KR20150111153A - 다중입력 다중출력 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중입력 다중출력 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치에 관한 것으로서, 단말의 방법은, 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 송신 빔과 수신 빔으로 구성된 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하는 과정과, 상기 선호 빔 셋에 대한 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔을 기반으로 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 생성하는 과정과, 상기 생성된 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

다중입력 다중출력 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치{APPRATUS AND METHOD FOR SCHEDULING IN A MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM}
본 발명은 다중 사용자 다중입력 및 다중 출력(Multi-User Multi-Input Multi-Output; MU-MIMO) 및 단일 사용자 다중입력 및 다중 출력(Single-User Multi-Input Multi-Output; SU-MIMO)을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 통신을 위한 스케줄링에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 빔포밍을 지원하는 MU-MIMO 및 SU-MIMO 시스템에서, 단말은 기지국과의 효율적인 통신을 위해 기지국과의 채널 상태를 기반으로 CQI(Channel Quality Index) 및 PMI(Precoding Matrix Index)를 계산한 후 계산된 CQI 및 PMI를 기지국에 피드백하고, 기지국은 다수의 단말로부터 피드백받은 CQI 및 PMI를 기반으로 단말들을 스케줄링한다.
한편, 최근에는 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 동시에 지원하는 하이브리드 빔포밍 시스템이 주목받고 있다. 하이브리드 빔포밍 시스템에서는 아날로그 빔의 조합에 따라 유효 채널이 상이할 수 있다. 따라서 단말이 빔 조합별로 PMI를 피드백하거나, 빔 조합별 PMI를 계산한 후, 최적의 PMI를 선택하여 기지국에 전송해야 하는 상황이 발생될 수 있다. 이러한 방식은 피드백 오버헤드를 증가시키고, 스케줄링 자원 할당을 지연시킴으로써 상향링크의 성능 열화를 유발할 수 있다. 따라서, 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 동시에 지원하는 하이브리드 빔포밍 시스템을 위한 단말의 피드백 및 스케줄링 기법이 제시될 필요성이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예는 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 단말과 기지국에서 다수의 안테나에 의해 형성 가능한 다수의 빔을 다수의 빔 그룹으로 구분하고, 단말이 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 생성하여 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 단말이 MU-MIMO(Multi-User MIMO)를 지원하기 위해, 단말과 기지국 사이의 다수의 빔에 대한 채널 정보를 기반으로 최적의 송신 안테나 및 빔과 수신 안테나 및 빔을 선택하고, 선택된 최적의 수신 안테나 및 빔에 대한 간섭 정보를 생성하여 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 단말이 최적의 송신 안테나 및 빔에 대응하는 빔 그룹 이외의 다른 송신 빔 그룹에서 최적의 수신 안테나 및 빔에 미치는 간섭 생성하고, 생성된 간섭 정보를 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 단말이 SU-MIMO(Single-User MIMO)를 지원하기 위해 단말과 기지국 사이의 다수의 빔에 대한 채널 정보를 기반으로 최적의 송신 안테나 및 빔 최적의 수신 안테나 및 빔을 선택하고, 최적의 송신 안테나 및 빔에 대응하는 빔 그룹이 아닌 다른 빔 그룹 내에서 추가 송신 안테나 및 빔 및 수신 안테나 및 빔을 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 기지국이 단말들로부터 피드백된 정보를 기반으로 아날로그 빔포밍을 이용하는 경우에 대한 유효 채널 품질 정보와 하이브리드 빔포밍을 이용하는 경우에 대한 유효 채널 품질 정보를 계산 및 비교하여 빔포밍 방식과 스케줄링 단말을 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 방법은, 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 송신 빔과 수신 빔으로 구성된 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하는 과정과, 상기 선호 빔 셋에 대한 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔을 기반으로 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 생성하는 과정과, 상기 생성된 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국의 방법은, 단말로부터 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 선택된 적어도 하나의 선호 빔 셋에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 단말로부터 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 간섭 정보와 상기 선호 빔 셋 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 장치는, 기지국과 신호를 송수신하는 통신부와, 상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 송신 빔과 수신 빔으로 구성된 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하고, 상기 선호 빔 셋에 대한 정보를 상기 기지국으로 전송하고, 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔을 기반으로 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 생성하고, 상기 생성된 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국의 장치는, 단말과 신호를 송수신하는 통신부와, 단말로부터 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 선택된 적어도 하나의 선호 빔 셋에 대한 정보를 수신하고, 상기 단말로부터 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 수신하고, 상기 수신된 간섭 정보와 상기 선호 빔 셋 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명은 기지국과 단말의 협상을 통해 다수의 안테나에 의해 형성 가능한 다수의 빔을 다수의 빔 그룹으로 구분하고, 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 생성 및 송수신함으로써, 단말의 연산 복잡도 및 피드백 정보량을 감소시킬 수 있으며, 기지국은 제한된 정보를 이용하여 효율적으로 MU-MIMO의 스케줄링을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 스케줄링을 위한 시그널링을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 MU-MIMO를 지원하는 기지국의 최적 송신 안테나 및 빔과 두 단말의 최적 수신 안테나 및 빔을 예를 들어 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 송신 안테나 및 빔과 단말의 수신 안테나 및 빔 사이의 신호대 간섭 잡음 비를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 송신 안테나 및 빔과 단말의 수신 안테나 및 빔 사이의 신호 수신 세기를 기반으로 생성한 빔 비트맵을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 최적 수신 안테나 및 빔에 대한 기지국의 송신 안테나 및 빔의 간섭을 나타내는 빔 비트맵을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 SU-MIMO를 지원하는 기지국과 단일 단말의 안테나별 최적 빔을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국과 단말의 최적 송수신 안테나 및 빔을 제외한 나머지 송수신 안테나에 대한 PMI 및 빔별 신호대 간섭 잡음 비를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서 스케줄링을 위한 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 스케줄링 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블럭 구성을 도시하는 도면, 및
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 블럭 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 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 설명에서는 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 단말과 기지국에서 다수의 안테나에 의해 형성 가능한 다수의 빔을 다수의 빔 그룹으로 구분하고, 단말이 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 생성하여 전송하는 방법 및 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템은 아날로그 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템과, 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 모두 지원하는 하이브리드 빔포밍 지원 MIMO 시스템을 포함하는 의미이다. 예컨대, 이하 설명되는 실시 예들은 하이브리드 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템을 예로 들어 설명하나, 아날로그 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템을 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 송신기(100)가 다수 개의 RF 체인 각각에 대응하는 다수 개의 송신 안테나(101, 103)를 구비하고, 각각의 송신 안테나(101, 103)가 다수의 송신 아날로그 빔(101-1 내지 101-n, 103-1 내지 103-n)을 형성한다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 수신기(110)가 다수 개의 RF 체인 각각에 대응하는 다수 개의 수신 안테나(111, 113)를 구비하고, 각각의 수신 안테나(111, 113)가 다수의 수신 아날로그 빔(111-1 내지 111-n, 113-1 내지 113-n)을 형성한다. 여기서, 안테나는 특정 방향으로의 빔 형성이 가능한 빔 안테나 및/혹은 배열 안테나를 포함하는 의미이다. 여기서, 송신기(100)는 기지국 혹은 단말일 수 있다. 또한, 수신기(110)는 기지국 혹은 단말일 수 있다.
송신기(100)와 수신기(110)는 미리 설정된 주기 혹은 특정 이벤트 발생 시점에 미리 설정된 규칙에 따른 협상을 통해, 다수의 송신 아날로그 빔(101-1 내지 101-n, 103-1 내지 103-n) 및 다수의 수신 아날로그 빔(111-1 내지 111-n, 113-1 내지 113-n)을 다수의 빔 그룹으로 구분할 수 있다. 여기서, 각각의 빔 그룹은 채널 특성을 기반으로 적어도 하나의 아날로그 빔들이 포함되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신기(110)는 신호 수신 세기가 유사한 수신 빔들이 하나의 그룹에 포함되도록 그루핑(grouping)을 수행할 수 있다. 또 다른 예로, 송신기(100) 및/혹은 수신기(110)는 채널의 상관 관계(Correlation)이 비슷하거나, 혹은 직교(Orthogonal)한 빔들이 하나의 그룹에 포함되도록 그루핑을 수행할 수 있다.
수신기(110)는 송신기(100)와 수신기(110)에 구비된 다수의 안테나에 의해 형성 가능한 다수의 빔에 대해, 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 생성하여 송신기(100)로 전송할 수 있다. 이때, 송신기(100)는 빔 그룹 기반의 피드백 정보에 대한 단위 정보를 브로드캐스팅할 수 있고, 수신기(110)는 송신기(100)로부터 수신된 단위 정보를 기반으로 피드백 정보를 생성 및 전송할 수 있다. 예를 들어, 송신기(100)는 하나의 빔 그룹에 포함된 적어도 하나의 빔들에 대한 피드백 정보를 수신하기를 원하는지, 혹은 다수의 빔 그룹 각각에 대한 피드백 정보를 수신하기를 원하는지 나타내는 정보를 브로드캐스팅할 수 있다. 여기서, 수신기(100)가 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 생성 및 전송함으로써, 피드백 정보를 생성하기 위한 연상량을 감소시키면서 피드백 정보의 양을 감소시켜 시스템 전체의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
송신기(100)는 수신기(110)로부터 수신되는 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 이용하여 스케줄링할 수신기(110)를 선택할 수 있다. 또한, 송신기(100)는 수신되는 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 기반으로, 수신기(110)와의 통신을 위해 아날로그 빔포밍 방식만을 이용할 것인지 혹은 하이브리드 빔포밍 방식을 이용할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 송신기(100)는 피드백된 정보를 기반으로 아날로그 빔포밍만을 이용하는 경우에 대한 유효 채널 품질 정보와 하이브리드 빔포밍을 이용하는 경우에 대한 유효 채널 품질 정보를 계산하고, 계산된 유효 채널 품질 정보들을 비교하여 빔포밍 방식과 스케줄링할 수신기(110)를 결정할 수 있다.
이하 실시 예들에서는 설명의 편의를 위해, 다수의 빔이 각 안테나를 기준으로 빔 그룹을 형성한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 예컨대, 송신기(100)에서 제 1 송신 안테나(101)에 의해 형성되는 송신 빔들(101-1 내지 101-n)이 제 1 빔 그룹을 형성하고, 제 2 송신 안테나(103)에 의해 형성되는 송신 빔들(103-1 내지 103-n)이 제 2 그룹을 형성하고, 수신기(110)에서 제 1 수신 안테나(111)에 의해 형성되는 수신 빔들(111-1 내지 111-n)이 제 3 그룹을 형성하고, 제 2 수신 안테나(113)에 의해 형성되는 수신 빔들(113-1 내지 113-n)이 제 4 그룹을 형성하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 그러나, 이하 설명되는 실시 예들은 다수의 빔이 다른 방식으로 빔 그룹을 형성하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 이하 설명되는 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 하향링크 전송을 기준으로, 기지국의 송신 안테나 및 빔과 단말의 수신 안테나 및 빔을 예로 들어 설명하나, 상향링크 전송에도 동일한 방식으로 적용될 수 있음은 당연하다. 예를 들어, 기지국의 수신 안테나 및 빔과 단말의 송신 안테나 및 빔에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 빔포밍을 지원하는 MIMO 시스템에서 스케줄링을 위한 시그널링을 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 기지국(200)은 200단계에서 서비스 영역 내 다수의 단말들(210-1 내지 210-N)과 빔 그루핑을 위한 협상을 수행한다. 예컨대, 기지국(200)과 다수의 단말들(210-1 내지 210-N)은 미리 설정된 주기 혹은 특정 이벤트 발생 시점에 다수의 빔 각각에 대한 채널 특성을 기반으로 빔 그루핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국(200)과 단말들(210-1 내지 210-N)은 빔 별 수신 신호 세기, 채널 상관 관계, 및 직교성 등과 같은 채널 특성을 기반으로 자신이 지원하는 빔들을 다수의 빔 그룹으로 그루핑하고, 빔 그룹에 대한 정보를 교환할 수 있다. 이때, 기지국(200)과 단말들(210-1 내지 210-N) 각각은 동일한 채널 특성을 이용하여 빔 그루핑을 수행할 수도 있고, 서로 다른 채널 특성을 이용하여 빔 그루핑을 수행할 수도 있을 것이다. 예컨대, 기지국(200)과 제 1 단말(210-1)은 빔 별 채널 상관 관계를 기반으로 빔 그루핑을 수행할 수 있고, 제 2 단말(210-2) 및 제 N 단말(210-N)은 빔 별 신호 수신 세기를 기반으로 빔 그루핑을 수행할 수 있다. 이와 같은 빔 그루핑 방식은 설계 방식에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이후, 기지국(200)은 202단계에서 빔 비트맵에 대한 임계값을 방송한다. 여기서, 빔 비트맵은 단말(210-1 내지 110-N)에서 선택된 최적 수신 안테나 및 빔에 대해 기지국(200)의 송신 안테나 및 빔들이 미치는 간섭을 나타내는 정보로서, 비트맵 형식으로 구성될 수 있다. 또한, 빔 비트맵에 대한 임계값은, 단말(210-1 내지 210-N)에서 빔 비트맵을 생성 혹은 구성하기 위해 이용되는 정보를 의미한다. 기지국(200)은 시스템의 부하, 단말들의 격리(isolation) 분포에 대한 정보, 혹은 스케줄링 정책에 따라 빔 비트맵에 대한 임계값을 결정할 수 있다. 빔 비트맵에 대한 임계값은 고정된 값일 수도 있고, 가변적인 값일 수도 있다. 기지국(200)은 빔 비트맵에 대한 임계값이 변경될 때마다 변경된 임계값을 방송할 수도 있고, 빔 비트맵에 대한 임계값을 변경하는 규칙을 방송하여, 단말에서 변경되는 임계값을 직접 계산하도록 할 수 있다. 추가적으로, 기지국(200)은 상술한 200단계 혹은 202단계에서 빔 비트맵에 대한 단위 정보를 방송할 수 있다. 예를 들어, 기지국(200)은 빔 비트맵에 하나의 빔 그룹에 포함된 적어도 하나의 빔들에 대한 정보가 포함되어야할지, 혹은 다수의 빔 그룹 각각에 대한 정보가 포함되어야 할지 나타내는 정보를 브로드캐스팅할 수 있다.
각 단말(210-1 내지 210-N)은 204단계에서 다수의 안테나 및 빔별 채널 정보를 기반으로 선호하는 최적의 수신 안테나 및 빔과 송신 안테나 및 빔 셋(혹은 '최적의 빔 셋'이라 칭함)을 선택한다. 각 단말(210-1 내지 210-N)은 미리 설정된 구간(예: 빔 훈련 구간)을 통해 다수의 안테나 및 빔에 대한 채널 정보(예: CQI(Channel Quality Indicator), RSS(Received Signal Strength), SINR(Signal to Interference Noise Ratio) 등)를 획득할 수 있다.
일 실시 예로, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 단일입력 및 단일출력(SISO: Single-Input Single Output)을 기준으로 기지국(200)의 송신 안테나 및 빔들과 단말(210-1 내지 210-N)의 수신 안테나 및 빔들에 대한 채널 정보를 획득하고, 획득된 채널 정보를 기반으로 선호하는 최적의 빔 셋을 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 기지국(100)이 두 개의 송신 안테나를 구비하고, 각각의 송신 안테나가 5개의 빔을 형성하도록 구성되고, 각 단말(210-1, 210-2)이 두 개의 수신 안테나를 구비하고, 각각의 수신 안테나가 8개의 빔을 형성하도록 구성된 경우, 각 단말(210-1, 210-2)은 도 4에 도시된 바와 같이, 기지국(200) 송신 안테나 및 빔과 단말(210-1,210-2)의 수신 안테나 및 빔에 대한 SINR을 측정할 수 있다. 이때, 제 1 단말(210-1)은 자신의 수신 안테나 #0의 빔 #6을 통해 기지국(200)의 송신 안테나 #0의 빔 #3으로부터 신호를 수신한 경우의 SINR이 24dB로 가장 높은 것을 확인하고, 자신의 수신 안테나 #0의 빔 #6과 기지국(200)의 송신 안테나 #0의 빔 #3을 최적의 빔 셋으로 결정할 수 있다. 또한, 제 2 단말(210-2)은 자신의 수신 안테나 #1의 빔 #3을 통해 기지국(200)의 송신 안테나 #1의 빔 #3으로부터 신호를 수신한 경우의 SINR이 19dB로 가장 높은 것을 확인하고, 자신의 수신 안테나 #1의 빔 #3과 기지국(200)의 송신 안테나 #1의 빔 #3을 최적의 빔 셋으로 결정할 수 있다.
다른 실시 예로, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 SU-MIMO를 위해, 수신 빔 그룹 별(혹은 수신 안테나별, 혹은 스트림 별)로 선호하는 최적의 빔 셋을 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 기지국(200)이 두 개의 송신 안테나를 구비하고, 각각의 송신 안테나가 5개의 빔을 형성하도록 구성되고, 단말(210-1)이 두 개의 수신 안테나를 구비하고, 각각의 수신 안테나가 8개의 빔을 형성하도록 구성된 경우, 단말(210-1)은 도 4에 도시된 바와 같이 기지국(200) 송신 안테나 및 빔과 단말(210-1)의 수신 안테나 및 빔에 대한 SINR을 측정할 수 있다. 제 1 단말(210-1)은 자신의 수신 안테나 #0의 빔들 중에서 빔 #6을 통해 기지국(200)의 송신 안테나 #0의 빔 #3으로부터 신호를 수신한 경우의 SINR이 24dB로 가장 높은 것을 확인하고, 자신의 수신 안테나 #0의 빔 #6과, 기지국(200)의 송신 안테나 #0의 빔 #3을 수신 안테나 #0에 대한 최적의 빔 셋으로 결정할 수 있다. 이후, 제 1 단말(210-1)은 선택된 최적의 수신 안테나 및 송신 안테나를 제외한 나머지 수신 안테나 및 송신 안테나를 대상으로 하여, 나머지 수신 안테나별로 선호하는 최적의 빔 셋을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 제 1 단말(210-1)은 수신 안테나 #0에 대한 최적 빔 셋으로 선택된 수신 안테나 #0과 송신 안테나 #0을 제외하고, 나머지 수신 안테나 #1의 빔들과 송신 안테나 #1의 빔들의 SINR을 고려하여, 수신 안테나 #1의 빔 #7과 송신 안테나 #1의 빔 #3을 수신 안테나 #1에 대한 최적의 빔 셋으로 결정할 수 있다.
각 단말(210-1 내지 210-N)은 선호하는 최적의 빔 셋을 선택한 후, 206단계에서 선호하는 최적의 빔 셋에 대한 정보를 기지국(200)으로 전송한다. 이때, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 최적의 빔 셋에 대한 채널 정보(예: CQI, RSS, SINR 등)를 함께 전송할 수 있다. 예를 들어, 제 1 단말(210-1)은 최적의 빔 셋이 수신 안테나 #0의 빔 #6, 송신 안테나 #0의 빔 #3이고, SINR이 24dB임을 나타내는 정보를 기지국(200)으로 피드백할 수 있다. 다른 예로, 제 2 단말(210-2)은 최적의 빔 셋이 수신 안테나 #1의 빔 #3, 송신 안테나#1의 빔 #3이고, SINR이 19dB임을 나타내는 정보를 기지국(200)으로 피드백할 수 있다.
각 단말(210-1 내지 210-N)은 208단계에서 선호하는 최적의 빔 셋을 기반으로 빔 비트맵 및/혹은 PMI(Precoding Matrix Index)를 결정한다. 여기서, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 MU-MIMO를 지원하기 위해 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 다시 말해, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 자신이 기지국(200)으로부터 최적 빔 셋을 통해 서비스를 받는 상황에서, 기지국(200)이 특정 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 서비스를 지원하는 경우, 특정 송신 안테나 및 빔에 의해 자신이 받을 수 있는 간섭 량을 나타내는 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 각각의 단말(210- 내지 210-N)이 빔 비트맵을 생성하여 보고하는 것은, 기지국(200)에서 단말 간 간섭을 최소화하는 스케줄링을 수행할 수 있도록 하기 위함이다.
각 단말(210-1 내지 210-N)은 최적 수신 안테나 및 빔과 선택되지 않은 송신 안테나의 빔들 사이의 채널 정보를 기반으로, 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 단말(210-1)의 최적의 빔 셋이 수신 안테나 #0의 빔 #6, 송신 안테나 #0의 빔 #3인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 단말(210-1)은 최적 수신 안테나 #0 및 빔 #6과 선택되지 않은 송신 안테나 #1의 빔들 #1-#5 사이의 신호 수신 세기(RSS, 501)를 계산하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 최적 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔들 #1-#5의 신호 간섭 비율(SIR: Signal to Interference Ratio)을 계산하고, 계산된 간섭 비율을 이용하여 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 여기서 신호 간섭 비율은 최적 빔 셋의 채널 품질(예: RSS, -46dBm)과 최적 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔들 #1-#5 각각의 채널 품질(예: RSS, -49dBm, -48dBm, -56dBm, -57dBm, -57dBm)의 차이 값(3dB, 2dB, 10dB, 11dB, 11dB)으로 결정될 수 있다. 여기서, "-"는 #0을 인덱스로 하는 빔이 존재하지 않는 것을 의미한다. 또한, 빔 비트맵은 신호 간섭 비율이 빔 비트맵에 대한 임계값보다 크거나 같은지 여부에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 도 6은 빔 비트맵에 대한 임계값이 10dB인 경우에 대한 빔 비트맵을 나타낸 것으로서, 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔 #1의 신호 간섭 비율은 3dB로 임계값 10dB보다 작기 때문에 빔 비트맵의 값이 0으로 설정되고, 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔 #4의 신호 간섭 비율은 11dB로 임계값 10dB보다 크기 때문에 빔 비트맵의 값이 1로 설정될 수 있다. 이때, 기지국(200)은 제 1 단말(210-1)이 수신 안테나 #0 및 빔 #6을 통해 기지국(200)의 송신 안테나 #0의 빔 #3으로부터 신호를 수신하는 상황에서, 빔 비트맵의 값이 1인 송신 안테나 및 빔으로부터의 간섭 량이 크고, 빔 비트맵의 값이 0인 송신 안테나 및 빔으로부터 간섭 량이 적다고 판단하여, 빔 비트맵 값이 0인 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 서비스를 제공하도록 스케줄링을 수행할 수 있다. 또 다른 예로, 제 2 단말(210-2)의 최적의 빔 셋이 수신 안테나 #1의 빔 #3, 송신 안테나 #1의 빔 #3인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 단말(210-2)은 최적 수신 안테나 #1 및 빔 #3과 선택되지 않은 송신 안테나 #0의 빔들 #1-#5 사이의 신호 수신 세기(511)를 계산하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 최적 수신 안테나 #1 및 빔 #3에 대한 송신 안테나 #0의 빔들 #1-#5의 신호 간섭 비율(SIR)을 계산하고, 계산된 신호 간섭 비율을 이용하여 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 여기서 신호 간섭 비율은 최적 빔 셋의 채널 품질(예: RSS, -51dBm)과 최적 수신 안테나 #1 및 빔 #3에 대한 송신 안테나 #0의 빔들 #1-#5 각각의 채널 품질(예: RSS, -55dBm, -65dBm, -66dBm, -64dBm, -78dBm)의 차이 값(4dB, 11dB, 15dB, 13dB, 27dB)으로 결정될 수 있다. 도면에서, "-"는 #0을 인덱스로 하는 빔이 존재하지 않는 것을 의미한다. 또한, 빔 비트맵은 신호 간섭 비율이 빔 비트맵에 대한 임계값보다 크거나 같은지 여부에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 도 6은 빔 비트맵에 대한 임계값이 10dB인 경우에 대한 빔 비트맵을 나타낸 것으로서, 제 2 단말(210-2)의 수신 안테나 #1 및 빔 #3에 대한 송신 안테나 #0의 빔 #1의 신호 간섭 비율은 4dB로 임계값 10dB보다 작기 때문에 빔 비트맵의 값이 0으로 설정되고, 수신 안테나 #1 및 빔 #3에 대한 송신 안테나 #0의 빔 #5의 신호 간섭 비율은 27dB로 임계값 10dB보다 크기 때문에 빔 비트맵의 값이 1로 설정될 수 있다. 이때, 기지국(200)은 제 2 단말(210-2)이 수신 안테나 #1 및 빔 #3을 통해 기지국(200)의 송신 안테나 #1의 빔 #3으로부터 신호를 수신하는 상황에서, 빔 비트맵의 값이 1인 송신 안테나 및 빔으로부터의 간섭 량이 크고, 빔 비트맵의 값이 0인 송신 안테나 및 빔으로부터 간섭 량이 적다고 판단하여, 빔 비트맵 값이 0인 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 서비스를 제공하도록 스케줄링을 수행할 수 있다.
또한, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 SU-MIMO를 지원하기 위해, 다수의 스트림에 대한 최적 빔 셋을 계산하고, 스트림 별 최적 빔 셋 각각에 대한 PMI를 결정할 수 있다. 예컨대, 제 1 단말(210-1)은 204단계에서 실시 예로 기재한 바와 같이, 수신 빔 그룹 별(혹은 수신 안테나별, 혹은 스트림 별)로 선호하는 최적의 빔 셋을 선택할 수 있다. 추가적으로, 제 1 단말(210-1)은 스트림 별로 최적 빔 셋을 선택할 경우, 기지국(200) 송신 안테나 및 빔들과 단말(210-1)의 수신 안테나 및 빔들에 대한 채널 정보를 기반으로 최적 빔 셋을 선택한 후, 선택된 최적 빔 셋에 대한 스트림을 제외하고, 나머지 스트림에 대한 최적 빔 셋을 선택할 수 있다. 예를 들어, 제 1 단말(210-1)은 도 4에 도시된 바와 같이 기지국(200) 송신 안테나 및 빔들과 단말(210-1)의 수신 안테나 및 빔들에 대한 SINR을 계산하고, SINR이 가장 높은 수신 안테나 #0의 빔 #6과 송신 안테나 #0의 빔 #3을 최적 빔 셋으로 선택한 후, 수신 안테나 #0과 송신 안테나 #0에 대응되는 제 1 스트림을 제외한, 나머지 스트림 즉, 수신 안테나 #1과 송신 안테나 #1에 대응되는 제 2 스트림에 대해, 최적 빔 셋을 선택할 수 있다. 이때, 제 1 단말(210-1)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 스트림에 대해 PMI별 SINR을 계산하고, SINR이 가장 높게 측정된 최적 빔 셋 및 PMI를 선택할 수 있다. 제 1 단말(210-1)은 제 2 스트림에 대해, PMI #4를 이용하면서 수신 안테나 #1의 빔 #3을 통해 송신 안테나 #1의 빔 #2로부터 신호를 수신하는 경우에 SINR이 가장 큰 것을 확인하고, 수신 안테나 #1의 빔 #3과 송신 안테나 #1의 빔 #2를 제 2 스트림의 최적 빔 셋으로 결정하고, PMI를 #4로 결정할 수 있다. 동일한 방식으로, 제 2 단말(210-2)은 도 4에 도시된 바와 같이 기지국(200) 송신 안테나 및 빔들과 단말(210-1)의 수신 안테나 및 빔들에 대한 SINR을 계산하고, SINR이 가장 높은 수신 안테나 #1의 빔 #3과 송신 안테나 #1의 빔 #3을 최적 빔 셋으로 선택한 후, 수신 안테나 #1과 송신 안테나 #1에 대응되는 제 1 스트림을 제외한, 나머지 스트림 즉, 수신 안테나 #0과 송신 안테나 #0에 대응되는 제 2 스트림에 대해, 최적 빔 셋을 선택할 수 있다. 이때, 제 2 단말(210-2)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 스트림에 대해 PMI별 SINR을 계산하고, PMI #0을 이용하면서 수신 안테나 #0의 빔 #3을 통해 송신 안테나 #0의 빔 #5로부터 신호를 수신하는 경우에 SINR이 가장 큰 것을 확인하고, 수신 안테나 #0의 빔 #3과 송신 안테나 #0의 빔 #5를 제 2 스트림의 최적 빔 셋으로 결정하고, PMI를 #0으로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 먼저 모든 수신 안테나 및 빔과 송신 안테나 및 빔에 대한 최적 빔 셋을 선택한 후, 최적 빔 셋에 해당하지 않는 수신 안테나와 송신 안테나에 대응하는 나머지 스트림에 대한 최적 빔을 선택하는 것은, 연산 복잡도를 감소시키기 위함이다. 예컨대, SU-MIMO를 위한 채널 품질 계산 복잡도를
Figure pat00001
에서
Figure pat00002
으로 감소시킬 수 있다. 여기서, Nt BF는 기지국의 안테나별 빔 개수를 의미하며, Nr BF는 단말의 안테나별 빔 개수를 의미한다. 또한, Nt는 기지국의 안테나 수를 의미하고, Nr은 단말의 안테나 수를 의미한다.
각 단말(210-1 내지 210-N)은 빔 비트맵 및/혹은 PMI(Precoding Matrix Index)를 결정한 후, 210단계에서 결정된 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 기지국(200)으로 전송한다. 각 단말(210-1 내지 210-N)은 미리 설정된 주기마다 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 기지국(200)으로 전송할 수도 있고, 빔 비트맵 및/혹은 PMI의 값이 변경될 때마다 변경된 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 기지국(200)으로 전송할 수 있다. 또한, 각 단말(210-1 내지 210-N)은 기지국(200)의 피드백 정보 전송이 요청될 경우, 혹은 특정 이벤트가 발생될 경우에 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
기지국(200)은 212단계에서 단말들(210-1 내지 210-N)로부터 수신된 정보들을 기반으로, 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 기지국(200)은 수신되는 빔 그룹 기반의 피드백 정보를 기반으로, 단말과의 통신을 위해 아날로그 빔포밍 방식만을 이용할 것인지 혹은 하이브리드 빔포밍 방식을 이용할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 기지국(200)은 피드백된 정보를 기반으로 아날로그 빔포밍만을 이용하는 경우에 대한 유효 채널 품질 정보와 하이브리드 빔포밍을 이용하는 경우에 대한 유효 채널 품질 정보를 계산하고, 계산된 유효 채널 품질 정보들 각각에 대한 시스템 효율을 계산하고, 계산된 시스템 효율을 비교하여 빔포밍 방식과 스케줄링할 단말을 결정할 수 있다. 추가로, 기지국(200)은 단말의 최적 빔 셋을 고려하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 빔 비트맵을 기반으로 단말(210)로 간섭을 미치는 송신 안테나 및 빔을 결정하고, 상기 단말과 통신 중에 해당 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 신호를 송신하지 않도록 할 수 있으며, 상기 최적 빔 셋을 고려하여 상기 단말과 통신에 이용할 송신 안테나 및 빔을 결정할 수 있다.
이후, 기지국(200)은 214단계에서 스케줄링 결과를 기반으로 제어 정보 및 데이터 정보를 각 단말로 전송한다. 예를 들어, 하이브리드 빙포밍 방식을 이용하여 제 1 단말(210-1)과 제 2 단말(210-N)을 동시에 서비스하는 것으로 스케줄링될 경우, 제 1 단말(210-1)과 제 2 단말(210-N)로 각 단말에 대응하는 최적 빔 셋을 이용하여 제어 정보 및 데이터 정보를 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서 스케줄링을 위한 절차를 도시하고 있다.
도 9를 참조하면, 단말은 901단계에서 기지국과의 빔 협상을 기반으로 빔 그룹을 생성한다. 예컨대, 단말은 미리 설정된 주기 혹은 특정 이벤트 발생 시점에 다수의 빔 각각에 대한 채널 특성을 기반으로 기지국과 협상을 통해 빔 그루핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 빔 별 수신 신호 세기, 채널 상관 관계, 및 직교성 등과 같은 채널 특성을 기반으로 자신이 지원하는 빔들을 다수의 빔 그룹으로 그루핑하고, 빔 그룹에 대한 정보를 기지국과 교환할 수 있다. 이때, 기지국(200)과 단말들(210-1 내지 210-N) 각각은 동일한 채널 특성을 이용하여 빔 그루핑을 수행할 수도 있고, 서로 다른 채널 특성을 이용하여 빔 그루핑을 수행할 수도 있을 것이다. 빔 그루핑 방식은 설계 방식에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이후, 단말은 903단계에서 기지국으로부터 빔 비트맵에 대한 임계값을 수신한다. 추가적으로, 단말은 빔 비트맵에 대한 단위 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말은 하나의 빔 그룹에 포함된 적어도 하나의 빔들에 대한 정보를 포함하는 빔 비트맵을 생성해야 할지, 혹은 다수의 빔 그룹 각각에 대한 정보를 포함하는 비트맵을 생성해야 할지 판단하기 위한 빔 비트맵의 단위 정보를 수신할 수 있다.
이후, 단말은 905단계에서 기지국과 단말의 다수의 안테나 및 빔별 채널 정보를 기반으로 선호하는 최적의 수신 안테나 및 빔과 송신 안테나 및 빔 셋(혹은 '최적의 빔 셋'이라 칭함)을 선택한다. 단말은 미리 설정된 구간을 통해 다수의 안테나 및 빔에 대한 채널 정보(예: CQI, RSS, SINR 등)를 획득할 수 있다.
단말에서 최적의 빔 셋을 선택하는 방식은 하기와 같다.
먼저, 도 1에 나타낸 바와 같은 MIMO 시스템에서, 송신기의 RF 체인 수가 Nt RF이고, 수신기의 RF 체인 수가 Nr RF이고, 송신기의 안테나 수(혹은 배열 안테나 수)가 Nt이고, 수신기의 안테나 수가 Nr이고, 송신기에서 안테나별 안테나 구성 요소의 수가 Nt el이고, 수신기에서 안테나별 안테나 구성 요소의 수가 Nr el이고, 송신기의 안테나별 빔포밍 방향의 수가 Nt BF이고, 수신기에서 안테나별 빔포밍 방향의 수가 Nr BR이고, 데이터 스트림의 수가 Ns인 경우를 가정하면, 수신 신호는 하기 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
y(k)는 k번째 서브캐리어의 기저대역 수신 심볼 벡터를 의미하고,
Figure pat00005
형태로 구성될 수 있다. V(Φj)는 j번째 수신 빔 셋(Φj)을 갖는
Figure pat00006
형태의 수신 아날로그 빔포밍 행렬이다. 여기서, Φj는 수신기의 모든 배열 안테나에 대한 j번째 수신 빔 셋을 의미하는 것으로서,
Figure pat00007
로 구성될 수 있다. 이때, φm은 수신기의 m번째 배열 안테나에서 수신 빔 인덱스를 의미하며, φm=0은 수신기의 m번째 배열 안테나에서 수신 빔이 없다는 것을 의미한다. H(k)는 주파수 도메인에서 k번째 서브캐리어의 채널 행렬로서,
Figure pat00008
형태로 구성될 수 있다. W(Θi)는 i번째 송신 빔 셋(Θi)을 갖는
Figure pat00009
형태의 송신 아날로그 빔포밍 행렬을 의미한다. 여기서, Θi는 송신기의 모든 배열 안테나에 대한 i번째 송신 빔 셋을 의미하는 것으로서,
Figure pat00010
로 구성될 수 있다. 이때, θn은 송신기의 n번째 배열 안테나에서 송신 빔 인덱스를 의미하며, θn=0은 송신기의 n번째 배열 안테나에서 송신 빔이 없다는 것을 의미한다. Heff(k,Φj,Θi)는 i번째 송신 및 j번째 수신 빔 셋(Θi,Φj)을 갖는 k번째 서브캐리어의 유효 채널 행렬로서,
Figure pat00011
형태로 구성될 수 있다. P(k)는 k번째 서브캐리어의 프리코딩 행렬로서,
Figure pat00012
형태로 구성될 수 있다. s(k)는 k번째 서브캐리어의 기저대역 송신 심볼 벡터로서,
Figure pat00013
형태로 구성될 수 있다. 또한, n(k)는 복소 부가 백색 가우시안 잡음(Complex additive white Caussian noise vector)을 의미하고,
Figure pat00014
로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 MIMO 시스템에서 단말은 x개의 송신 안테나 와 y개의 수신 안테나를 이용하여 s개의 데이터 스트림을 가장 잘 수신할 수 있도록 용량(capacity), SINR, 혹은 RSS를 매트릭으로 이용하여 하기 수학식 2 혹은 수학식 3과 같은 방식으로 최적의 빔 셋을 선택할 수 있다. 여기서, x는 Nt보다 작거나 같고, y는 Nr보다 작거나 같고, s는 Ns보다 작거나 같다.
하기 수학식 2는 용량을 이용하여 최적 빔 셋을 결정하는 방식을 나타낸다.
Figure pat00015
여기서,
Figure pat00016
는 선택된 최적 송신 안테나 및 빔과 최적 수신 안테나 및 빔을 나타내는 최적 빔 셋을 의미하며, NSC는 할당된 서브캐리어의 수를 의미하며, Bt x는 송신기의 x개의 송신 안테나를 이용한 송신 빔들의 셋을 의미하고, Br y는 수신기의 y개의 수신 안테나를 이용한 수신 빔들의 셋을 의미하고, (Θi,Φj)는 i번째 송신 빔 및 j번째 수신 빔의 셋을 의미한다.
하기 수학식 3은 SINR을 이용하여 최적 빔 셋을 결정하는 방식을 나타낸다.
Figure pat00017
여기서,
Figure pat00018
는 선택된 최적 송신 안테나 및 빔과 최적 수신 안테나 및 빔을 나타내는 최적 빔 셋을 의미하며, NSC는 할당된 서브캐리어의 수를 의미하며, Bt x는 송신기의 x개의 송신 안테나를 이용한 송신 빔들의 셋을 의미하고, Br y는 수신기의 y개의 수신 안테나를 이용한 수신 빔들의 셋을 의미하고, (Θi,Φj)는 i번째 송신 빔 및 j번째 수신 빔의 셋을 의미하고, I(k,Φj)는 j번째 수신 빔 셋을 이용한 간섭 파워를 의미한다.
단말은 수학식 2 혹은 3을 이용하여 최적 빔 셋을 선택할 수 있고, 최적의 빔 셋을 선택한 후, 907단계에서 선택된 최적의 빔 셋에 포함된 선호 송신 안테나 및 빔에 대한 정보를 기지국으로 피드백한다. 이때, 단말은 최적의 빔 셋에 대한 채널 정보(예: CQI, RSS, SINR 등)를 함께 피드백할 수 있다.
이후, 단말은 909단계에서 선택된 최적의 빔 셋을 기반으로 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 결정하고, 911단계에서 결정된 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 피드백할 수 있다. 즉, 단말은 자신이 기지국으로부터 최적 빔 셋을 통해 서비스를 받는 상황에서, 기지국이 특정 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 서비스를 지원하는 경우, 특정 송신 안테나 및 빔에 의해 자신이 받을 수 있는 간섭 량을 나타내는 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 또한, 단말이 빔 비트맵을 보고하는 것은, 기지국에서 단말 간 간섭을 최소화하는 스케줄링을 수행할 수 있도록 하기 위함이다.
단말은 빔 간 채널 상관 관계(beam channel correlation), RSS, SIR, 혹은 용량 열화율 등을 이용하여 빔 비트맵 생성을 위한 매트릭을 계산할 수 있다.
하기 수학식 4는 빔 채널 상관 관계를 이용하여 빔 비트맵 생성을 위한 매트릭을 계산하는 방식을 나타낸다.
Figure pat00019
여기서,
Figure pat00020
는 k 번째 서브캐리어에서 선택된 최적 빔 셋의 유효 채널 행렬을 나타낸다. 여기서,
Figure pat00021
는 선택된 최적 송신 안테나 및 빔을 나타내고,
Figure pat00022
는 최적 수신 안테나 및 빔을 나타낸다. 또한,
Figure pat00023
은 k번째 서브캐리어에서 송수신 빔 셋의 유효 채널 행렬을 나타낸다. 여기서,
Figure pat00024
은 Nt-x 송신 안테나의 m번째 빔을 나타내고,
Figure pat00025
는 선택된 최적 수신 안테나 및 빔을 나타낸다.
하기 수학식 5는 빔 SIR을 이용하여 빔 비트맵 생성을 위한 매트릭을 계산하는 방식을 나타낸다.
Figure pat00026
여기서,
Figure pat00027
는 k 번째 서브캐리어에서 선택된 최적 빔 셋의 수신 신호 세기를 나타낸다. 여기서,
Figure pat00028
는 선택된 최적 송신 안테나 및 빔을 나타내고,
Figure pat00029
는 최적 수신 안테나 및 빔을 나타낸다. 또한,
Figure pat00030
은 k번째 서브캐리어에서 송수신 빔 셋의 수신신호세기를 나타낸다. 여기서,
Figure pat00031
은 Nt-x 송신 안테나의 m번째 빔을 나타내고,
Figure pat00032
는 선택된 최적 수신 안테나 및 빔을 나타낸다.
단말은 수학식 4 및 5와 같은 방식으로, 빔 비트맵 생성을 위한 매트릭을 계산한 후, 하기 수학식 6과 같이 빔 비트맵을 생성할 수 있다.
Figure pat00033
Figure pat00034
여기서,
Figure pat00035
는 송신기의 (Nt-x) 안테나에서 송신 빔 셋을 의미한다.
즉, 단말은 최적 수신 안테나 및 빔과 선택되지 않은 송신 안테나의 빔들 사이의 빔 채널 상관관계 혹은 SIR을 기반으로, 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 단말의 최적의 빔 셋이 수신 안테나 #0의 빔 #6, 송신 안테나 #0의 빔 #3인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 단말은 최적 수신 안테나 #0 및 빔 #6과 선택되지 않은 송신 안테나 #1의 빔들 #1-#5 사이의 신호 수신 세기(RSS)를 계산하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 최적 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔들 #1-#5의 신호 간섭 비율(SIR)을 계산한 후, 계산된 간섭 비율을 이용하여 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 여기서 신호 간섭 비율은 최적 빔 셋의 채널 품질(예: RSS, -46dBm)과 최적 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔들 #1-#5 각각의 채널 품질(예: RSS, -49dBm, -48dBm, -56dBm, -57dBm, -57dBm)의 차이 값(3dB, 2dB, 10dB, 11dB, 11dB)으로 결정될 수 있다. 여기서, "-"는 #0을 인덱스로 하는 빔이 존재하지 않는 것을 의미한다. 또한, 빔 비트맵은 신호 간섭 비율이 빔 비트맵에 대한 임계값보다 크거나 같은지 여부에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 도 6은 빔 비트맵에 대한 임계값이 10dB인 경우에 대한 빔 비트맵을 나타낸 것으로서, 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔 #1의 신호 간섭 비율은 3dB로 임계값 10dB보다 작기 때문에 빔 비트맵의 값이 0으로 설정되고, 수신 안테나 #0 및 빔 #6에 대한 송신 안테나 #1의 빔 #4의 신호 간섭 비율은 11dB로 임계값 10dB보다 크기 때문에 빔 비트맵의 값이 1로 설정될 수 있다. 이때, 기지국은 단말이 수신 안테나 #0 및 빔 #6을 통해 기지국의 송신 안테나 #0의 빔 #3으로부터 신호를 수신하는 상황에서, 빔 비트맵의 값이 1인 송신 안테나 및 빔으로부터의 간섭 량이 크고, 빔 비트맵의 값이 0인 송신 안테나 및 빔으로부터 간섭 량이 적다고 판단하여, 빔 비트맵 값이 0인 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 서비스를 제공하도록 스케줄링을 수행할 수 있다.
또한, 단말은 SU-MIMO를 지원하기 위해, 다수의 스트림에 대한 최적 빔 셋을 계산하고, 스트림 별 최적 빔 셋 각각에 대한 PMI를 결정할 수 있다. 기지국의 송신 안테나가 NTX, 전송 스트림 수가 Nstream, 단말의 수신 안테나 수가 NRX라고 가정할 때, SU-MIMO를 위해 필요한 PMI 및 선호 송신 안테나 및 빔, 선호 수신 안테나 및 빔 조합의 계산은 하기 수학식 7과 같다.
Figure pat00036
Figure pat00037
여기서, P(p)는 [Nt RF×Nstream]크기를 갖는 P번째 프리코딩 행렬을 의미한다.
단말은 911단계에서 빔 비트맵 및/혹은 PMI를 피드백한 이후, 913단계에서 기지국으로부터 스케줄링 정보를 수신할 수 있다.
이후, 단말은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 스케줄링 절차를 도시하고 있다.
도 10을 참조하면, 기지국은 1001단계에서 서비스 영역 내 적어도 하나의 단말과 빔 그루핑을 위한 협상을 수행하여, 빔 그룹을 생성한다. 예컨대, 기지국과 단말은 미리 설정된 주기 혹은 특정 이벤트 발생 시점에 다수의 빔 각각에 대한 채널 특성을 기반으로 빔 그루핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국과 단말은 빔 별 수신 신호 세기, 채널 상관 관계, 및 직교성 등과 같은 채널 특성을 기반으로 자신이 지원하는 빔들을 다수의 빔 그룹으로 그루핑하고, 빔 그룹에 대한 정보를 교환할 수 있다.
이후, 기지국은 1003단계에서 적어도 하나의 단말로 빔 비트맵에 대한 임계값을 방송한다. 여기서, 빔 비트맵은 단말에서 선택된 최적 수신 안테나 및 빔에 대해 기지국의 송신 안테나 및 빔들이 미치는 간섭 정보로서, 비트맵 형식으로 구성될 수 있다. 또한, 빔 비트맵에 대한 임계값은, 단말에서 빔 비트맵을 생성 혹은 구성하기 위해 이용되는 정보로서, 시스템의 부하, 단말들의 격리(isolation) 분포에 대한 정보, 혹은 스케줄링 정책에 따라 결정될 수 있다. 빔 비트맵에 대한 임계값은 고정된 값일 수도 있고, 가변적인 값일 수도 있다. 기지국은 빔 비트맵에 대한 임계값이 변경될 때마다 변경된 임계값을 방송할 수도 있고, 빔 비트맵에 대한 임계값을 변경하는 규칙을 방송하여, 단말에서 변경되는 임계값을 직접 계산하도록 할 수 있다. 추가적으로, 기지국은 빔 비트맵에 대한 단위 정보를 방송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 빔 비트맵에 하나의 빔 그룹에 포함된 적어도 하나의 빔들에 대한 정보가 포함되어야할지, 혹은 다수의 빔 그룹 각각에 대한 정보가 포함되어야 할지 나타내는 정보를 브로드캐스팅할 수 있다.
이후, 기지국은 1005단계에서 적어도 하나의 단말로부터 선택된 선호 송신 안테나 및 빔에 대한 정보를 수신하고, 1007단계에서 적어도 하나의 단말로부터 비트맵 및/혹은 PMI 정보를 수신한다. 여기서, 선호 송신 안테나 및 빔은 단말에서 선택된 최적 빔 셋에 포함된 기지국의 송신 안테나 및 빔을 의미한다.
기지국은 1009단계에서 단말로 할당 가능한 스케줄링 자원이 존재하는지 여부를 검사한다. 단말로 할당 가능한 스케줄링 자원이 존재할 시, 기지국은 1011단계로 진행하여 적어도 하나의 단말로부터 수신된 정보를 기반으로 아날로그 빔포밍을 위한 유효 CQI 및 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI를 계산한다. 예컨대, 적어도 하나의 단말로부터 빔 비트맵이 수신된 경우, 기지국은 랭크(rank)가 추가될 때마다 하기 수학식 8과 같이 유효 CQI를 계산할 수 있다.
Figure pat00038
여기서, eCQI(k,r)은 사용자 k의 총 랭크 수 r에 대한 유효 CQI를 의미한다. CQI(k)는 사용자 k에 대한 CQI를 의미하고, BemaBitmapthreshold는 빔 비트맵에 대한 임계값을 의미하고, offset(k,r)은 사용자 k와 랭크 r에 대한 스케줄러의 조절 오프셋 값을 의미한다.
일 예로, 아날로그 빔포밍을 위한 유효 CQI와 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI를 계산하는 방식에 대해 설명한다.
먼저, 할당 가능한 랭크 수가 r개이고 사용자 k의 유효 CQI를 계산할 때, 비트맵이 1인 빔이 선택된 경우에 사용자 k에 대한 아날로그 빔포밍의 유효 CQI는 하기 수학식 9와 같이 계산할 수 있다. 반면, 할당 가능한 랭크 수가 r개이고 사용자 k의 유효 CQI를 계산할 때, 비트맵이 0인 빔이 선택된 경우에 사용자 k에 대한 아날로그 빔포밍의 유효 CQI는 하기 수학식 10과 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
수학식 9 및 10에서 CQI(k)는 S(k)/(I(k)+n(k))이고, S(k)는 사용자 k에 대한 신호 세기를 의미하며, I(k)는 사용자 k에 대한 간섭 세기를 의미하고, n(k)는 사용자 k의 잡음 전력을 의미한다.
다른 예로, 적어도 하나의 단말로부터 PMI가 수신된 경우, 기지국은 랭크(rank)가 추가될 때마다 하기 수학식 11과 같이 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI를 계산할 수 있다.
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Pk는 단말 k가 보고한 PMI를 의미하고, wk는 단말 k의 코드북 기반 다중 사용자 가중치를 의미한다.
이후, 기지국은 1013단계에서 계산된 각각의 유효 CQI를 이용하여 빔포밍 방식별 효율을 나타내는 sumPF를 계산하고, 1015단계에서 빔포밍 방식별 sumPF를 비교하여 스케줄링 단말을 결정할 수 있다. 예컨대, 기지국은 하기 수학식 12와 같이, 유효 CQI를 이용하여 sumPF를 계산할 수 있다.
Figure pat00046
즉, 기지국은 아날로그 빔포밍을 위한 유효 CQI를 이용하여 아날로그 빔포밍에 대한 SumPF를 계산하고, 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI를 이용하여 하이브리드 빔포밍에 대한 SumPF를 계산할 수 있다. 기지국은 계산된 두 SumPF의 값을 비교하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 예컨대, 하이브리드 빔포밍에 대한 SumPF가 아날로그 빔포밍에 대한 SumPF보다 크거나 같은 경우, 하이브리드 빔포밍 방식으로 사용자 단말에 스케줄링을 수행하고, 하이브리드 빔포밍에 대한 SumPF가 아날로그 빔포밍에 대한 SumPF보다 작을 경우, 아날로그 빔포밍 방식으로 사용자 단말에 대한 스케줄링을 수행할 수 있다.
이후, 기지국은 1017단계에서 결정된 단말로 스케줄링 정보를 전송하고, 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블럭 구성을 도시하고 있다.
도 11을 참조하면, 단말은 빔 별 채널 정보 획득기(1100), 최적 빔 셋 결정기(1110), 빔 매트릭 계산기(1120), 빔 비트맵 생성기(1130), PMI 결정기(1140) 및 피드백 정보 생성기(1150)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서는 본 발명의 실시 예들에서 설명한 단말의 기능에 따라 각 구성 요소들을 구분하여 도시하였으나, 도시된 각 구성요소들은 하나 혹은 하나 이상의 다른 구성 요소로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 구성 요소들은 하나의 제어부로 구성될 수 있다.
빔 별 채널 정보 획득기(1100)는 기지국의 안테나에 의해 형성 가능한 다수의 송신 빔들과 단말의 안테나에 의해 형성 가능한 다수의 수신 빔들 사이의 채널 정보를 획득하고, 획득된 빔별 채널 정보를 최적 빔 셋 결정기(1110)와 빔 매트릭 계산기(1120)로 제공한다.
최적 빔 셋 결정기(1110)는 빔 별 채널 정보를 기반으로 선호하는 최적 송신 안테나 및 빔과 수신 안테나 및 빔을 결정한다. 예를 들어, 최적 빔 셋 결정기(1110)는 가장 큰 CQI 값을 갖는 기지국의 송신 안테나 및 빔과 단말의 수신 안테나 및 빔을 선택하고, 선택된 빔 셋을 최적 빔 셋으로 결정한다. 최적 빔 셋 결정기(1110)는 선택된 최적 빔 셋에 대한 정보를 PMI 결정기(1140)와 피드백 정보 생성기(1150)로 제공한다. 또한, 최적 빔 셋 결정기(1110)는 빔 별 채널 정보를 피드백 정보 생성기(1150)와 PMI 결정기(1140)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 최적 빔 셋 결정기(1110)는 최적 빔 셋에 대한 CQI를 피드백 정보 생성기(1150)로 제공할 수 있다.
빔 매트릭 계산기(1120)는 기지국의 송신 안테나 및 빔과 단말의 수신 안테나 및 빔으로 다양한 빔 조합을 생성하고, 생성된 빔 조합들에 대한 빔 매트릭을 계산한다. 여기서, 빔 매트릭은 해당 빔 조합(예: i번째 송신 안테나의 n번째 송신 빔과 j번째 수신 안테나의 m번째 수신 빔)에 대한 용량(capacity), SINR, SIR, 혹은 RSS를 포함하는 의미이다.
빔 비트맵 생성기(1130)는 빔 매트릭 계산기(1120)로부터 빔 조합들에 대한 빔 매트릭 정보를 수신하고, 수신된 정보와 기지국으로부터 방송된 빔 비트맵에 대한 임계값을 기반으로 빔 비트맵을 생성한다. 예컨대, 빔 비트맵 생성기(1130)는 단말이 기지국으로부터 최적 빔 셋을 통해 서비스를 받는 상황에서, 기지국이 특정 송신 안테나 및 빔을 통해 다른 단말로 서비스를 지원하는 경우, 특정 송신 안테나 및 빔에 의해 자신이 받을 수 있는 간섭 량을 나타내는 빔 비트맵을 생성할 수 있다. 빔 비트맵 생성기(1130)는 생성된 빔 비트맵을 피드백 정보 생성기(1150)로 제공한다.
PMI 결정기(1140)는 최적 빔 셋 결정기(1110)로부터 제공되는 빔 별 채널 정보와 최적 빔 셋 정보를 기반으로 최적 빔 셋에 대한 PMI를 결정할 수 있다.
피드백 정보 생성기(1150)는 최적 빔 셋 결정기(1110)로부터 제공된 최적 빔 셋과 최적 빔 셋에 대한 CQI 정보를 기지국으로 피드백하기 위한 정보로 가공하여, 기지국으로 피드백하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 또한, 피드백 정보 생성기(1150)는 빔 비트맵 생성기(1130)로부터 제공되는 빔 비트맵 및 PMI 결정기(1140)로부터 제공되는 PMI를 기지국으로 피드백하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
추가적으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 단말은 송수신기를 포함할 수 있다. 송수신기는 다수 개의 안테나를 포함하여 구성됨으로써, 피드백 정보 생성기(1150)로부터 생성된 피드백 정보들을 기지국으로 피드백 처리할 수 있다. 또한, 송수신기는 다수 개의 안테나를 통해 기지국과의 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서, 안테나는 특정 방향으로의 빔 형성이 가능한 빔 안테나 및/혹은 배열 안테나를 포함하는 의미이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 블럭 구성을 도시하고 있다.
도 12를 참조하면, 기지국은 피드백 정보 획득기(1200), 스케줄러(1210), 유효 CQI 계산기(1220), 빔 비트맵 임계값 결정기(1230), 및 하향링크 제어 및 데이터 할당기(1240)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서는 본 발명의 실시 예들에서 설명한 기지국의 기능에 따라 각 구성 요소들을 구분하여 도시하였으나, 도시된 각 구성요소들은 하나 혹은 하나 이상의 다른 구성 요소로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 구성 요소들은 하나의 제어부로 구성될 수 있다.
피드백 정보 획득기(1200)는 단말로부터 수신되는 신호들로부터 피드백 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 피드백 정보 획득기(1200)는 단말로부터 피드백되는 최적 빔 셋에 대한 정보 및 최적 빔 셋에 대한 채널 정보(예: CQI)를 획득할 수 있고, 단말로부터 수신되는 빔 비트맵 및/혹은 PMI 정보를 획득할 수 있다. 피드백 정보 획득기(1220)는 획득된 피드백 정보들을 스케줄러(1210)로 제공한다.
스케줄러(1210)는 단말의 스케줄링을 위한 전반적인 기능을 제어 및 처리한다. 예를 들어, 스케줄러(1210)는 단말로부터의 피드백 정보를 유효 CQI 계산기(1220)로 제공하고, 유효 CQI 계산기(1220)로부터 아날로그 빔포밍을 위한 유효 CQI 및 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI를 획득하고, 아날로그 빔포밍을 위한 유효 CQI와 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI 각각에 대한 SumPF를 계산하고, 계산된 각각의 SumPF를 비교하여 단말에 대한 스케줄링을 수행한다. 스케줄러(120)는 상술한 도 2 내지 도 10에서 나타낸 기지국의 전반적인 동작들을 수행하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
유효 CQI 계산기(1220)는 스케줄러(1210)로부터 피드백 정보를 수신하고, 아날로그 빔포밍을 위한 유효 CQI 및 하이브리드 빔포밍을 위한 유효 CQI를 계산하여 스케줄러(1210)로 제공한다.
빔 비트맵 임계값 결정기(1230)는 빔 비트맵에 대한 임계값을 결정하낟. 빔 비트맵 임계값 결정기(1230)는 시스템의 부하, 단말들의 격리 분포에 대한 정보, 혹은 스케줄링 정책에 따라 빔 비트맵에 대한 임계값을 결정할 수 있다. 빔 비트맵에 대한 임계값은 고정된 값일 수도 있고, 가변적인 값일 수도 있다. 추가적으로, 빔 비트맵 임계값 결정기(1230)는 빔 비트맵에 대한 단위를 결정할 수 있다.
하향링크 제어 및 데이터 할당기(1240)는 스케줄러(1240)의 스케줄링 결과를 기반으로 각 단말로 자원을 할당하고, 하향링크 제어 정보 및 데이터를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
추가적으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 기지국은 송수신기를 포함할 수 있다. 송수신기는 다수 개의 안테나를 포함하여 구성됨으로써, 단말로부터 피드백되는 정보들을 수신 처리할 수 있다. 또한, 송수신기는 다수 개의 안테나를 통해 단말과의 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서, 안테나는 특정 방향으로의 빔 형성이 가능한 빔 안테나 및/혹은 배열 안테나를 포함하는 의미이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 동작들은 단일의 제어부에 의해 그 동작이 구현될 수 있을 것이다. 이러한 경우 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령이 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판단 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 기지국 또는 릴레이의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (24)

  1. 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
    기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 송신 빔과 수신 빔으로 구성된 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하는 과정과,
    상기 선호 빔 셋에 대한 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,
    상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔을 기반으로 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선호 빔 셋에 대한 정보는, 송신 안테나 인덱스와 송신 빔 인덱스로 구성되는 선호 송신 빔 정보와, 수신 안테나 인덱스와 수신 빔 인덱스로 구성되는 선호 수신 빔 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔을 기반으로 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 생성하는 과정은,
    상기 기지국과의 협상을 통해 상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔을 다수 개의 그룹으로 구분하는 과정과,
    상기 기지국의 송신 빔들로 구성된 빔 그룹 중에서 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 송신 빔이 속한 그룹을 제외한, 나머지 송신 빔 그룹이 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔에 미치는 간섭을 나타내는 비트맵을 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 비트맵을 생성하는 과정은,
    상기 선호 수신 빔과 선호 송신 빔 사이의 채널 추정 값과, 상기 선호 수신 빔과 상기 나머지 송신 빔 그룹 내 송신 빔 사이의 채널 추정 값의 차이값을 계산하는 과정과,
    상기 차이 값을 상기 기지국으로부터 수신된 임계값과 비교하는 과정과,
    상기 임계값보다 크거나 같은 차이 값을 가지는 송신 빔이 상기 선호 수신 빔에 대해 간섭을 미침을 나타내는 비트맵을 생성하는 과정을 포함하며,
    상기 채널 추정 값은, 채널 품질 지시 정보, 신호 수신 세기, 신호대 간섭 잡음의 비, 신호대 간섭비 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 비트맵 전송 시, 상기 선호 빔 셋에 대한 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하는 과정은,
    상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 하나의 송신 빔과 하나의 수신 빔으로 구성된 제 1 선호 빔 셋을 결정하는 과정과,
    상기 최적 빔 셋이 속한 빔 그룹을 제외한 나머지 빔 그룹을 대상으로 제 2 선호 빔 셋을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서,
    단말로부터 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 선택된 적어도 하나의 선호 빔 셋에 대한 정보를 수신하는 과정과,
    상기 단말로부터 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 간섭 정보와 상기 선호 빔 셋 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 선호 빔 셋에 대한 정보는, 송신 안테나 인덱스와 송신 빔 인덱스로 구성되는 선호 송신 빔 정보와, 수신 안테나 인덱스와 수신 빔 인덱스로 구성되는 선호 수신 빔 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 단말과의 협상을 통해 상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔을 다수 개의 그룹으로 구분하는 과정과,
    상기 간섭을 나타내는 정보를 생성하기 위한 임계값을 방송하는 과정을 더 포함하며,
    상기 임계값은 시스템 부하, 단말의 격리 분포 정보, 스케줄링 정책 중 적어도 하나를 기반으로 결정되는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 간섭을 나타내는 정보는, 상기 기지국의 송신 빔들로 구성된 빔 그룹 중에서 선호 송신 빔이 속한 그룹을 제외한, 나머지 송신 빔 그룹이 선호 수신 빔에 미치는 간섭을 나타내는 비트맵을 포함하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 비트맵 수신 시, 상기 선호 빔 셋에 대한 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 수신된 간섭 정보와 상기 선호 빔 셋 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 과정은,
    상기 수신된 간섭 정보를 기반으로 아날로그 빔포밍 방식에 대한 제 1 유효 채널 정보와 하이브리드 빔포밍 방식에 대한 제 2 유효 채널 정보를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 제 1 유효 채널 정보와 제 2 유효 채널 정보 각각에 대한 효율을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 효율을 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  13. 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 장치에 있어서,
    기지국과 신호를 송수신하는 통신부와,
    상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 송신 빔과 수신 빔으로 구성된 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하고, 상기 선호 빔 셋에 대한 정보를 상기 기지국으로 전송하고, 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔을 기반으로 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 생성하고, 상기 생성된 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 선호 빔 셋에 대한 정보는, 송신 안테나 인덱스와 송신 빔 인덱스로 구성되는 선호 송신 빔 정보와, 수신 안테나 인덱스와 수신 빔 인덱스로 구성되는 선호 수신 빔 정보 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기지국과의 협상을 통해 상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔을 다수 개의 그룹으로 구분하고, 상기 기지국의 송신 빔들로 구성된 빔 그룹 중에서 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 송신 빔이 속한 그룹을 제외한, 나머지 송신 빔 그룹이 상기 선호 빔 셋에 포함된 선호 수신 빔에 미치는 간섭을 나타내는 비트맵을 생성하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 선호 수신 빔과 선호 송신 빔 사이의 채널 추정 값과, 상기 선호 수신 빔과 상기 나머지 송신 빔 그룹 내 송신 빔 사이의 채널 추정 값의 차이값을 계산하고, 상기 차이 값을 상기 기지국으로부터 수신된 임계값과 비교하고, 상기 임계값보다 크거나 같은 차이 값을 가지는 송신 빔이 상기 선호 수신 빔에 대해 간섭을 미침을 나타내는 비트맵을 생성하며,
    상기 채널 추정 값은, 채널 품질 지시 정보, 신호 수신 세기, 신호대 간섭 잡음의 비, 신호대 간섭비 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 비트맵 전송 시, 상기 선호 빔 셋에 대한 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 전송하기 위한 기능을 제어하는 장치.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 하나의 송신 빔과 하나의 수신 빔으로 구성된 제 1 선호 빔 셋을 결정하고, 상기 최적 빔 셋이 속한 빔 그룹을 제외한 나머지 빔 그룹을 대상으로 제 2 선호 빔 셋을 결정하여, 상기 적어도 하나의 선호 빔 셋을 결정하는 장치.
  19. 다중입력 다중출력을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국의 장치에 있어서,
    단말과 신호를 송수신하는 통신부와,
    단말로부터 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔 사이의 채널을 기반으로 선택된 적어도 하나의 선호 빔 셋에 대한 정보를 수신하고, 상기 단말로부터 상기 기지국의 적어도 하나의 송신 빔이 상기 단말에 미치는 간섭을 나타내는 정보를 수신하고, 상기 수신된 간섭 정보와 상기 선호 빔 셋 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 선호 빔 셋에 대한 정보는, 송신 안테나 인덱스와 송신 빔 인덱스로 구성되는 선호 송신 빔 정보와, 수신 안테나 인덱스와 수신 빔 인덱스로 구성되는 선호 수신 빔 정보 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말과의 협상을 통해 상기 기지국의 다수의 송신 빔과 단말의 다수의 수신 빔을 다수 개의 그룹으로 구분하고, 상기 간섭을 나타내는 정보를 생성하기 위한 임계값을 방송하기 위한 기능을 제어하며,
    상기 임계값은 시스템 부하, 단말의 격리 분포 정보, 스케줄링 정책 중 적어도 하나를 기반으로 결정되는 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 간섭을 나타내는 정보는, 상기 기지국의 송신 빔들로 구성된 빔 그룹 중에서 선호 송신 빔이 속한 그룹을 제외한, 나머지 송신 빔 그룹이 선호 수신 빔에 미치는 간섭을 나타내는 비트맵을 포함하는 장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 비트맵 수신 시, 상기 선호 빔 셋에 대한 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 수신하기 위한 기능을 제어하는 장치.
  24. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신된 간섭 정보를 기반으로 아날로그 빔포밍 방식에 대한 제 1 유효 채널 정보와 하이브리드 빔포밍 방식에 대한 제 2 유효 채널 정보를 계산하고, 상기 계산된 제 1 유효 채널 정보와 제 2 유효 채널 정보 각각에 대한 효율을 계산하고, 상기 계산된 효율을 기반으로 상기 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 장치.
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