KR20200081047A - 복수의 무선 신호들을 결합하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 기지국에 있어서, 송수신부; 메모리; 및 복수의 안테나 배열이 구비된 상기 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득하고, 상기 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 상기 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하고, 상기 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 상기 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하고, 상기 결합된 신호로부터 데이터를 획득하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 기지국이 개시된다.

Description

복수의 무선 신호들을 결합하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR COMBINING A PLURALITY OF RADIO FREQUENCY SIGNALS}
본 개시의 다양한 실시예들은 무선통신시스템에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 수신 신호를 사전 결합하는 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
상술한 것과 이동통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 원활하게 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 무선통신시스템에서, 기지국이 복수의 경로로 수신된 신호를 빔 도메인으로 변환하여 결합함으로써 사전 결합에 요구되는 자원을 효과적으로 감소시키기 위한 무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
일부 실시예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 기지국은, 송수신부; 메모리; 및 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득하고, 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하고, 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하고, 결합된 신호로부터 데이터를 획득하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서는, 적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고, 채널 정보를 기초로 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호에 MRC(Maximum Ratio Combining)를 수행하고, MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서는, 적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고, 채널 정보를 기초로 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행하고, 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행한 결과 획득된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 결합할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서는, 기지국의 안테나 개수가 N개이고, 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 기지국의 안테나 및 적어도 하나의 UE의 안테나의 특성을 나타내는 벡터로 구성된SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 수신된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있고, 안테나의 특성은, 안테나의 종류, 위치, 안테나가 배치된 방향 및 빔 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서는, 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 적어도 하나의 UE에 제공할 수 있고, 적어도 하나의 UE로부터 수신된 신호는 빔 영역 변환 행렬을 기초로 프리코딩된 데이터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 수신 안테나 가중치는, 기지국의 안테나 개수가 N개인 경우, NxN 크기의 DFT(Discrete Fourier Transform) 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함하고, 송신 안테나 가중치는 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수에 대응하는 크기의 DFT 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 프로세서는, 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 수신된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 기 정의된 결합 가중치는, 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 빔 영역으로 변환된 S개의 신호로부터 각 신호의 수신 파워를 기초로 M개의 신호를 획득하기 위해 기 설정된 SxM 크기의 결합 가중치 행렬을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국이 신호를 송수신하는 방법은, 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득하는 단계; 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하는 단계; 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하는 단계; 및 결합된 신호로부터 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 단말은, 송수신부; 메모리; 및 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국으로부터 기지국에 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하기 위해 기 설정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 수신하고, 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 기초로, 데이터에 프리코딩을 수행하고, 프리코딩된 데이터를 포함한 신호를 기지국에 송신하는 프로세서를 포함할 수 있고, 빔 영역 변환 행렬은 기지국의 수신 안테나 가중치 및 단말의 송신 안테나 가중치를 기초로 설정된 것일 수 있다.
일부 실시예에 따른 무선통신시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법은, 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국으로부터 기지국에 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하기 위해 기 설정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 수신하는 단계; 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 기초로, 데이터에 프리코딩을 수행하는 단계; 및 프리코딩된 데이터를 포함한 신호를 기지국에 송신하는 단계를 포함할 수 있고, 빔 영역 변환 행렬은 기지국의 수신 안테나 가중치 및 단말의 송신 안테나 가중치를 기초로 설정된 것일 수 있다.
도 1은 일부 실시예에 따른 기지국이 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호를 결합하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 일부 실시예에 따른 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일부 실시예에 따른 기지국이 빔 도메인 변환을 통해 N개의 수신 경로를 M개의 경로로 결합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일부 실시예에 따른 기지국이 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 수신 경로를 결합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 송신 안테나 가중치 행렬 및 수신 안테나 가중치 행렬을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 기지국이 단말과 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 기지국의 블록도이다.
이하 본 개시는 무선통신시스템에서 단말이 기지국으로부터 방송 정보를 수신하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명은 4G 시스템 또는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 송신률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
무선통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 또는 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선통신시스템으로 발전하고 있다.
상기 광대역 무선통신시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 또는 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 또는 base station(BS))으로 데이터 또는 제어신호를 송신하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 송신하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 또는 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어정보를 구분한다.
LTE 이후의 향후 통신 시스템으로서, 즉, 5G 통신시스템(또는 NR)은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 증가된 모바일 광대역 통신(enhanced Mobile Broadband: eMBB), 대규모 기계형 통신(massive machine type communication: mMTC), 초신뢰 저지연 통신(Ultra Reliability Low Latency Communciation: URLLC) 등이 있다.
이하, 전술한 통신시스템에 적용 가능한 본 명세서의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일부 실시예에 따른 기지국이 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호를 결합하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
일반적으로 무선통신시스템에서는 수신 성능을 개선하기 위해서 복수의 안테나들을 사용하여 송수신하는 기술이 널리 사용된다. 최근에는 안테나 구조 및 MIMO(multi-input multi-output) 기술이 발전함에 따라 종래 기지국의 프로세서가 처리할 수 있는 경로의 수보다 훨씬 많은 수의 안테나가 존재하는 시스템이 늘어나고 있다.
특히, FD-MIMO(full-dimension multi-input multi-output)과 같이 기지국 안테나 개수가 수십 개 이상으로 증가하는 경우에는 모든 안테나의 수신 경로를 처리하도록 프로세서를 구현하기는 어려울 수 있다.
프로세서가 처리할 수 있는 경로의 수보다 안테나를 통한 수신 경로의 수가 많은 경우, 일반적으로 복수의 안테나들이 수신하는 무선 신호를 결합하여 디지털 프로세싱하는 방법이 사용된다. 이러한 방법을 사전 결합(pre-combining) 이라고도 한다.
사전 결합을 위한 기술로는 EVD(Eigen Value Decomposition) 또는 SVD(Singular Value Decomposition), 및 MRC(Maximum Ratio Combining)가 있다. EVD 또는 SVD는 행렬을 고유값 및 고유벡터(또는, 특잇값 및 특이벡터)로 분해함으로써 안테나를 통해 수신한 모든 채널의 신호 중 전력이 큰 복수개의 신호를 선택하는 사전 결합 방법이다. MRC는 수신한 신호에 대해 채널 정보를 기초로 가중치를 결정하여 선형 결합을 수행함으로써 SNR을 높이는 방법이다.
한편, EVD 또는 SVD를 이용한 사전 결합 방법은 채널 정보에 대해 EVD 또는 SVD가 수행되고 송신 측에서 채널 정보를 고려해 프리코딩을 수행한 후 신호를 송신함으로써 수신기에서 사전 결합 성능을 높일 수 있다. 그러나 채널 복잡도가 높아지면 채널 정보에 대해 EVD 또는 SVD를 수행하는 데에 필요한 연산량이 많아 송신기 또는 수신기의 복잡도가 높아질 수 있다.
예를 들어 OFDM 통신 방식의 경우 각 RB(Resource Block)마다 EVD를 수행해야 하기 때문에 연산량이 많다.
MRC를 이용한 사전 결합 방법은 선형 결합을 이용하므로 복잡도는 낮으나, 전력이 큰 신호를 선택하는 사전 결합 성능이 일반적으로 EVD에 비해 낮다. 예를 들어, 수신된 신호가 사전 결합된 경로의 수보다 결합된 신호로부터 획득되는 데이터 스트림의 레이어 수가 큰 과부하 시스템(overloaded system)에서는 MRC의 성능 저하가 클 수 있다.
개시된 다양한 실시예들에 따른 기지국(100)은 수신된 신호를 빔 영역(도메인)으로 변환(114)하고, 전략에 따라 M개의 경로로 결합(116)함으로써, 복잡도를 종래의 MRC와 유사한 수준으로 제어하며 사전 결합 성능을 높일 수 있다.
도 1을 참조하면, 무선통신시스템에서는 massive MIMO(multiple input multiple out)와 같이, 수신 경로가 많은 신호에 대해 디지털 신호 처리하는 경우 수신 경로를 결합함으로써, 디지털 프로세싱되는 신호의 정보량을 줄일 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 N개의 수신 경로를 M개로 결합(110)하고(N≥M), 결합된 M개의 수신(Rx) 신호에 대해 디지털 프로세싱(120) 할 수 있다.
기지국(100)은 기지국(100)에서 N개의 안테나(112)를 통해 적어도 하나의 UE로부터 수신된 신호를 빔 도메인으로 변환(114)할 수 있다.
기지국(100)에서 N개의 안테나(112)를 통해 수신된 신호는, 빔 도메인으로 변환(114)되기 전, RF 수신기(필터, LNA(low noise amplifier), 다운-컨버젼(down conversion) 모듈 및 ADC(analog to digital converter)로 구성된 적어도 하나의 모듈(미도시)을 통과할 수 있다. 적어도 하나의 모듈을 통해 적어도 하나의 UE로부터 수신된 신호는 RF 수신기 동작을 거친 후, 베이스 밴드(base band)로 다운-컨버젼된 후, 디지털 신호로 변환될 수 있다. 다만, 전술한 적어도 하나의 모듈은 일 예일 뿐, 전술한 동작을 수행하는 다른 형태의 모듈이 기지국(100)에 포함될 수도 있다.
기지국(100)은 수신된 신호를 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 빔 영역으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하기 위한 빔 영역 변환 행렬을 결정할 수 있다. 기지국(100)은 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 빔 영역으로 변환된 신호를 결합할 수 있다.
예를 들어, 기지국(100)은 적어도 하나의 UE로부터 신호가 수신되는 경로인 N개의 수신 경로를 M개로 결합하기 위해, 수신 경로에 관한 채널 정보, 송신 안테나 가중치, 수신 안테나 가중치, 복수의 수신 경로의 개수, 및 복수의 수신 경로로부터 결합되는 경로의 개수를 기초로, 결합 가중치 벡터로 구성된 MxN 크기의 행렬을 결정할 수 있다. 전술한 MxN 크기의 행렬은 빔 영역 변환 행렬과 결합 가중치 벡터로 구성된 행렬을 곱한 행렬일 수 있다. 본 개시에서 빔 영역 변환 행렬 및 결합 가중치를 결정하는 방법에 대해서는 도 2 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 후술한다.
기지국(100)은 M개로 결합(110)된 신호를 디지털 프로세싱(120)하고, 결합된 신호로부터 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 기지국(100)은 M개의 경로로 결합된 신호로부터 디지털 신호 처리 과정을 거쳐 데이터를 복구할 수 있다.
도 2는 일부 실시예에 따른 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 210에서, 일부 실시예에 따른 기지국은 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득할 수 있다.
안테나 가중치(antenna weight)는 안테나의 특성에 기초하여 결정되는 가중치 벡터 또는 행렬을 의미한다. 안테나 가중치는 프리코딩(pre-coding) 벡터, 빔포밍(beamforming) 벡터, 또는 빔포밍 가중치 벡터라고 지칭될 수도 있다. 안테나 가중치는 안테나의 특성에 기초하여 다양하게 정해질 수 있다. 예를 들어, 안테나 가중치를 결정하는 데에 사용되는 안테나의 특성은, 안테나의 종류, 위치, 안테나가 배치된 방향 및 빔 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 안테나 수가 N개인 경우, 안테나 가중치는 NxN 크기의 행렬일 수 있다. 또한, 안테나 가중치는 단위 행렬 또는 안테나 수-point DFT(Discrete Fourier transform) 행렬로 정해질 수도 있다.
본 개시에서 수신기는 기지국을 의미할 수 있다. 수신 안테나 가중치는 기지국의 안테나의 특성에 기초하여 결정되는 가중치 벡터 또는 행렬을 의미할 수 있다.
본 개시에서 송신기는 단말(UE)을 의미할 수 있다. 송신 안테나 가중치는 적어도 하나의 UE 각각의 안테나의 특성에 기초하여 결정되는 가중치 벡터 또는 행렬을 의미할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 송신 안테나 가중치는 기지국이 적어도 하나의 UE로부터 획득할 수 있다. 또한 기지국은 적어도 하나의 UE로부터 획득한 송신 안테나 가중치를 저장할 수 있고, 수신된 신호를 기 저장된 송신 안테나 가중치에 기초하여 빔 영역으로 변환할 수 있다. 또한 신호를 송신하는 UE의 송신 안테나 가중치를 기지국이 획득하지 않은 경우, 기지국은 송신 안테나 가중치를 소정의 크기의 DFT(Discrete Fourier Transform) 행렬로 결정할 수도 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 UE가 기지국에 초기 호 접속 시 송신한 랜덤 액세스 신호를 기초로 송신 안테나 가중치를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 PRACH(physical random access channel)를 통해 수신된 신호로부터 송신 안테나 가중치를 획득할 수 있다.
단계 220에서, 일부 실시예에 따른 기지국은 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다.
수신된 신호를 빔 영역으로 변환한다는 것은 수신된 신호를 안테나의 각도 관점에서 양자화(quantization)하는 것을 의미할 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 빔 영역 변환 행렬을 결정하고, 수신된 신호를 빔 영역 변환 행렬에 기초하여 빔 영역으로 변환할 수 있다. 빔 영역 변환 행렬에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 자세히 설명한다.
일부 실시예에 따른 기지국은 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 적어도 하나의 UE에 제공할 수 있다. 적어도 하나의 UE는 기지국에 송신할 데이터에 대해 기지국이 단말로부터 수신한 신호가 빔영역으로 용이하게 변환되도록 빔 영역 변환 행렬에 기초하여 프리코딩을 수행할 수 있다. 기지국은 적어도 하나의 UE로부터 빔 영역 변환 행렬을 기초로 프리코딩된 데이터를 포함하는 신호를 수신할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 기지국은 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 빔 영역으로 변환함으로써, MIMO 채널의 물리적 특성인 신호 송수신 방향을 고려하여, 수신기의 각 안테나에서 균일하게 수신하던 채널의 전력을 빔 도메인에서 불균일하게 만들 수 있다. 따라서 기지국은 수신된 신호를 빔 도메인으로 변환한 후 M개의 경로를 선택함으로써, 큰 전력을 가지는 신호를 선택하여 결합할 확률을 높일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 기지국은 수신된 신호가 사전 결합된 경로의 수보다 결합된 신호로부터 획득되는 데이터 스트림의 레이어 수가 큰 과부하 시스템(overloaded system)에 적용되는 경우, 종래의 MRC만을 이용한 사전 결합 방법에 비해 합산율(sum-rate)을 높일 수 있다. 다만, 기지국이 적용되는 분야는 과부하 시스템에만 한정되지 않으며, 저부하 시스템(underloaded system) 등 다른 시스템에도 적용될 수 있다.
단계 230에서, 일부 실시예에 따른 기지국은 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 빔 영역으로 변환된 신호를 결합할 수 있다.
결합 가중치는 UE로부터 신호가 수신되는 경로인 N개의 수신 경로를 M개로 결합하기 위해, 빔 도메인으로 변환된 신호에서 M개의 경로를 선택하기 위해 적용되는 가중치를 의미한다.
일부 실시예에 따른 기지국이 N개의 수신 경로를 M개로 결합하기 위한 전략은 다양하게 정해질 수 있다. 즉, 결합 가중치는 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 빔 도메인으로 변환된 신호를 나타내는 행렬 또는 빔 도메인 변환 행렬에서 UE별로 하나의 벡터를 선택하여 M개의 열을 결정할 수 있다 (round robin 방식). 또한, 기지국은 빔 도메인으로 변환된 신호를 나타내는 행렬 또는 빔 도메인 변환 행렬에 기초하여 전력(power)을 계산하고 전력이 큰 M개의 열을 선택할 수도 있다. 기지국은 큰 에너지를 가진 열을 선택함으로써 기지국의 결합 성능을 향상시킬 수 있다. 다만 기지국이 M개의 경로를 선택하는 방법은 전술한 바에 한정되지 않는다.
단계 240에서, 일부 실시예에 따른 기지국은 결합된 신호로부터 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 M개의 경로로 결합된 신호로부터 디지털 신호 처리 과정을 거쳐 데이터를 획득할 수 있다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 기지국이 수신된 신호를 빔 도메인으로 변환하는 방법 및 변환된 신호를 결합하는 방법을 자세히 설명한다.
도 3은 일부 실시예에 따른 기지국이 빔 도메인 변환을 통해 N개의 수신 경로를 M개의 경로로 결합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일부 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고, 채널 정보를 기초로 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호에 MRC(Maximum Ratio Combining)를 수행하고, MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다.
복수의 수신 경로에 대한 채널 정보는, UE의 안테나(또는 송신 채널) 별 수신 경로에 대한 채널 정보일 수 있다. 예를 들어, UE-k의 안테나(또는 송신 채널) 수가 Lk개인 경우, UE-k로부터 수신하는 복수의 수신 경로에 대한 채널 정보는 1xLk개의 성분을 갖는 벡터일 수 있다. 기지국이 UE로부터 신호가 수신되는 경로가 N개이고, 기지국에 신호를 송신하는 UE가 K개인 경우, 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보는 Nx
Figure pat00001
크기의 행렬 H일 수 있다. 이하의 본 개시에서 행렬 H는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 의미할 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 UE가 기지국에 초기 호 접속 시 송신한 랜덤 액세스 신호를 기초로 채널 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 PRACH(physical random access channel)를 통해 수신된 신호로부터 채널 정보를 획득할 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 UE로부터 주기적으로 수신된 SRS(sounding reference signal)을 기초로 채널 정보를 획득할 수 있다. 또한 기지국은 적어도 하나의 UE와 기지국 간의 데이터 채널을 통해 수신된 DMRS(demodulation reference signal)를 통해 채널 정보를 획득할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 일부 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 UE로부터 N개의 수신 경로를 통해 수신된 신호 Y를 MRC 및 빔 도메인 변환을 통해 결합하여 M개의 경로를 가지는 신호 Z를 생성할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신된 신호 Y를 하기의 수학식에 따라 결합하여 신호 Z를 생성할 수 있다.
[수학식 1]
Z=Gb*Tb*HH*Y
수학식 1에서, HH는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보 행렬 H의 켤레 전치(conjugate transpose) 행렬이고, Tb는 빔 도메인 변환 행렬이고, Gb는 빔 선택 전략 행렬이다.
적어도 하나의 UE가 송신한 신호를 X, 수신 경로에 관한 채널 정보를 H, 노이즈를 N이라 하면, 기지국에 수신된 신호 Y는 Y=H*X+N으로 표현될 수 있다. 일부 실시예에 따른 기지국은 수신된 신호에 대해 채널 정보를 기초로 결정된 가중치를 적용함으로써 MRC를 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신된 신호 Y에 MRC 가중치 행렬 HH를 곱함으로써 MRC를 수행할 수 있다. 기지국이 UE로부터 신호가 수신되는 경로가 N개이고, 기지국에 신호를 송신하는 UE가 K개인 경우, Y는 Nx1 개의 성분을 갖는 벡터 또는 행렬이고, HH는
Figure pat00002
xN 크기의 행렬일 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 MRC가 수행된 신호를 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치 중 적어도 어느 하나에 기초하여 빔 도메인으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 MRC가 수행된 신호를 나타내는 HH*Y에 Tb를 곱함으로써 MRC가 수행된 신호를 빔 도메인으로 변환할 수 있다. Tb는
Figure pat00003
x
Figure pat00004
크기의 행렬일 수 있고, 송신기 안테나의 종류, 위치, 빔 패턴, 수신기 안테나의 종류, 위치, 및 빔 패턴 중 적어도 어느 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 MRC가 수행되고 빔 도메인에서 변환된 신호에서 전략에 따라 M개의 경로를 선택할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 MRC 가중치 행렬 및 빔 도메인 변환 행렬이 적용된 신호인 Tb*HH*Y에 빔 선택 전략 행렬 Gb를 곱함으로써 M개의 경로를 선택할 수 있다. Gb는 Mx
Figure pat00005
크기의 행렬일 수 있고, 도 2의 단계 230에서 설명한 바와 같이 다양하게 정해질 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 전술한 바와 같이 수신된 신호에 대해 MRC를 수행하고, 빔 도메인으로 변환하고, M개의 경로를 선택함으로써, N개의 수신 경로를 통해 수신된 신호를 M개의 경로로 결합할 수 있다. 즉, 기지국은 수신된 신호 Y에 MxN 크기의 행렬 Gb*Tb*HH를 곱함으로써 N개의 수신 경로를 통해 수신된 신호 Y를 M개의 경로로 결합할 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국이 수신된 신호에 대해 빔 도메인에서 MRC 수행하는 방법은 도 3에 도시된 바에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 기지국이 수신된 신호에 대해 MRC를 수행하고 빔 도메인으로 변환하는 순서는 다양하게 정해질 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신된 신호를 먼저 빔 도메인으로 변환하고 변환된 신호에 대해 MRC를 수행할 수 있다. 또한 수신된 신호에 대해 MRC를 수행하는 동작과 수신된 신호를 빔 도메인으로 변환하는 동작은 서로 별개로 구분되지 않고 결합되어 수행될 수도 있다. 물론 전술한 예시에 제한되지 않는다.
도 4는 기지국이 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 수신 경로를 결합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일부 실시예에 따른 기지국은, 적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고, 빔 영역으로 변환된 신호에 채널 정보를 기초로 MRC를 수행하고, MRC를 수행한 결과 획득된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용함으로써 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 결합할 수 있다. 기지국이 채널 정보를 획득하는 방법은 도 3을 참조하여 설명한 방법에 대응될 수 있다.
도 4를 참조하면, 일부 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 UE로부터 N개의 수신 경로를 통해 수신된 신호 Y를 Yb로 변환한 후 빔 도메인 변환 및 MRC를 통해 결합하여 M개의 경로를 가지는 신호 Z를 생성할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신된 신호Y를 하기의 수학식에 따라 결합하여 신호 Z를 생성할 수 있다.
[수학식 2]
Z=Gb*Hb H*Yb= Gb*Hb H*WR*Y
수학식 2에서, Yb는 수신된 신호 Y에 수신 안테나 가중치 WR을 곱한 행렬이고(Yb=WR*Y), Hb H는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보 행렬 H를 빔 도메인 변환한 빔 도메인 채널 정보 행렬 Hb의 켤레 전치(conjugate transpose) 행렬이고, Gb는 빔 선택 전략 행렬이다.
일부 실시예에 따른 기지국은 수신된 신호를 수신 안테나 가중치에 기초하여 빔 도메인으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신된 신호 Y에 수신 안테나 가중치 WR을 곱함으로써 Y를 빔 도메인으로 변환한 신호 Yb를 생성할 수 있다. 수신 안테나 가중치 WR은 수신기 안테나의 종류, 위치, 및 빔 패턴 중 적어도 어느 하나에 기초하여 결정될 수 있고, 도 2의 단계 210에서 설명한 바와 같이 다양하게 정해질 수 있다. 기지국이 UE로부터 신호가 수신되는 경로가 N개인 경우, WR은 NxN 크기의 행렬일 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 빔 도메인으로 변환된 신호에 대해, 채널 정보, 송신 안테나 가중치, 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 가중치를 적용함으로써 빔 도메인에서 MRC를 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신된 신호가 빔 도메인으로 변환된 신호 Yb에 빔 도메인 MRC 가중치 행렬 Hb H를 곱함으로써 빔 도메인에서 MRC를 수행할 수 있다.
기지국은 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 빔 도메인으로 변환하여 빔 도메인 MRC 가중치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나 가중치를 WT이라 하면, 기지국은 빔 도메인 채널 정보 행렬 Hb를 Hb=WR*H*WT H로 결정할 수 있다. 즉, 빔 도메인 채널 정보 행렬은 수신 안테나 가중치, 채널 정보 행렬, 송신 안테나 가중치 행렬의 켤레 전치 행렬의 곱일 수 있다. 따라서 빔 도메인 MRC 가중치 행렬 Hb H는 Hb H=WT*HH*WR H로 정해질 수 있다.
빔 도메인 MRC 가중치 행렬 Hb H의 각 행의 성분은 각 UE의 각 안테나(또는 송신 채널)의 방향 정보를 포함하는 벡터일 수 있다. 예를 들어, UE-k의 안테나(또는 송신 채널) 수가 Lk개인 경우, 빔 도메인 MRC 가중치 행렬 Hb H의 (
Figure pat00006
+K2)번째 성분은 UE-K1의 K2번째 안테나(또는 송신 채널)의 방향 정보(UE K1, Tx dir. K2)를 포함하는 벡터일 수 있다.
UE의 물리적 채널 특성에 의해, 빔 도메인 채널 정보 행렬 Hb에서 어느 하나의 UE에 해당하는 각 열은 전술한 UE에 해당하는 다른 열과 서로 상이한 에너지를 가질 수 있다.
송신 안테나 가중치 WT는 송신기 안테나의 종류, 위치, 및 빔 패턴 중 적어도 어느 하나에 기초하여 결정될 수 있고, 도 2의 단계 210에서 설명한 바와 같이 다양하게 정해질 수 있다. UE-k의 안테나(또는 송신 채널) 수가 Lk개인 경우, WT는
Figure pat00007
x
Figure pat00008
크기의 행렬일 수 있다. 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보 H는 Nx
Figure pat00009
크기의 행렬일 수 있다. 따라서 MRC 가중치 행렬 Hb H는
Figure pat00010
xN 크기의 행렬일 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국이 수신 신호 및 채널 정보 행렬을 빔 도메인으로 변환하여 MRC를 수행할 때 사용되는 송신 안테나 가중치 WT 및 수신 안테나 가중치 WR은 DFT 행렬에 기초하여 생성된 행렬일 수 있다. 기지국은 연산이 간단하고 구조가 일정한 DFT 행렬을 사용하여 빔 도메인 변환 및 빔 도메인에서 MRC를 수행함으로써 복잡도를 종래의 MRC 수행 방법의 복잡도와 유사한 수준으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 복잡도는 아래 표와 같이 정해질 수 있다.
[표 1]
Figure pat00011
여기서,
Figure pat00012
이라고 가정하면, 기지국이 빔 도메인에서 MRC를 수행하는 방법의 복잡도는 종래의 MRC의 복잡도와 유사한 수준일 수 있고, EVD를 사용한 사전 결합 방식의 복잡도보다는 작을 수 있다.
한편, 적어도 하나의 UE가 송신한 신호를 X, 수신 경로에 관한 채널 정보를 H, 노이즈를 N이라 하면, 기지국에 수신된 신호 Y는 Y=H*X+N으로 표현될 수 있다. 기지국에 의해 빔 도메인으로 변환된 신호 Yb는 하기의 수학식에 따라 정해질 수 있다.
[수학식 3]
Yb=Hb*Xb+Nb
수학식 3에서, Yb=WR*Y, Hb=WR*H*WT H, Xb=WT*X, N b=WR*N이다.
일부 실시예에 따르면, 빔 도메인 변환 행렬은 빔 도메인 MRC 가중치 행렬 Hb H와 수신 안테나 가중치 행렬 WR 을 곱한 행렬일 수 있다. 즉, 빔 도메인 변환 행렬은 Hb H*WR=WT*HH*WR H*WR을 의미할 수 있다.
WR H*WR이 단위 행렬인 경우, 빔 도메인 변환 행렬은 Hb H*WR=WT*HH*WR H*WR=WT*HH가 되어, 도 3에서 설명한 Tb*HH와 같은 형태가 될 수 있다. 즉, WR H*WR이 단위 행렬인 경우, 도 3에서 설명한 빔 도메인 변환 행렬 Tb는 송신 안테나 가중치 행렬 WT일 수 있다.
기지국은 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 빔 도메인 변환 행렬을 수신된 신호에 적용함으로써, MIMO 채널의 물리적 특성인 신호 송수신 방향을 고려하여, 수신기의 각 안테나에서 균일하게 수신하던 채널의 전력을 빔 도메인에서 불균일하게 만들 수 있다. 따라서 기지국은 수신 신호가 빔 도메인으로 변환되어 MRC가 수행된 신호에서 M개의 경로를 선택함으로써, 큰 전력을 가지는 신호를 선택하여 결합할 확률을 높일 수 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 MRC가 수행되고 빔 도메인에서 변환된 신호에 대해 전략에 따라 기 정의된 결합 가중치를 적용하여 M개의 경로를 선택할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 빔 도메인 변환 행렬이 적용된 신호인 Hb H*WR*Y에 빔 선택 전략 행렬 Gb를 곱함으로써 M개의 경로를 선택할 수 있다. Gb는 Mx
Figure pat00013
크기의 행렬일 수 있고, 예를 들어 빔 선택 전략 행렬 Gb(410)의 성분 e1 H, e2 H, ..., eM H 는 각각 길이가
Figure pat00014
인 표준기저(standard basis)일 수 있다.
빔 선택 전략 행렬 Gb는 도 2의 단계 230에서 설명한 바와 같이 다양하게 정해질 수 있다. 예를 들어, 기지국은 diag(Hb H*Hb)를 계산하여 정렬한 후, 정렬된 값 중 큰 순서대로 M개를 선택하여 빔 선택 전략 행렬 Gb의 성분 e1, e2, ..., eM에 할당함으로써, N개의 수신 경로 중 전력이 큰 M개의 수신 경로를 선택할 수 있다. 또는, 기지국은 빔 영역으로 변환된 신호를 나타내는 행렬, 즉 빔 도메인 변환 행렬이 적용된 신호를 나타내는 행렬에서 UE별로 하나의 열을 선택하여 M개의 열을 결정하도록 (round robin 방식) Gb를 결정할 수도 있다.
일부 실시예에 따른 기지국은 전술한 바와 같이 수신된 신호에 대해 MRC를 수행하고, 빔 도메인으로 변환하고, M개의 경로를 선택함으로써, N개의 수신 경로를 통해 수신된 신호를 M개의 경로로 결합할 수 있다. 즉, 기지국은 수신된 신호 Y에 MxN 크기의 행렬 Gb*Hb H*WR을 곱함으로써 N개의 수신 경로를 통해 수신된 신호 Y를 M개의 경로로 결합할 수 있다.
기지국은 개시된 다양한 실시예에 따라 수신 신호를 결합함으로써, 복잡도를 많이 높이지 않으며 MIMO 채널의 물리적 특성을 반영하여 큰 전력을 가지는 신호를 결합할 확률을 높일 수 있다. 즉, 기지국은 복잡도를 종래의 MRC 수행 방법의 복잡도와 유사한 수준으로 제어하며 sum-rate 성능을 향상할 수 있다.
도 5는 일부 실시예에 따른 송신 안테나 가중치 행렬 및 수신 안테나 가중치 행렬을 설명하기 위한 도면이다.
일부 실시예에 따른 기지국이 수신 신호를 빔 도메인으로 변환할 때 사용되는 송신 안테나 가중치 WT 및 수신 안테나 가중치 WR은 DFT 행렬에 기초하여 결정된 행렬일 수 있다. 예를 들어, WT 및 WR은 N-point DFT 행렬(530)에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서 N은 안테나의 개수 또는 송수신 채널의 개수를 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 510과 같이 UE의 송신기 안테나가 4개이고 기지국의 수신기 안테나가 64개인 경우, WT는 크기가 6인 단위 행렬(I6)과 4-point DFT 행렬의 크로네커 곱(Kronecker product)로 정해질 수 있고, WR은 4-point DFT 행렬과 16-point DFT 행렬의 크로네커 곱으로 정해질 수 있다. 또한, 기지국이 UE의 안테나 정보를 자세히 알기 어려운 경우, 기지국은 송신 안테나 가중치 WT를 송신기 안테나 수-point DFT 행렬로 가정할 수도 있다.
다만 도 5를 참조하여 설명한 방법은 일 예일 뿐, 기지국이 송신 안테나 가중치 WT 및 수신 안테나 가중치 WR을 결정하는 방법은 전술한 예시에 한정되지 않고 다양하게 정해질 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 기지국이 단말과 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 설명한 내용과 동일한 내용은 도 6에서 생략하기로 한다.
단계 610에서, 기지국(602)은 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득할 수 있다. 단계 610의 자세한 내용은 도 2의 단계 210에서 설명한 내용과 대응될 수 있다.
단계 620에서, 기지국(602)은 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 단말(601)에 송신할 수 있다. 기지국(602)은 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 빔 영역 변환 행렬을 결정할 수 있다. 빔 영역 변환 행렬은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 결정될 수 있다.
또한, 기지국(602)은 빔 영역 변환 행렬을 갱신할 필요성이 있는 경우에 단말(601)에 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 기지국(602)은 단말(601)의 안테나의 특성을 모르는 경우, 기지국(602)의 안테나의 특성이 변경된 경우, 또는 채널 상태가 기 설정된 임계 범위 이상으로 달라진 경우에 단말(601)에 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 송신할 수도 있다.
단계 630에서, 단말(601)은 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 기초로 데이터에 프리코딩을 수행할 수 있다. 단말(601)은 기지국(602)에 송신할 데이터에 대해 기지국(602)이 단말(601)로부터 수신한 신호가 빔 도메인으로 용이하게 변환되도록 빔 영역 변환 행렬에 기초하여 프리코딩을 수행할 수 있다.
또한 단말(601)은 기지국(602)으로부터 수신한 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 저장할 수 있다. 단말(601)은 기지국(602)으로부터 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 수신하지 않은 경우 단말(601)이 저장하고 있는 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보에 기초하여 데이터에 프리코딩을 수행할 수 있다.
단계 640에서, 단말(601)은 프리코딩된 데이터를 포함한 신호를 기지국(602)에 송신할 수 있다. 단말(601)이 기지국에 송신하는 신호는 제어 신호 및/또는 데이터 신호를 포함할 수 있다. 단말(601)이 송신한 제어 또는 데이터 신호는 기지국(602)에서 N개의 수신 경로로 수신되어 M개의 경로로 결합될 수 있다.
단계 650에서, 기지국(602)은 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다. 단계 650의 자세한 내용은 도 2의 단계 220에서 설명한 내용과 대응될 수 있다.
단계 660에서, 기지국(602)은 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 빔 영역으로 변환된 신호를 결합할 수 있다. 단계 660의 자세한 내용은 도 2의 단계 230에서 설명한 내용과 대응될 수 있다.
단계 670에서, 기지국(602)은 결합된 신호로부터 데이터를 획득할 수 있다. 단계 670의 자세한 내용은 도 2의 단계 240에서 설명한 내용과 대응될 수 있다.
도 7은 일부 실시예에 따른 기지국의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 기지국(700)은 송수신부(710), 프로세서(720) 및 메모리(730)를 포함할 수 있다. 상기 실시 예들에서 제안한 기지국의 신호 결합 방법에 따라, 송수신부(710), 프로세서(720) 및 메모리(730)가 동작할 수 있다. 다만, 일부 실시예에 따른 기지국(700)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따라, 기지국(700)은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 특정한 경우 송수신부(710), 프로세서(720) 및 메모리(730)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
송수신부(710)는 적어도 하나의 UE 와 신호를 송수신할 수 있다. 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(710)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 일 실시예일 뿐, 송수신부(710)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기로 한정되는 것은 아니다.
또한, 송수신부(710)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(720)로 출력하고, 프로세서(720)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 송신할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(710)는 적어도 하나의 UE로부터 N개의 수신 경로를 통해 수신한 신호를 M개의 경로를 이용하여 송신할 수 있다.
프로세서(720)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 기지국(700)이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(720)는 전술한 실시예들 중 적어도 하나 이상의 신호 송수신 방법을 수행할 수 있다.
일부 실시예에 프로세서(720)는, 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득하고, 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하고, 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하고, 결합된 신호로부터 데이터를 획득할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서(720)는, 적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고, 채널 정보를 기초로 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호에 MRC(Maximum Ratio Combining)를 수행하고, MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서(720)는, 적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고, 채널 정보를 기초로 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행하고, 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행한 결과 획득된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 결합할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서(720)는, 기지국의 안테나 개수가 N개이고, 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 기지국의 안테나 및 적어도 하나의 UE의 안테나의 특성을 나타내는 벡터로 구성된SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 수신된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있고, 안테나의 특성은, 안테나의 종류, 위치, 안테나가 배치된 방향 및 빔 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따른 프로세서(720)는, 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 적어도 하나의 UE에 제공할 수 있고, 적어도 하나의 UE로부터 수신된 신호는 빔 영역 변환 행렬을 기초로 프리코딩된 데이터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 수신 안테나 가중치는, 기지국의 안테나 개수가 N개인 경우, NxN 크기의 DFT(Discrete Fourier Transform) 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함하고, 송신 안테나 가중치는 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수에 대응하는 크기의 DFT 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함할 수 있고, 프로세서(720)는, 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 수신 안테나 가중치 및 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 수신된 신호를 빔 영역으로 변환할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 기 정의된 결합 가중치는, 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 빔 영역으로 변환된 S개의 신호로부터 각 신호의 수신 파워를 기초로 M개의 신호를 획득하기 위해 기 설정된 SxM 크기의 결합 가중치 행렬을 포함할 수 있다.
메모리(730)는 기지국(700)에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있으며, 프로세서(720)의 제어에 필요한 데이터 및 프로세서(720)에서 제어 시 발생되는 데이터 등을 저장하기 위한 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 메모리(730)는 합산 가중치 결정을 위해 기 설정된 송신 안테나 가중치 정보 및 수신 안테나 가중치 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(730)는 결정된 합산 가중치에 관한 정보를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(730)는 롬(ROM) 또는/및 램(RAM) 또는/및 하드디스크 또는/및 CD-ROM 또는/및 DVD 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 단말 역시 도 7에 도시된 블록도와 같이 구성될 수 있다. 예를 들어, 단말은 송수신부, 프로세서, 및 메모리를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 단말에 포함된 프로세서는 복수의 안테나 배열이 구비된 기지국으로부터 기지국에 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하기 위해 기 설정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 수신하고, 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 기초로, 데이터에 프리코딩을 수행하고, 프리코딩된 데이터를 포함한 신호를 기지국에 송신할 수 있다. 빔 영역 변환 행렬은 기지국의 수신 안테나 가중치 및 단말의 송신 안테나 가중치를 기초로 설정된 것일 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시예는 설명의 편의를 위하여 구분된 것으로, 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 각각의 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.
개시된 실시예에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다.　
개시된 실시예에 따른 장치의 동작방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 전술한 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 전술한 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 전술한 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 프로그램 제품에 포함될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 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.
개시된 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다.　 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다.　 예를 들어, 개시된 실시예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다.　 개시된 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 개시된 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다.　 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.　 또한, 개시된 실시예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 무선통신시스템에서 기지국이 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    복수의 안테나 배열이 구비된 상기 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득하는 단계;
    상기 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 상기 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하는 단계;
    상기 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 상기 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하는 단계; 및
    상기 결합된 신호로부터 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 채널 정보를 기초로 상기 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호에 MRC(Maximum Ratio Combining)를 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 빔 영역으로 변환하는 단계는,
    상기 MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 상기 빔 영역으로 변환하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하는 단계;
    상기 채널 정보를 기초로 상기 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하는 단계는,
    상기 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행한 결과 획득된 신호에 상기 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 상기 MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 결합하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔 영역으로 변환하는 단계는,
    상기 기지국의 안테나 개수가 N개이고, 상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 상기 기지국의 안테나 및 상기 적어도 하나의 UE의 안테나의 특성을 나타내는 벡터로 구성된SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 상기 수신된 신호를 상기 빔 영역으로 변환하는 것이고,
    상기 안테나의 특성은, 안테나의 종류, 위치, 안테나가 배치된 방향 및 빔 패턴 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 안테나 가중치 및 상기 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 상기 적어도 하나의 UE에 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 UE로부터 수신된 신호는 상기 빔 영역 변환 행렬을 기초로 프리코딩된 데이터를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신 안테나 가중치는, 상기 기지국의 안테나 개수가 N개인 경우, NxN 크기의 DFT(Discrete Fourier Transform) 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함하고,
    상기 송신 안테나 가중치는 상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수에 대응하는 크기의 DFT 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함하고,
    상기 빔 영역으로 변환하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 상기 수신 안테나 가중치 및 상기 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 상기 수신된 신호를 상기 빔 영역으로 변환하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기 정의된 결합 가중치는,
    상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 상기 빔 영역으로 변환된 S개의 신호로부터 각 신호의 수신 파워를 기초로 M개의 신호를 획득하기 위해 기 설정된 SxM 크기의 결합 가중치 행렬을 포함하는, 방법.
  8. 무선통신시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    복수의 안테나 배열이 구비된 기지국으로부터 상기 기지국에 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하기 위해 기 설정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 수신하는 단계;
    상기 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 기초로, 데이터에 프리코딩을 수행하는 단계; 및
    상기 프리코딩된 데이터를 포함한 신호를 상기 기지국에 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 빔 영역 변환 행렬은 상기 기지국의 수신 안테나 가중치 및 상기 단말의 송신 안테나 가중치를 기초로 설정된 것인, 방법.
  9. 무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 기지국에 있어서,
    송수신부;
    메모리; 및
    복수의 안테나 배열이 구비된 상기 기지국에 대한 수신 안테나 가중치 및 적어도 하나의 UE(User Equipment) 각각에 대한 송신 안테나 가중치를 획득하고,
    상기 송신 안테나 가중치 및 수신 안테나 가중치에 기초하여 상기 적어도 하나의 UE로부터 복수의 경로를 통해 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하고,
    상기 빔 영역으로 변환된 신호에 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 상기 빔 영역으로 변환된 신호를 결합하고,
    상기 결합된 신호로부터 데이터를 획득하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 기지국.
  10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고,
    상기 채널 정보를 기초로 상기 복수의 수신 경로를 통해 수신된 신호에 MRC(Maximum Ratio Combining)를 수행하고,
    상기 MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 상기 빔 영역으로 변환하는, 기지국.
  11. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    적어도 하나의 UE의 신호가 수신되는 복수의 수신 경로에 관한 채널 정보를 획득하고,
    상기 채널 정보를 기초로 상기 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행하고,
    상기 빔 영역으로 변환된 신호에 MRC를 수행한 결과 획득된 신호에 상기 기 정의된 결합 가중치를 적용하여, 상기 MRC를 수행한 결과 획득된 신호를 결합하는, 기지국.
  12. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 기지국의 안테나 개수가 N개이고, 상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 상기 기지국의 안테나 및 상기 적어도 하나의 UE의 안테나의 특성을 나타내는 벡터로 구성된SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 상기 수신된 신호를 상기 빔 영역으로 변환하고,
    상기 안테나의 특성은, 안테나의 종류, 위치, 안테나가 배치된 방향 및 빔 패턴 중 적어도 하나를 포함하는, 기지국.
  13. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 수신 안테나 가중치 및 상기 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 상기 적어도 하나의 UE에 제공하고,
    상기 적어도 하나의 UE로부터 수신된 신호는 상기 빔 영역 변환 행렬을 기초로 프리코딩된 데이터를 포함하는, 기지국.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 수신 안테나 가중치는, 상기 기지국의 안테나 개수가 N개인 경우, NxN 크기의 DFT(Discrete Fourier Transform) 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함하고,
    상기 송신 안테나 가중치는 상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수에 대응하는 크기의 DFT 행렬에 기초하여 획득된 행렬을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 상기 수신 안테나 가중치 및 상기 송신 안테나 가중치에 기초하여 결정된 SxN 크기의 빔 영역 변환 행렬을 기초로 상기 수신된 신호를 상기 빔 영역으로 변환하는, 기지국.
  15. 제9항에 있어서, 상기 기 정의된 결합 가중치는,
    상기 적어도 하나의 UE 각각의 안테나 개수의 합이 S개인 경우, 상기 빔 영역으로 변환된 S개의 신호로부터 각 신호의 수신 파워를 기초로 M개의 신호를 획득하기 위해 기 설정된 SxM 크기의 결합 가중치 행렬을 포함하는, 기지국.
  16. 무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 단말에 있어서,
    송수신부;
    메모리; 및
    복수의 안테나 배열이 구비된 기지국으로부터 상기 기지국에 수신된 신호를 빔 영역으로 변환하기 위해 기 설정된 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 수신하고,
    상기 빔 영역 변환 행렬에 관한 정보를 기초로, 데이터에 프리코딩을 수행하고,
    상기 프리코딩된 데이터를 포함한 신호를 상기 기지국에 송신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 빔 영역 변환 행렬은 상기 기지국의 수신 안테나 가중치 및 상기 단말의 송신 안테나 가중치를 기초로 설정된 것인, 단말.
  17. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 방법을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11916305B2 (en) * 2020-07-01 2024-02-27 Linquest Corporation Systems and methods for massive phased arrays via beam-domain processing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1043801A2 (en) * 1999-04-05 2000-10-11 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Adaptive array antenna system
KR20010011216A (ko) * 1999-07-26 2001-02-15 오성근 다중경로 별 사전 빔 형성기와 다중경로 신호의 주파수 성분별적응 등화 결합기 구조를 갖는 스마트 안테나 시스템
KR20040070336A (ko) * 2001-10-11 2004-08-07 인텔 디에스피씨 통신 장치에서의 간섭 감소 방법 및 통신 장치
US20130308717A1 (en) * 2012-04-13 2013-11-21 Alexander Maltsev Millimeter-wave transceiver with coarse and fine beamforming with interference suppression and method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925432B1 (ko) * 2003-01-15 2009-11-06 엘지전자 주식회사 스마트 안테나를 이용한 통신시스템의 가중치 갱신 방법
US7362830B2 (en) 2002-12-31 2008-04-22 Lg Electronics Inc. Smart antenna system and method
WO2005055466A1 (ja) * 2003-12-01 2005-06-16 Nec Corporation マルチビーム送受信装置および送受信方法
US7312750B2 (en) * 2004-03-19 2007-12-25 Comware, Inc. Adaptive beam-forming system using hierarchical weight banks for antenna array in wireless communication system
US7742750B2 (en) * 2005-12-01 2010-06-22 Sirius Xm Radio Inc. Systems and methods for antenna diversity combining for satellite radio signals
JP4752602B2 (ja) * 2006-05-15 2011-08-17 株式会社日立製作所 Ｍｉｍｏ無線通信方法およびｍｉｍｏ無線通信装置
EP2541679A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-02 Sony Corporation Wideband beam forming device, wideband beam steering device and corresponding methods
KR102170254B1 (ko) 2013-12-10 2020-10-26 삼성전자주식회사 무선 통신시스템의 적응적 빔 선택 장치 및 방법
EP3076722B1 (en) 2013-12-19 2018-09-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Beam alignment method and device
US9882620B2 (en) * 2014-09-24 2018-01-30 Mediatek Inc. Synchronization in a beamforming system
WO2017120403A1 (en) 2016-01-08 2017-07-13 Blue Danube Systems, Inc. Antenna mapping and diversity
WO2018203711A1 (en) * 2017-05-04 2018-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for beam association between downlink/uplink

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1043801A2 (en) * 1999-04-05 2000-10-11 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Adaptive array antenna system
KR20010011216A (ko) * 1999-07-26 2001-02-15 오성근 다중경로 별 사전 빔 형성기와 다중경로 신호의 주파수 성분별적응 등화 결합기 구조를 갖는 스마트 안테나 시스템
KR20040070336A (ko) * 2001-10-11 2004-08-07 인텔 디에스피씨 통신 장치에서의 간섭 감소 방법 및 통신 장치
US20130308717A1 (en) * 2012-04-13 2013-11-21 Alexander Maltsev Millimeter-wave transceiver with coarse and fine beamforming with interference suppression and method

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