WO2010114341A2 - 다중 셀 통신 시스템에서 셀 가장자리 사용자의 에러를 최소화하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

다중 셀 통신 시스템에서 셀 가장자리 사용자의 에러를 최소화하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention is to improve the performance of the receiver at the cell edge by overcoming the inter-cell interference in a multi-cell environment, and in particular, when the other cell interference (OCI) is removed from the receiver.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transmitter suitable for the present invention, and to an apparatus and a method for minimizing overall system error.
  • the terminal at the cell edge receives signals transmitted from its own cell as well as signals of other adjacent cells. Signals received from other cells act as interferences and limit the performance of the terminal. That is, problems such as capacity loss or throughput of the system due to inter-cell interference (ICI) occur at the cell edge.
  • ICI inter-cell interference
  • the quantization preprocessor is a MIMO preprocessing technique for minimizing errors in a single cell, single user environment and does not consider interference from adjacent cells. And, if there are more receiving antennas than the total number of transmission streams, the receiver may remove the OCI through a nulling filter. However, since the transmission precoder (codeword) is selected without considering the OCI nulling filter (OCI-NF), there is a problem in that the performance is deteriorated by the OCI-NF.
  • Codebook-based ICI reduction technique improves signal to noise and interference ratio (SINR) by minimizing OCI using precoder.
  • SINR signal to noise and interference ratio
  • this technique does not completely eliminate the interference, which is not suitable for actual reception when the magnitude of the interference is very large.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for minimizing an error of a cell edge user in a multi-cell communication system.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for minimizing an error at a cell edge through codebook based MIMO precoding and receiver OCI-NF.
  • a process of performing channel estimation on reference signals of a serving base station and another base station and using the channel estimation result Calculating a minimum singular value and, if a full feedback cooperative structure is used, feeding back a table of the calculated minimum singular values to the base station.
  • a process of receiving configuration information from a terminal and a cooperative structure are used in a method of selecting a precoder of a base station in a multi-antenna system
  • the configuration information of the other base station is used.
  • a process of selecting a codeword for minimizing an error for the entire system based on the configuration information and the configuration information of the other base station when the process of exchanging with the system and the cooperative structure is used, and the configuration information when the cooperative structure is not used. It is characterized in that it comprises a step of selecting a codeword to minimize the error for the entire system based on.
  • a channel estimator for performing channel estimation on reference signals of a serving base station and another base station in a device of a terminal for selecting a codeword in a multi-antenna system.
  • the transmitter includes a feedback unit for feeding back the calculated minimum singular value table to the base station.
  • a minimum singular value for receiving configuration information from a terminal exchanging and comparing with configuration information of another base station
  • the configuration information is exchanged with the configuration information of another base station, and a codeword for minimizing an error for the entire system is selected based on the configuration information and the configuration information of the other base station.
  • a codeword selector for selecting a codeword for minimizing the error for the entire system based on the configuration information.
  • the present invention minimizes cell edge errors through codebook based MIMO precoding and receiver OCI-NF. According to the present invention, there is no loss caused by OCI-NF through transmission precoder (codeword) selection in consideration of OCI-NF, and there is an advantage that an error rate at a cell boundary can be further reduced through information exchange between base stations.
  • FIG. 1 is a view showing a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation process of a base station and a terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a block configuration of a terminal and a base station in a cooperative structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a block configuration of a terminal and a base station in a non-cooperative structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 illustrates an example of a codeword selected according to a feedback scheme according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation process of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation process of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a base station and a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a first diagram illustrating BER performance according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a second diagram illustrating BER performance in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the present invention considers the receiver OCI-NF and selects a precoder that minimizes the error at the cell edge. That is, the present invention selects a codebook based precoder to remove the OCI through the receiver OCI-NF and to minimize the total error of the cell edge in consideration of the OCI-NF.
  • the present invention consists of a cooperative technique and a non-cooperative technique depending on whether information is exchanged between base stations in codeword selection.
  • the cooperative scheme is composed of a full feedback or a reduced feedback scheme according to a cooperative codeword selection method.
  • the noncooperative scheme is a noncooperative codeword selection method and a simple index feedback method. It consists of.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 there is shown a case in which two UEs 115 and 165 are allocated the same time and frequency resources at a cell boundary as a representative environment in which ICI exists.
  • base station 1 110 transmits data to terminal 1 115 and base station 2 150 to terminal 2 165.
  • the number of transmitting antennas of the base station (110, 150) n T is n T
  • the number of receiving antennas of the terminal (115, 165) is n R
  • the signal received by the terminal 1 115 and terminal 2 (165), respectively, n R When defined by the x1 vectors y 1 and y 2 is the following formula.
  • x b is an n T x1 signal vector transmitted by base station b
  • H mb is an n R xn T channel matrix between base station b and terminal u
  • n m is an n R x1 noise vector that is independent of each other and has a variance of N 0 It has a normal distribution.
  • the received signal is Same as
  • the present invention divides the method of selecting the precoder T b to minimize the error of the edge of the cell in the situation where interference is completely eliminated as shown in Equation 2 using OCI-NF. something to do.
  • the received SNR of the k-th substream of the terminal u is expressed by the following equation.
  • the minimum sub stream SNR should be maximum to reduce the average symbol error probability.
  • the minimum substream SNR is bound as shown in the following equation.
  • lambda u, min (R u H uu T u ) is the minimum singular value (MSV) of R u H uu T u . Since the codeword selection method based on the minimum substream SNR needs to obtain the SNR for each substream, the codeword is selected using MSV as shown in the following equation.
  • the transmission precoder T 1 of base station 1 110 is determined by the effective channel R 1 H 11 (or R 1 H 11 T 1 ), where R 1 nulls H 12 T 2 . Since it is a precoder, it depends on the transmission precoder T 2 of base station 2 150.
  • the transmission precoder T 2 of base station 2 150 also depends on the transmission precoder T 1 of base station 1 110 for the same reason. That is, each transmission precoder is determined in association with another transmission precoder, and the performance of the entire system is determined by the combination [T 1 , T 2 ] of the transmission precoders.
  • the present invention proposes a method of selecting a combination of transmission precoders that minimizes the error rate when considering the entire system.
  • the average symbol error probability of the entire system is bound by the minimum value of MSV1 of two effective channels R 1 H 11 T 1 and MSV2 of R 2 H 22 T 2 to select a codeword as shown in the following equation.
  • ⁇ 1, min (MSV1) is a value that ⁇ 2, min (MSV2) can be obtained only from the terminal 2 in the terminal 1, so that information must be exchanged between the terminals or the base stations for codeword selection.
  • MSV1 and MSV2 have L 2 values depending on the combination of W 1 and W k , respectively.
  • each user In order to select a codeword combination as shown in Equation 6, each user must feed back an LxL table composed of MSVs and share them through a backhaul.
  • the terminal 1 115, the terminal 2 165, the base station 1 110, and the base station 2 150 have the detailed structure as shown in FIG. 3 and perform the process as shown in FIG. 2 according to time.
  • the terminal 1 115 and the terminal 2 165 perform channel estimation and calculate an MSV1 table and an MSV2 table based on the estimated channel and feed back to the base station 1 110 and the base station 2 150, respectively.
  • Base station 1 110 and base station 2 150 exchange the feedback MSV1 table and the MSV2 table with each other through a backhaul, and according to the cooperative codeword selection method in Equation 6, base station 1 110 and base station 2 A precoder of 150 is determined.
  • the feedback of both the MSV1 table and the MSV2 table is called full feedback.
  • the non-cooperative structure does not exchange information between base stations in the codeword selection, unlike the cooperative structure.
  • the terminal 1 115 and the terminal 2 165 should select the codewords to be used by the base station 1 110 and the base station 2 150 only with information of their MSV1 and MSV2.
  • MSV1 and MSV2 are determined by a combination of codewords W 1 and W k of base station 1 110 and base station 2 150.
  • the terminal 1 115 selects the codeword W l to be used by the base station 1 110 without information of the codeword Wk used by the base station 2 150, and the terminal 2 165 is used by the base station 1 110.
  • the code word W k for the base station 2 (150) without the information of the code word W l is selected for.
  • the terminal 1 115 selects MSV1 when the codeword W k used by the base station 2 150 is selected worst according to all codewords W l usable by the base station 1 110 as shown in the above equation. seeks to select the code word W l is the MSV1 is the maximum.
  • the terminal 2 165 when the codeword W l used by the base station 1 110 is worst selected according to all codewords W k that can be used by the base station 2 150 as shown in Equation 8 above. obtain a MSV2 selects the code word W k are the MSV2 it is maximized.
  • This codeword selection has the effect of avoiding the minimum MSV value by selecting its base station precoder so that even if the precoder of the interfering base station is set badly, the performance degradation is not large.
  • the terminal has a functional block as shown in FIG. 4, and in the conventional quantization preprocessor, an OCI-NF is added to a receiver (terminal) and a codeword selector is modified as shown in FIG. 4.
  • UE 1 115 and UE 2 165 perform channel estimation and calculate the worst-interfered MSV1 and MSV2 (ie, worst-interfered MSV1 and worst-interfered MSV2) based on the estimated channel.
  • Precoders of the base station 1 110 and the base station 2 150 are determined according to the non-cooperative codeword selection method in Equations 7 and 8.
  • the receiver terminal Since the receiver terminal determines the precoder to be used by the transmitter base station, the receiver terminal feeds back a corresponding codeword index. That is, a technique of feeding back only PMI1 and PMI2, respectively, is referred to as simple index feedback. Such feedback only needs to feed back L bits when the codebook is L in size.
  • the noncooperative codeword selection method used in the noncooperative structure is combined.
  • This codeword selection has the same effect of avoiding the minimum MSV value as in the non-cooperative scheme and can improve performance through additional MSV feedback and collaboration.
  • feeding back PMI1 and PMI2 and the MSV corresponding to each PMI is called reduced feedback.
  • This feedback feeds back L bits and 2L-1 MSVs for PMI when the codebook is L in size.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation process of a base station and a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • UE 1 210 and UE 2 215 perform channel estimation based on reference signals of BS 1 250 and BS 2 255 (steps a and b).
  • the terminal 1 210 and the terminal 2 215 obtain the minimum singular values MSV1 and MSV2 tables, respectively, and feed back the minimum singular values table or PMI values for the respective base stations 250 and 255 ( c, d).
  • the base station 1 250 and the base station 2 255 select codewords for the respective terminals 210 and 215 based on the received MSV (MSV1, MSV2) table or PMI, respectively (steps g and h). ).
  • the MSV (MSV1, MSV2) tables can be exchanged between base stations as described above (step f).
  • the base station 1 250 and the base station 2 255 transmit data to the terminals 210 and 215 using the selected codeword (steps i and j).
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a block configuration of a terminal and a base station in a cooperative structure according to an embodiment of the present invention.
  • UE 1 and UE 2 perform channel estimation, calculate MSV1 table and MSV2 table based on the estimated channel, and feed back to BS1 and BS2.
  • the base station 1 and the base station 2 exchange the feedback MSV1 table and the MSV2 table with each other through a backhaul, and determine the precoder of the base station 1 and the base station 2 according to the cooperative codeword selection method in Equation (5).
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a block configuration of a terminal and a base station in a non-cooperative structure according to an embodiment of the present invention.
  • UE 1 estimates a channel and calculates the worst-interfered MSV1 or worst-interfered MSV2 based on the estimated channel, based on Equation 7 And the precoder of base station 1 are determined according to the non-cooperative codeword selection technique in Equation (8).
  • the receiver terminal determines the precoder to be used in the transmitter base station, only the codeword index corresponding to the conventional quantization preprocessor is fed back.
  • an OCI-NF may be added to a receiver (terminal) and the codeword selector may be modified as shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a codeword selected according to a feedback technique according to an embodiment of the present invention.
  • MSV1 and MSV2 for the case where L is 4 is illustrated.
  • This is MSV1 when the interfering base station precoder W k of the worst combination with each precoder W l is selected and W l W 3 , which is the case with the largest value 4, and feeds back the index.
  • W k W 2 having a minimum value of 4 to feed back the index.
  • the precoder combination thus selected is [W 3 , W 2 ].
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation process of a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the terminal (assuming terminal 1 115) performs channel estimation on reference signals of base stations 1 and 2 (step 610).
  • base station 1 is a serving base station
  • base station 2 indicates a base station other than the serving base station.
  • the terminal calculates MSV1 for the base station 1 and the base station 2 (step 620).
  • the precoder (codeword) index for MSV1 is selected and fed back to the base station (step 640).
  • step 630 If the cooperative structure is used (step 630) and complete feedback is used (step 650), the entire table of the calculated MSV1 is fed back to the base station (step 660).
  • the codeword combination may include a selected MSV table and an index thereof.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation process of a base station according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the base station receives the MSV from the terminal (step 720). Thereafter, a precoder (codeword) to be used is selected based on the received MSV value (step 730). As described above, the precoder (codeword) selection process includes a full feedback scheme and a reduced feedback scheme according to the received MSV.
  • the base station receives a precoder (codeword) index from the terminal (step 740). Thereafter, a precoder (codeword) for the received precoder (codeword) index is selected (step 750).
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a base station and a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the base station includes a modulator 810, a precoder 820, a precoder (codeword) selector 830, a codebook 835, and an MSV comparator 840.
  • a channel estimator 850 includes a demodulator 860, a decoder 870, an MSV calculator 880, a codebook 885, and a codebook selector 890.
  • the channel estimator 850 performs channel estimation on the signal transmitted by the base station
  • the demodulator 860 performs the demodulation process
  • the decoder 870 performs the decoding process. Perform.
  • the MSV calculator 880 calculates the MSV as described above based on the channel estimation value performed by the channel estimator 850 on the reference signal transmitted by the base station.
  • the calculated MSV 895 and the index of the codebook 885 for the MSV selected by the codebook selector 890, that is, the precoder (codeword) index 897 are fed back to the base station.
  • the above-described feedback process is not shown, it is performed by a transmitter including a transmission modem.
  • the signal transmitted by the base station is modulated through the modulator 810 and precoded through the precoder 820 and then transmitted through the antenna over the air (air).
  • the base station receives the MSV 895 or precoder (codeword) index 897. Then, as described above, the MSV comparison unit 840 compares the MSV values with other base stations by using a full feedback technique or a reduced feedback technique, and compares the result with the precoder (codeword selector) ( 830). The MSV comparison unit 840 may exchange MSVs with other base stations through a backhaul.
  • the precoder (codeword selector) 830 determines a codebook 835 to be used, that is, a precoder (codeword), based on the comparison result, and provides the precoder 820 to the precoder 820.
  • the precoder 820 performs precoding using the determined precoder (codeword).
  • the precoder (codeword) index 897 is provided to the precoder (codeword) selector 835, and the precoder (codeword) selector 830 Selects a precoder (codeword) to use based on the precoder (codeword) index 897 and provides it to the precoder 820.
  • the precoder 820 performs precoding using the determined precoder (codeword).
  • the base station 1 110 transmits data to the terminal 1 115 and the base station 2 150 simultaneously to the terminal 2 165, interference is very large. It is assumed that the number of transmission antennas n T of the base stations is 4 and the number of reception antennas n R of the terminals is 2 or 4, and there is no correlation between antennas. For an equal comparison, the sum-rate of all the techniques is unified at 8bps / Hz and the bit error rate (BER) performance is compared.
  • BER bit error rate
  • FIG. 9 is a first diagram illustrating BER performance according to an embodiment of the present invention.
  • OCI-NF can be used when the BER performance (two receiving antennas, rank1 codebook, and 16QAM) of the prior art and the present invention are shown and a rank 1 precoder is used. It can be seen that the present invention is superior in terms of diversity order and SNR gain over the conventional quantization preprocessor.
  • FIG. 10 is a second diagram illustrating BER performance according to an embodiment of the present invention.
  • OCI-NF can be used when the BER performance (four receiving antennas, rank2 codebook, QPSK) of the prior art and the present invention are shown and a rank 2 precoder is used. It can be seen that the present invention is improved in both diversity order and SNR gain in comparison with the conventional quantization preprocessing technique.
  • the non-cooperative structure (simple index feedback) of the present invention is superior to the conventional quantization technique using the 3-bit codebook having the same feedback, as well as the conventional quantization technique using the 6-bit codebook having twice the feedback in similar computation.
  • the performance gain through the exchange of information between base stations is superior to the non-cooperative structure.

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Abstract

본 발명은 셀 가장자리에서의 성능향상에 관한 것으로, 다중 안테나 시스템에서 단말의 프리코더 선택 방법에 있어서서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대해 채널 추정을 수행하는 과정과 상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 과정과 완전 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값의 테이블을 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 셀 통신 시스템에서 셀 가장자리 사용자의 에러를 최소화하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 다중 셀 (Multi-Cell) 환경에서 셀 간 간섭을 극복하여 셀 가장자리에서의 수신기에 대한 성능을 향상시키기 위한 것으로 특히 다른 셀로부터의 간섭(OCI: Other Cell Interference)을 수신기에서 제거하는 경우에 적합한 송신기에 관한 것으로 전체 시스템 에러(error)를 최소화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
셀 가장자리의 단말기는 자신의 셀로부터 전송되는 신호뿐만 아니라 인접한 다른 셀들의 신호를 동시에 수신한다. 다른 셀로부터 수신하는 신호는 간섭으로 작용하여 단말기의 성능을 제한하는 요인으로 작용한다. 즉, 셀 가장자리에서 셀간 간섭(ICI: Inter-Cell interference)에 의한 시스템의 용량(capacity)이나 스루풋(throughput) 성능 저하 등의 문제가 발생한다.
그리고 다중 안테나(MIMO: multiple input multiple output) 시스템의 경우 이러한 문제는 보다 심각하게 나타난다. 따라서, 이러한 셀 간 간섭을 극복하고 성능을 향상시키기 위한 기술들이 연구되고 있다. 이러한 예로, 단일 사용자를 위한 코드북 기반의 에러 최소화 기법(양자화 전처리기)이 있고, 코드북 기반의 ICI 감소 기법이 있다.
양자화 전처리기는 단일 셀, 단일 사용자 환경에서 에러를 최소화하기 위한 MIMO 전처리 기법으로 인접 셀로부터의 간섭을 고려하지 않는다. 그리고, 총 송신 스트림 수에 비해 수신 안테나가 많은 경우 수신기에서 널링 필터(nulling filter)를 통해 OCI를 제거할 수 있다. 하지만, OCI 널링 필터(OCI-NF: nulling filter)를 고려하지 않고 송신 프리코더(코드워드)를 선택하기 때문에 OCI-NF에 의해 성능 저하가 발생하는 문제점이 있다.
코드북 기반의 ICI 감소 기법은 프리코더를 이용해 OCI를 최소화 하는 기법으로 SINR(signal to noise and interference ratio)의 향상을 가져온다. 하지만, 이 기법은 간섭을 완전히 제거하지 못하기 때문에 간섭의 크기가 매우 큰 경우 실제 수신에는 적합하지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 다중 셀 통신 시스템에서 셀 가장자리 사용자의 에러를 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 코드북 기반의 MIMO 프리코딩과 수신기 OCI-NF를 통해 셀 가장자리의 에러를 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 1 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 단말의 프리코더 선택 방법에 있어서서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대해 채널 추정을 수행하는 과정과 상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 과정과 완전 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값의 테이블을 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 2 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 기지국의 프리코더 선택 방법에 있어서 단말로부터 설정 정보를 수신하는 과정과 협력 구조가 사용될 경우, 상기 설정 정보를 다른 기지국의 설정 정보와 교환하는 과정과 협력 구조가 사용될 경우, 상기 설정 정보 및 상기 다른 기지국의 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하는 과정과 협력 구조가 사용되지 않을 경우, 상기 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 3 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 코드워드를 선택하는 단말의 장치에 있어서 서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대해 채널 추정을 수행하는 채널 추정부와 상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 최소 싱귤러 값 계산부와 완전 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값 테이블를 기지국으로 피드백하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 4 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 프리코더를 선택하는 기지국의 장치에 있어서 단말로부터 설정 정보를 수신하고, 다른 기지국의 설정 정보와 교환하고 비교하는 최소 싱귤러 값 비교부와, 협력 구조가 사용될 경우 상기 설정 정보를 다른 기지국의 설정 정보와 교환하고 상기 설정 정보 및 상기 다른 기지국의 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하고, 협력 구조가 사용되지 않을 경우 상기 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하는 코드워드 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 코드북 기반의 MIMO 프리코딩과 수신기 OCI-NF를 통해 셀 가장자리의 에러를 최소화한다. 본 발명은 OCI-NF를 고려한 송신 프리코더(코드워드) 선택을 통해 OCI-NF에 의한 손실이 없으며, 기지국간 정보 교환을 통해 셀 경계에서의 에러율을 추가적으로 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국과 단말의 동작 과정을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 협력 구조에서의 단말과 기지국의 블록 구성을 걔략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비 협력 구조에서의 단말과 기지국의 블록 구성을 걔략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 기법에 따라 선택되는 코드워드의 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작 과정을 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 동작 과정을 도시한 흐름도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 및 단말의 블록 구성을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 BER 성능을 도시한 제 1 도면, 및,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 BER 성능을 도시한 제 2 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 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 생략한다.
이하, 본 발명은 다중 셀 통신 시스템에서 셀 가장자리 사용자의 에러를 최소화하기 위한 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.
본 발명은 수신기 OCI-NF를 고려하여 셀 가장자리의 에러를 최소화하는 프리코더를 선택한다. 즉, 본 발명은 수신기 OCI-NF를 통해 OCI를 제거하고 상기 OCI-NF를 고려하여 셀 가장자리의 전체 에러가 최소가 되게 코드북 기반의 프리코더를 선택한다.
본 발명은 코드워드 선택에 있어 기지국간 정보 교환 유무에 따라 협력(cooperative)기법과 비 협력(non-cooperative)기법으로 구성된다.
상기 협력 기법은 협력 코드워드 선택 방법에 따라 완전 피드백(full feedback) 혹은 감소 피드백(reduced feedback) 방법으로 구성되며, 상기 비 협력 기법은 비 협력 코드워드 선택 방법과 단순 인덱스 피드백(simple index feedback) 방법으로 구성된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, ICI가 존재하는 대표적인 환경으로 셀 경계에 같은 시간과 주파수 자원을 할당 받은 두 단말(115, 165)이 있는 경우를 도시한 것이다.
여기서 기지국1(110)은 단말1(115)에게 기지국2(150)는 단말2(165)로 데이터를 전송한다. 기지국(110, 150)의 송신 안테나 수를 nT, 단말(115, 165)의 수신 안테나 수를 nR 이라 정의하고, 단말1(115)과 단말2(165)가 수신한 신호를 각각 nRx1 벡터 y1 과 y2 로 정의하면 하기 수식과 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2010002051-appb-M000001
여기서, xb 는 기지국b 가 전송한 nTx1 신호 벡터, Hmb 는 기지국b 와 단말u 사이의 nRxnT 채널 행렬, nm은 nRx1 잡음 벡터로 서로 독립이고 분산이 N0 인 정규분포를 갖는다.
송신 신호 xb 는 nSx1 송신 심볼(symbol) sb을 nT x nS 코드북 기반의 프리코더 Tb 를 통과한 것으로 xb = Tbsb 와 같이 표현할 수 있다.
수신기 단말1(115)과 단말2(165)에서 다른 셀로부터의 간섭 채널 H12T2, H21T1 를 제거(nulling)하기 위한 필터 R1 과 R2를 각각 사용하면 수신 신호는 하기 수식과 같다.
수학식 2
Figure PCTKR2010002051-appb-M000002
Figure PCTKR2010002051-appb-I000001
다른 셀로부터의 간섭 채널을 제거하기 위한 조건으로는 수신 안테나의 수가 Nr>=2nS이어야 한다.
본 발명은 OCI-NF를 사용하여 상기 <수학식 2>와 같이 간섭이 완전히 제거된 상황에서 셀 가장자리의 에러를 최소가 되게 프리코더 Tb 를 선택하는 방법을 협력 기법과 비 협력 기법으로 나누어 설명할 것이다.
먼저 협력 구조에 대해 설명하면 하기와 같다.
송신기에서 사용할 코드북 기반의 프리코더 Tb 는 수신기에서 에러율를 최소화하도록 코드북(W={W1,W2,...,WL}) 내에서 선택하여 해당하는 인덱스를 송신기로 피드백한다.
수신기에서는 ZF(Zero Forcing) 디코더와 같은 선형 수신기를 사용하면 단말u 의 k번째 서브 스트림의 수신 SNR은 하기 수식과 같다.
수학식 3
여기서, 평균 심볼 에러 확률은 최소 서브 스트림 SNR에 의해 묶여지기 (bound) 때문에 평균 심볼 에러 확률을 줄이기 위해서는 최소 서브 스트림 SNR이 최대가 되어야 한다. 최소 서브 스트림 SNR은 하기 수식과 같이 묶여진다(bound).
Figure PCTKR2010002051-appb-I000002
여기서, λu,min(RuHuuTu)는 RuHuuTu의 MSV(minimum singular value)이다. 최소 서브 스트림 SNR에 기반한 코드워드 선택기법은 각 서브 스트림에 대해서 SNR을 구해야하기 때문에, 하기 수식과 같이 MSV를 이용하여 코드워드를 선택한다.
수학식 5
Figure PCTKR2010002051-appb-M000004
기지국1(110)의 송신 프리코더 T1은 유효 채널(effective channel) R1H11 (또는 R1H11T1)에 의해 결정되는데, 여기서 R1은 H12T2 을 널링(nulling)하는 프리코더이기 때문에 기지국2(150)의 송신 프리코더 T2에 따라 달라진다.
기지국2(150)의 송신 프리코더 T2 또한 같은 이유로 기지국1(110)의 송신 프리코더 T1에 따라 달라진다. 즉, 각 송신 프리코더는 다른 송신 프리코더와 연관되어 결정되며, 송신 프리코더들의 조합 [T1, T2]에 의해 전체 시스템의 성능이 결정된다.
따라서, 본 발명은 전체 시스템을 고려할 때 에러율을 최소화하는 송신 프리코더의 조합을 선택하는 방법을 제안한다. 전체 시스템의 평균 심볼 에러 확률은 두 유효 채널 R1H11T1의 MSV1과 R2H22T2의 MSV2 중 최소값에 의해 묶여짐(bound)을 이용하여 하기 수식과 같이 코드워드를 선택한다.
수학식 6
Figure PCTKR2010002051-appb-M000005
상기 <수학식 6>과 같이 코드워드를 선택하여 송신 프리코더 조합을 결정한다. 여기서 λ1,min (MSV1)은 단말1에서 λ2,min(MSV2)은 단말2에서만 구할 수 있는 값이므로 코드워드 선택을 위해서는 단말 사이 또는 기지국 사이에 정보 교환이 이루어져야 한다. MSV1과 MSV2은 각각 Wl 과 Wk 의 조합에 따라 L2 개의 값을 가진다.
상기 <수학식 6>과 같이 코드워드 조합을 선택하기 위해서는 각 사용자가 MSV로 이루어진 LxL 테이블을 피드백하고 백홀(backhaul)을 통해 공유해야 한다.
협력 구조에서 단말1(115), 단말2(165), 기지국1(110), 기지국2(150)는 도 3과 같은 세부 구조를 가지며 시간에 따라 도 2와 같은 과정을 수행한다.
단말1(115), 단말2(165)에서는 채널 추정을 수행하고 추정된 채널을 바탕으로 MSV1 테이블, MSV2 테이블을 계산하여 각각 기지국1(110), 기지국2(150)로 피드백한다.
기지국1(110)과 기지국2(150)는 피드백받은 MSV1 테이블 과 MSV2 테이블을 백홀을 통해 서로 교환하며, 상기 <수학식 6>에서의 협력 코드워드 선택기법에 따라 기지국1(110)과 기지국2(150)의 프리코더를 결정한다. 이렇게 MSV1 테이블과 MSV2 테이블을 모두 피드백하는 것을 완전 피드백(full feedback)이라 한다.
이제, 비 협력 구조에 대해 설명하면 하기와 같다.
비 협력 구조는 코드워드 선택에 있어 협력 구조과 달리 기지국 간 정보를 교환하지 않는다. 단말1(115)과 단말2(165)는 자신의 MSV1과 MSV2의 정보만을 가지고 기지국1(110)과 기지국2(150)가 사용할 코드워드를 각각 선택해야 한다. 하지만, 전술한 바와 같이 MSV1과 MSV2는 기지국1(110)과 기지국2(150)의 코드워드 Wl 과 Wk 의 조합에 의해 결정된다.
즉, 단말1(115)는 기지국2(150)가 사용하는 코드워드 Wk 의 정보 없이 기지국1(110)이 사용할 코드워드 Wl 을 선택하고, 단말2(165)는 기지국1(110)이 사용하는 코드워드 Wl 의 정보 없이 기지국2(150)가 사용할 코드워드 Wk 를 선택한다.
전체 시스템을 고려할 때, 에러는 최소 MSV에 의해 결정되므로 단말1(115)과 단말2(165)가 선택한 코드워드 조합([T1,T2]=[Wl,Wk])이 최대한으로 최소 MSV값을 갖지 않도록 해야 한다.
수학식 7
Figure PCTKR2010002051-appb-M000006
이를 위해, 단말1(115)는 상기 수식과 같이 기지국1(110)이 사용할 수 있는 모든 코드워드 Wl에 따라 기지국2(150)가 사용하는 코드워드 Wk가 가장 나쁘게 선택되었을 때의 MSV1을 구하고, 이 MSV1 가 최대가 되는 코드워드 Wl를 선택한다.
수학식 8
Figure PCTKR2010002051-appb-M000007
유사하게 단말2(165)는 상기 <수학식 8>과 같이 기지국2(150)가 사용할 수 있는 모든 코드워드 Wk 에 따라 기지국1(110)이 사용하는 코드워드 Wl 가 가장 나쁘게 선택되었을 때의 MSV2를 구하고 이 MSV2가 최대가 되는 코드워드 Wk 를 선택한다.
이와 같은 코드워드 선택은 간섭 기지국의 프리코더가 나쁘게 설정된 경우에도 성능 저하가 크지 않도록 자신의 기지국 프리코더를 선택하는 방법으로 최소 MSV값을 피하는 효과를 가진다.
비 협력 구조에서 단말은 도 4와 같은 기능 블럭을 가지며, 종래의 양자화 전처리기에서 수신기(단말)에 OCI-NF를 추가하고 코드워드 선택기(codeword selector)를 도 4와 같이 변형한 구조를 갖는다.
단말1(115), 단말2(165)에서는 채널 추정을 수행하고 추정한 채널을 바탕으로 가장 나쁜 간섭을 받은 MSV1, MSV2 (즉, worst-interfered MSV1, worst-interfered MSV2)를 계산하고, 이를 바탕으로 상기 <수학식 7>과 상기 <수학식 8>에서의 비 협력 코드워드 선택기법에 따라 기지국1(110)과 기지국2(150)의 프리코더를 결정한다.
수신기 단말에서는 송신기 기지국이 사용할 프리코더가 결정되었으므로 해당하는 코드워드 인덱스를 피드백한다. 즉, PMI(Precoding Matix Index)1과 PMI2만을 각각 피드백하는 기법을 단순 인덱스 피드백이라 한다. 이와 같은 피드백은 코드북의 크기가 L 인 경우 L 비트만 피드백하면 된다.
협력 구조 중, 감소 피드백을 사용하는 협력 구조(coopeative scheme with Reduced Feedback)에 대해 설명하면 하기와 같다.
협력 구조의 완전 피드백에서 코드북의 크기(L)가 증가함에 따라 피드백 양이 L2 와 같이 기하급수적으로 늘어나는 것을 방지하기 위해 비 협력 구조에 사용된 비 협력 코드워드 선택방법을 접목한다.
상기 <수학식 7>과 상기 <수학식 8>에 의해 선택된 코드워드
Figure PCTKR2010002051-appb-I000003
과
Figure PCTKR2010002051-appb-I000004
를 기반으로 하기 <수학식 9>와 같이 코드워드를 선택하여 송신 프리코더 조합을 결정한다.
수학식 9
Figure PCTKR2010002051-appb-M000008
이와 같은 코드워드 선택은 비 협력 구조에서처럼 최소 MSV값을 피하는 동일한 효과를 가지며 추가적인 MSV 피드백과 협력을 통해 성능을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, PMI1과 PMI2 그리고 각 PMI에 해당하는 MSV를 피드백하는 것을 감소 피드백이라 한다. 이와 같은 피드백은 코드북의 크기가 L 인 경우 PMI를 위한 L 비트와 2L-1 개의 MSV를 피드백 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국과 단말의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 단말 1(210) 및 단말 2(215)는 기지국1(250) 및 기지국2(255)의 기준 신호를 기반으로 채널 추정을 수행한다(a, b 단계).
이후, 상기 단말 1(210) 및 단말 2(215)는 각각 최소 singular 값(MSV1, MSV2) 테이블을 구하고, 상기 최소 singular 값 테이블 또는 각각의 기지국(250, 255)에 대한 PMI값을 피드백한다(c, d 단계).
이후, 상기 기지국1(250) 및 기지국2(255)는 각각 수신한 MSV(MSV1, MSV2) 테이블 또는 PMI를 기반으로 각각의 단말(210, 215)에 대한 코드워드를 선택한다(g, h 단계).
이러한 선택 단계에서 완전 피드백 또는 감소 피드백이 사용될 경우에는 전술한 바와 같이 MSV(MSV1, MSV2) 테이블이 기지국 사이에 서로 교환될 수 있다(f 단계)
이후, 상기 기지국1(250) 및 기지국2(255)는 선택한 코드워드를 이용하여 각각의 단말(210, 215)로 데이터를 전송한다(i, j 단계).
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 협력 구조에서의 단말과 기지국의 블록 구성을 걔략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참고하면, 단말1, 단말2에서는 채널 추정을 하고, 추정된 채널을 바탕으로 MSV1 테이블, MSV2 테이블을 계산하여 기지국1, 기지국2로 피드백 한다.
기지국1과 기지국2는 피드백 받은 MSV1 테이블과 MSV2 테이블을 백홀을 통해 서로 교환하며, 상기 <수학식 5>에서의 협력 코드워드 선택기법에 따라 기지국1과 기지국2의 프리코더를 결정한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비 협력 구조에서의 단말과 기지국의 블록 구성을 걔략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 단말1에서는 채널 추정을 하고 추정된 채널을 바탕으로 가장 나쁜 간섭을 받은 MSV1, MSV2(worst-interfered MSV1, worst-interfered MSV2)를 계산하고 이를 바탕으로 상기 <수학식 7>과 상기 <수학식 8>에서의 비 협력 코드워드 선택기법에 따라 기지국1의 프리코더를 결정한다.
이후, 수신기 단말이 송신기 기지국에서 사용할 프리코더를 결정하였으므로, 종래의 양자화 전처리기와 동일하게 해당하는 코드워드 인덱스만 피드백한다. 양자화 전처리기에서 수신기(단말)에 OCI-NF를 추가하고 코드워드 선택기를 도 4와 같이 변형하여 사용 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 기법에 따라 선택되는 코드워드의 예를 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, L이 4인 경우에 대해 MSV1과 MSV2의 일 실시 예를 나타낸 것이다. 완전 피드백을 이용한 협력 구조의 경우(1) 선택된 프리코더 조합은 [W2, W1]이며 최소 MSV는 min(7,7)=7이다.
단순 인덱스 피드백을 이용한 비 협력 구조의 경우 선택된 프리코더 조합은 [W3, W2]이며 최소 MSV는 min(5,8)=5이다. 단말1(115)의 경우 MSV1은, Wl=W1 이면 Wk=W4 일 때 최소값 1을 갖고, Wl=W2 이면 Wk=W3 일때 최소값 2를 갖는다. 이와 같이 각 프리코더 Wl 에 대해 MSV1의 최소값을 구하면 순서대로 1, 2, 4, 2를 갖는다. 이는 각 프리코더 Wl과 가장 좋지 않은 조합의 간섭 기지국 프리코더 Wk 가 선택되었을 때의 MSV1로 이 값이 가장 큰 4의 경우인 Wl=W3 을 선택하여 그 인덱스를 피드백한다. 단말2(165)의 경우도 동일한 과정을 거쳐 최소값 4를 갖는 Wk=W2 를 선택하여 그 인덱스를 피드백한다. 따라서 선택된 프리코더 조합은 [W3, W2] 이다.
감소 피드백을 이용한 협력 구조의 경우 선택된 프리코더 조합은[W3, W3] 이며 최소 MSV는 min(6,6)=6이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 단말(단말 1(115)을 가정)은 기지국 1 및 기지국 2의 기준 신호에 대해 채널 추정을 수행한다(610 단계). 여기는 기지국 1은 서빙 기지국이고, 기지국 2는 서빙 기지국 외의 다른 기지국을 나타낸다. 이후, 상기 단말은 기지국 1 및 기지국 2에 대한 MSV1를 계산한다(620 단계).
만약, 협력 구조가 사용되지 않는 경우(630 단계), MSV1에 대한 프리코더(코드워드) 인덱스를 선택하고 이를 상기 기지국으로 피드백한다(640 단계).
만약, 협력 구조가 사용되는 경우(630 단계) 그리고 완전 피드백이 사용되는 경우(650 단계), 계산한 MSV1의 테이블 전체를 상기 기지국으로 피드백한다(660 단계).
만약, 협력 구조가 사용되는 경우(630 단계) 그리고 감소 피드백이 사용되는 경우에는 코드워드 조합을 선택하고 선택한 코드워드 조합을 피드백한다(670 단계). 상기 코드워드 조합에서는 선택된 MSV 테이블 및 이에대한 인덱스가 포함될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면, 협력 구조가 사용되는 경우(710 단계), 기지국은 단말로부터 MSV를 수신한다(720 단계). 이후, 수신한 MSV 값을 기반으로 사용할 프리코더(코드워드)를 선택한다(730 단계). 상기 프리코더(코드워드) 선택 과정은 전술한 바와 같이, 수신한 MSV 에 따라 완전 피드백 기법과 감소 피드백 기법으로 구성된다.
만약, 상기 협력 구조가 사용되지 않는 경우(710 단계), 기지국은 단말로부터 프리코더(코드워드) 인덱스를 수신한다(740 단계). 이후, 수신한 프리코더(코드워드) 인텍스에 대한 프리코더(코드워드)를 선택한다(750 단계).
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 및 단말의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 기지국은 변조기(810), 프리코더(820), 프리코더(코드워드) 선택부(830), 코드북(835) 및 MSV 비교부(840)를 포함하여 구성되고, 단말은 채널 추정부(850), 복조부(860), 복호부(870), MSV 계산부(880), 코드북(885) 및 코드북 선택부(890)를 포함하여 구성된다.
먼저, 단말에 대해 설명하면, 기지국이 전송한 신호에 대해 상기 채널 추정부(850)가 채널 추정을 수행하고, 상기 복조부(860)가 복조 과정을, 상기 복호부(870)가 복호 과정을 수행한다.
상기 MSV 계산부(880)는 상기 채널추정부(850)가, 기지국이 전송한 기준 신호에 대해 수행한 채널 추정 값을 기반으로 전술한 바와 같이 MSV를 계산한다.
그리고, 계산한 MSV(895), 코드북 선택기(890)에 의해 선택된 MSV에 대한 코드북(885)의 인덱스, 즉, 프리코더(코드워드) 인덱스(897)는 상기 기지국으로 피드백된다. 전술한 피드백과정은 미도시되었지만, 송신모뎀을 포함하는 송신부에 의해 수행된다.
이제, 기지국에 대해 설명하면, 기지국이 전송하는 신호는 변조기(810)를 통해 변조되고 프리코더(820)를 통해 프리코딩 된 후 에어(air) 상으로 안테나를 통해 전송된다.
상기 기지국은 상기 MSV(895) 또는 프리코더(코드워드) 인덱스(897)를 수신한다. 이후, 상기 MSV 비교부(840)는 전술한 바와 같이, 완전 피드백 기법 또는 감소 피드백 기법을 사용하여 다른 기지국과 자신의 MSV 값을 서로 비교하고, 비교 결과를 상기 프리코더(코드워드 선택부)(830)에 제공한다. 상기 MSV 비교부(840)는 백홀을 통해 다른 기지국과 MSV를 서로 교환할 수 있다.
상기 프리코더(코드워드 선택부)(830)는 비교 결과를 기반으로 사용할 코드북(835), 즉, 프리코더(코드워드)를 결정하고, 이를 상기 프리코더(820)에 제공한다. 상기 프리코더(820)는 결정된 프리코더(코드워드)를 이용하여 프리코딩을 수행한다.
만약, 비 협력 구조가 사용되는 경우, 상기 프리코더(코드워드) 인덱스(897)이 상기 프리코더(코드워드) 선택부(835)로 제공되고, 상기 프리코더(코드워드) 선택부(830)는 상기 프리코더(코드워드) 인덱스(897)를 기반으로 사용할 프리코더(코드워드)를 선택하고, 이를 상기 프리코더(820)에 제공한다. 상기 프리코더(820)는 결정된 프리코더(코드워드)를 이용하여 프리코딩을 수행한다.
이제 본 발명에 대한 모의실험 결과에 대해 설명하면 하기와 같다.
본 발명은 도 1과 같이 두 개의 셀 경계에 같은 시간과 주파수 자원을 할당 받은 두 사용자 단말1(115)과 단말2(165)가 있는 경우를 가정하였다.
기지국1(110)은 단말1(115)에게 기지국2(150)는 단말2(165)에게 데이터를 동시에 전송하기 때문에 간섭이 매우 크게 작용하는 환경이다. 기지국들의 송신 안테나 수 nT 는 4개, 단말들의 수신 안테나 수 nR 는 2개 또는 4개의 경우에 대해 실험을 수행하였으며 안테나 간 상관도(correlation)는 없다고 가정한다. 동등한 비교를 위해 모든 기법의 sum-rate는 8bps/Hz로 통일하고 비트에러율(BER:Bit Error Rate) 성능을 비교하였다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 BER 성능을 도시한 제 1 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 종래 기술과 본 발명의 BER 성능(수신 안테나 2개, rank1 코드북, 16QAM)을 나타내고 rank 1 프리코더를 이용하면 OCI-NF를 사용할 수 있다. 본 발명은 종래의 양자화 전처리기에 비해 다이버시티 오더(Diversity Order) 및 SNR 이득면에서 우월함을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 BER 성능을 도시한 제 2 도면이다.
상기 도 10을 참조하면, 종래 기술과 본 발명의 BER 성능(수신 안테나 4개, rank2 코드북, QPSK)을 나타내고 rank 2 프리코더를 이용하면 OCI-NF를 사용할 수 있다. 본 발명은 종래의 양자화 전처리 기법에 비해 다이버시티 오더(diversity order)와 SNR 이득 측면에서 모두 개선되었음을 확인할 수 있다.
본 발명의 비 협력 구조(단순 인덱스 피드백)의 경우 동일한 피드백을 가지는 3비트 코드북을 사용한 종래의 양자화 기법뿐 아니라 유사한 연산량에 2배의 피드백을 가지는 6비트 코드북을 사용한 기존 양자화 기법보다 성능이 뛰어나다.
본 발명의 협력 구조의 경우에는 기지국간 정보 교환을 통한 성능 이득으로 비 협력 구조보다 우수하다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 다중 안테나 시스템에서 단말의 프리코더 선택 방법에 있어서,
    서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대해 채널 추정을 수행하는 과정과,
    상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 과정과,
    완전 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값의 테이블을 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 과정은,
    다른 기지국의 신호를 제거 혹은 감소시키는 수신단의 널링 필터(nulling filter)의 계수 행렬을 계산하는 과정과,
    상기 서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대한 채널 추정 행렬과 널링 필터의 계수 행렬의 곱을 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    감소 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값 중 서빙 기지국이 사용할 코드워드 조합을 선택하는 과정과,
    선택한 코드워드 조합을 기지국으로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 코드워드 조합은 상기 서빙 기지국이 사용할 수 있는 모든 코드워드 중에서 상기 다른 기지국이 사용하는 코드워드가 가장 나쁘게 선택되었을 때의 최소 싱귤러 값과 상기 최소 싱귤러 값이 최대가 되는 코드워드의 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    협력 구조가 사용되지 않는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값 중 상기 서빙 기지국이 사용할 수 있는 모든 코드워드 중에서 상기 다른 기지국이 사용하는 코드워드가 가장 나쁘게 선택되었을 때의 최소 싱귤러 값이 최대가 되는 코드워드의 인덱스를 상기 서빙 기지국으로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 다중 안테나 시스템에서 기지국의 프리코더 선택 방법에 있어서,
    단말로부터 설정 정보를 수신하는 과정과,
    협력 구조가 사용될 경우, 상기 설정 정보를 다른 기지국의 설정 정보와 교환하는 과정과,
    협력 구조가 사용될 경우, 상기 설정 정보 및 상기 다른 기지국의 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하는 과정과,
    협력 구조가 사용되지 않을 경우, 상기 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    최소 싱귤러 값 테이블, 최소 싱귤러 값 테이블에 대한 인덱스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 다중 안테나 시스템에서 코드워드를 선택하는 단말의 장치에 있어서,
    서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대해 채널 추정을 수행하는 채널 추정부와,
    상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 최소 싱귤러 값 계산부와,
    완전 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값 테이블를 기지국으로 피드백하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 최소 싱귤러 값 계산부는,
    다른 기지국의 신호를 제거 혹은 감소시키는 수신단의 널링 필터(nulling filter)의 계수 행렬을 계산하고, 상기 서빙 기지국 및 다른 기지국의 기준 신호에 대한 채널 추정 행렬과 널링 필터의 계수 행렬의 곱을 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산함으로써, 상기 채널 추정 결과를 이용하여 최소 싱귤러 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 최소 싱귤러 값 계산부는,
    감소 피드백 협력 구조가 사용되는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값 중 서빙 기지국이 사용할 코드워드 조합을 선택하고,
    상기 송신부는 선택한 코드워드 조합을 기지국으로 피드백하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 코드워드 조합은 상기 서빙 기지국이 사용할 수 있는 모든 코드워드 중에서 상기 다른 기지국이 사용하는 코드워드가 가장 나쁘게 선택되었을 때의 최소 싱귤러 값과 상기 최소 싱귤러 값이 최대가 되는 코드워드의 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 최소 싱귤러 값 계산부는,
    협력 구조가 사용되지 않는 경우, 계산한 최소 싱귤러 값 중 상기 서빙 기지국이 사용할 수 있는 모든 코드워드 중에서 상기 다른 기지국이 사용하는 코드워드가 가장 나쁘게 선택되었을 때의 최소 싱귤러 값이 최대가 되는 코드워드의 인덱스를 선택하고,
    상기 송신부는 상기 코드웡드의 인덱스를 상기 서빙 기지국으로 피드백하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 다중 안테나 시스템에서 프리코더를 선택하는 기지국의 장치에 있어서,
    단말로부터 설정 정보를 수신하고, 다른 기지국의 설정 정보와 교환하고 비교하는 최소 싱귤러 값 비교부와,
    협력 구조가 사용될 경우 상기 설정 정보를 다른 기지국의 설정 정보와 교환하고 상기 설정 정보 및 상기 다른 기지국의 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하고, 협력 구조가 사용되지 않을 경우 상기 설정 정보를 기반으로 전체 시스템에 대해 에러를 최소화하는 코드워드를 선택하는 코드워드 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    최소 싱귤러 값 테이블, 최소 싱귤러 값 테이블에 대한 인덱스 중 적어도 하나늘 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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