SWIPT in mMIMO system with non-linear energy-harvesting terminals: Protocol design and performance optimization
JP5693713B2 (en) Multi-antenna method and apparatus for reducing inter-cell interference in multi-user radio systems
Zhang et al. Training beam sequence design for multiuser millimeter wave tracking systems
Mohammadi et al. Design and analysis of full-duplex massive antenna array systems based on wireless power transfer
KR102050928B1 (en) Method and apparatus for user equipment selection in wireless communication system
Nguyen et al. Multiuser massive MIMO systems with time-offset pilots and successive interference cancellation
Wang et al. Partial cooperative zero-forcing decoding for uplink cell-free massive MIMO

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170109

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180108

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190211

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 8