WO2024019341A1

WO2024019341A1 - 멀티-뉴머롤로지를 지원하는 mimo 시스템에서 선형 결합기를 포함하는 수신 장치 및 이의 동작 방법

Info

Publication number: WO2024019341A1
Application number: PCT/KR2023/008584
Authority: WO
Inventors: 박주성; 박현철; 손현수
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2024-01-25

Abstract

수신 장치가 개시된다. 일 실시 예는 복수의 안테나들, 상기 안테나들을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신하고, 상기 수신된 송신 신호들을 처리하여 디지털 신호들을 획득하는 RF 통신 회로, 및 상기 획득된 디지털 신호들 각각을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성하고, 복수의 뉴머롤로지(numerology)들 중 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 인덱스를 기초로 상기 생성된 주파수 영역 신호들을 배열하며, 상기 수신 장치 및 제2 뉴머롤로지를 사용하는 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택하고, 상기 서브 캐리어들 각각에 대해, 제1 채널 행렬 및 제2 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 행렬을 결정하고, 상기 결정된 각 유효 채널 행렬을 기초로 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합을 수행하여 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출하는 프로세서를 포함한다.

Description

멀티-뉴머롤로지를 지원하는 MIMO 시스템에서 선형 결합기를 포함하는 수신 장치 및 이의 동작 방법

본 개시는 멀티-뉴머롤로지를 지원하는 MIMO 시스템에서 선형 결합기를 포함하는 수신 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

Massive MIMO(multiple input multiple output) 시스템은 빔포밍 기술을 통해 빔포밍 기술을 통해 공간적 멀티플렉싱 이득(spatial multiplexing gain)과 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻을 수 있다. 빔포밍 기술의 일종류로 ZF(zero forcing) 결합이 있다. ZF 결합은 다수의 안테나를 이용하여 송신 신호를 특정 방향으로 집중시킴으로써 사용자 간 간섭을 제거할 수 있다.

단일 뉴머롤로지(numerology) 시스템에서 송신단의 채널 정보가 정확할 때 수신단에서 서브 캐리어 별로 채널을 슈도-인버전(pseudo-inversion)하여 ZF 결합을 수행하면 사용자 간 간섭을 거의 완벽히 제거할 수 있다. 멀티 뉴머롤로지 시스템에서, 무선 채널들이 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 겪을 때 수신단이 앞서 설명한 ZF 결합을 수행하는 경우, 뉴머롤로지 간의 간섭(inter-NI(numerology interference))를 완벽히 제거하지 못할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수신 장치는 복수의 안테나들; 상기 안테나들(1310)을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신하고, 상기 수신된 송신 신호들을 처리하여 디지털 신호들을 획득하는 RF(radio frequency) 통신 회로; 및 상기 획득된 디지털 신호들 각각을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성하고, 복수의 뉴머롤로지(numerology)들 중 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 인덱스를 기초로 상기 생성된 주파수 영역 신호들을 배열하며, 상기 수신 장치 및 제2 뉴머롤로지를 사용하는 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택하고, 상기 서브 캐리어들 각각에 대해, 제1 채널 행렬 및 제2 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 행렬을 결정하고, 상기 결정된 각 유효 채널 행렬을 기초로 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합을 수행하여 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출하는 프로세서를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수신 장치의 동작 방법은 복수의 안테나들을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신하는 동작; 상기 수신된 송신 신호들을 처리하여 디지털 신호들을 획득하는 동작; 상기 획득된 디지털 신호들 각각을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성하는 동작; 복수의 뉴머롤로지들 중 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 인덱스를 기초로 상기 생성된 주파수 영역 신호들을 배열하는 동작; 상기 수신 장치 및 제2 뉴머롤로지를 사용하는 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택하는 동작; 상기 서브 캐리어들 각각에 대해, 제1 채널 행렬 및 제2 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 행렬을 결정하는 동작; 및 상기 결정된 각 유효 채널 행렬을 기초로 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합을 수행하여 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출하는 동작을 포함할 수 있다.

상기 제1 채널 행렬은 상기 선택된 채널을 포함할 수 있고, 상기 제2 채널 행렬은 상기 제1 뉴머롤로지를 이용하는 다른 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널을 표현하는 채널 벡터를 포함할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 다중 입출력 안테나 통신 시스템의 구성도이다.

도 2a 내지 2c는 일 실시 예에 따른 멀티-뉴머롤로지 시스템의 종류들에 따른 주파수 영역에서 이용되는 자원을 도시한다.

도 3은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 설명하는 블록도이다.

도 4는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 UE의 구성을 설명하는 블록도이다.

도 5는 일 실시 예에 따른 SS 멀티-뉴머롤로지 시스템에서의 OFDM 심볼들을 도시한다.

도 6 내지 도 10은 일 실시 예에 따른 SS 멀티-뉴머롤로지 시스템을 설명하는 도면이다.

도 11은 일 실시 예에 따른 SS 멀티-뉴머롤로지 시스템에서의 inter-NI의 모델링을 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 일 실시 예에 따른 기지국에서 사용된 선형 결합기 별 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

도 13은 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 설명하는 블록도이다.

도 14는 일 실시 예에 따른 수신 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110) 및 하나 이상의 UE(user equipment)들(120-1 내지 120-K)을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국(110)만을 도시하나, 무선 통신 시스템은 기지국(110)과 동일 또는 유사한 다른 기지국을 더 포함할 수 있다.

기지국(110)은 하나 이상의 UE들(120-1 내지 120-K)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)일 수 있다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가질 수 있다. 기지국(110)은 "액세스 포인트(AP: access point)", "이노드비(eNB: eNodeB)", "5G 노드(5th generation node)", "지노드비(gNB: next generation nodeB)", "무선 포인트(wireless point)", "송수신 포인트(TRP: transmission/reception point)" 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

UE들(120-1 내지 120-K) 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, UE들(120-1 내지 120-K) 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. UE들(120-1 내지 120-K) 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication: MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 않을 수 있다. UE들(120-1 내지 120-K) 각각은 "단말(terminal)", "이동국(mobile station)", "가입자국(subscriber station)", "원격 단말(remote terminal)", "무선 단말(wireless terminal)", 또는 "사용자 장치(user device)" 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 도 1에서, UE들(120-1 내지 120-K)은 하나의 안테나를 포함하는 것으로 도시되었으나, UE들(120-1 내지 120-K) 각각이 포함하는 안테나의 개수는 하나로 한정되지 않는다.

기지국(110)은 복수의 안테나들을 통해 UE들(120-1 내지 120-K)로부터 상향 링크(UL: uplink) 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 복수의 안테나들을 통해 UE(120-1)의 송신 신호를 수신할 수 있고, 복수의 안테나들을 통해 UE(120-K)의 송신 신호를 수신할 수 있다.

무선 통신 시스템 내의 자원을 효율적으로 사용하면서 송신되는 신호들 간의 간섭을 감소시키기 위해 직교주파수분할(OFDM: orthogonal frequency division multiplexing) 방식이 채용될 수 있다.

5G NR(new radio)에서 지원하는 OFDM 구조는 뉴머롤로지(numerology)로 지칭될 수 있다. 특정 뉴머롤로지는 서브 캐리어(SC: subcarrier)의 서브 캐리어 간격(SCS: subcarrier spacing) 및 순환 전치(CP: cyclic prefix)에 의해 특정될 수 있다. 예를 들어, 제1 SCS 및 제1 CP를 갖는 뉴머롤로지는 제1 뉴머롤로지로 정의될 수 있고, 제2 SCS 및 제2 CP를 갖는 뉴머롤로지는 제2 뉴머롤로지로 정의될 수 있다.

복수의 뉴머롤로지들을 동시에 지원하는 시스템은 멀티-뉴머롤로지 시스템 또는 믹스-뉴머롤로지 시스템으로 지칭될 수 있다. 멀티-뉴머롤로지 시스템의 종류는 시간 또는 주파수 영역에서 이용되는 자원의 중첩(overlap) 여부에 따라서 달라질 수 있다.

도 2a는 서로 다른 뉴머롤로지들에게 겹치지 않게 주파수 자원을 할당하는 비-중첩(non-overlapping) 방식을 도시한다. 도 2b는 가드 밴드를 할당하는 비-중첩 방식을 도시한다. 도 2c는 무선 통신 시스템이 지원하는 모든 뉴머롤로지들이 시간 및 주파수 영역을 공유하는 방식을 도시한다.

비-중첩 방식은 무선 통신 시스템이 이용하는 전체 시스템 대역폭을 서브-밴드(sub-band) 단위로 나누어 각 서브-밴드를 사용자들 또는 각 뉴머롤로지에게 할당하는 방식일 수 있다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 예에서, 각 개별 박스(box)는 하나의 SC를 나타낼 수 있다.

도 2a에 도시된 예에서,

의 SCS는

의 SCS의 절반일 수 있다.

을 이용하는 사용자들에 대한 주파수 대역(211) 및

를 이용하는 사용자들에 대한 주파수 대역(212)은 중첩되지 않을 수 있다.

주파수 영역에서 뉴머롤로지 별로 서브-밴드를 할당함으로써 주파수 영역에서 서로 다른 뉴머롤로지들의 신호들이 공존하지 않는 경우에도, 대역 외 방사(OOBE: out-of-band emission)에 의한 뉴머롤로지들 간의 간섭이 존재할 수 있다.

도 2b의 가드 밴드를 할당하는 비-중첩 방식은 도 2a의 비-중첩 방식을 수정한 방식일 수 있다. 도 2b에 도시된 예에서,

이 이용하는 주파수 대역(221) 및

가 이용하는 주파수 대역(222)의 사이에 가드 밴드(223)가 할당됨으로써 OOBE에 의한 간섭이 감소될 수 있다.

도 2c에 도시된 예에서,

과

는 시간 및 주파수 영역을 공유할 수 있다.

스펙트럼 공유(SS: spectrum sharing) 멀티-뉴머롤로지 시스템은 무선 통신 시스템이 지원하는 뉴머롤로지들 중 적어도 일부의 자원이 시간 영역 및 주파수 영역에서 모두 중첩되는 방식일 수 있다. 일례로, SS 멀티-뉴머롤로지 시스템은 무선 통신 시스템이 지원하는 모든 뉴머롤로지들의 자원이 시간 영역 및 주파수 영역에서 모두 중첩되는 방식일 수 있다. SS 멀티-뉴머롤로지 시스템은 단일 뉴머롤로지만 지원하는 무선 통신 시스템에 비하여 다양한 종류의 간섭이 존재할 수 있다. 또한, SS 멀티-뉴머롤로지 시스템은 시스템이 허용하는 시간 영역 및 주파수 영역의 자원을 모두 활용하기 때문에 서브-밴드 기반의 멀티-뉴머롤로지 시스템보다 더 복잡한 간섭이 존재할 수 있다.

SS 멀티-뉴머롤로지 시스템에서 뉴머롤로지들 각각이 다른 뉴머롤로지들과 주파수 영역이 겹치지 않도록 일부의 SC에만 정보를 싣는(carry) 경우, SS 멀티-뉴머롤로지 시스템은 서브-밴드 기반의 멀티-뉴머롤로지 시스템이 될 수 있다. 이에 따라, SS 멀티-뉴머롤로지 시스템에 대한 개념은 멀티-뉴머롤로지 시스템의 전체를 포괄할 수 있는 개념일 수 있다.

멀티-뉴머롤로지 시스템에서 간섭 종류는 인트라(intra)-NI(numerology interference)와 인터(inter)-NI로 나눠질 수 있다. Intra-NI는 동일한 뉴머롤로지를 사용하는 사용자들 사이의 간섭으로, 기존의 단일 뉴머롤로지 시스템에서의 MUI(multi-user interference)와 동일한 형태를 가질 수 있다. Inter-NI는 서로 다른 뉴머롤로지들 사이의 간섭으로 기존의 단일 뉴머롤로지 시스템에서는 존재하지 않는 간섭일 수 있다. 멀티-뉴머롤로지 시스템에서 intra-NI와 inter-NI를 모두 포괄하여 INI라 지칭될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 기지국(110)은 최소한의 공간 자원을 이용하면서 원하는(desired) 뉴머롤로지 및 다른 뉴머롤로지 사이의 inter-NI를 제거(또는 완화)하기 위해 다른 뉴머롤로지를 사용하는 사용자와 기지국(110) 사이의 채널 정보 중 일부를 선택할 수 있다. 기지국(110)는 선형 결합기(예: ZF(zero forcing) 결합기 또는 LMMSE 결합기)를 이용하여 inter-NI 뿐 아니라 intra-NI를 제거(또는 완화)함으로써 desired 사용자의 데이터를 보다 정확히 복원(또는 획득)할 수 있다.

도 3에 예시된 기지국(300)의 구성은 도 1을 참조하여 전술된 기지국(110)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 "~부", "~기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

기지국(300)은 무선통신부(310), 백홀통신부(320), 저장부(330), 및 제어부(340)를 포함할 수 있다. 기지국(300)은 UE들(예: 도 1의 UE들(120-1 내지 120-K))과 통신할 수 있다.

무선통신부(310)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 동작들을 수행할 수 있다. 무선통신부(310)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부(310)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성할 수 있다. 데이터 수신시, 무선통신부(310)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.

무선통신부(310)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환(up converting)한 후 안테나들을 통해 송신할 수 있다. 무선통신부(310)는 안테나들을 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환(down converting)할 수 있다. 이를 위해, 무선통신부(310)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 무선통신부(310)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다.

무선통신부(310)는 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함하는 통신 모듈(또는, 패키지형 모듈)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 더 포함할 수 있다. FPGA는 설계 가능 논리 소자와 프로그래밍 가능한 내부선이 포함된 반도체 소자일 수 있다. 가능 논리 소자는 AND, OR, XOR, NOT 등의 논리 게이트 및 더 복잡한 디코더 기능을 복제하여 프로그래밍 할 수 있다. FPGA는 플립플롭(flip-flop)이나 메모리를 더 포함할 수 있다.

무선통신부(310)는 하드웨어의 측면에서, 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 디지털 유닛은 적어도 하나의 프로세서(예: DSP(digital signal processor))로 구현될 수 있다.

무선통신부(310)는 전술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 무선통신부(310)의 전부 또는 일부는 "송신기(transmitter)", "수신기(receiver)" 또는 "송수신기(transceiver)"로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부(310)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

백홀통신부(320)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 백홀통신부(320)는 기지국(110)에서 다른 노드(예: 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등)으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환할 수 있다.

저장부(330)는 기지국(110)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(330)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 저장부(330)는 제어부(340)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.

제어부(340)는 기지국(300)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(340)는 무선통신부(310)를 통해 또는 백홀통신부(320)을 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 제어부(340)는 저장부(330)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 제어부(340)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 다른 구현 예에 따라, 프로토콜 스택은 무선통신부(310)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제어부(340)는 상기의 기능들을 수행하기 위한 하드웨어 구성요소로서 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, UE(400)는 통신부(410), 저장부(420), 및 제어부(430)를 포함할 수 있다. UE(400)에 대한 설명은 도 1의 UE들(120-1 내지 120-K) 각각에 적용될 수 있다.

통신부(410)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 동작들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(410)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(410)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성할 수 있다. 데이터 수신 시, 통신부(410)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.

통신부(410)는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 하나 이상의 안테나를 통해 기지국(300)으로 송신할 수 있다. 통신부(410)는 하나 이상의 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 통신부(410)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.

통신부(410)는 다수의 송수신 경로들을 포함할 수 있다. 통신부(410)는 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 요소는 안테나로 지칭될 수 있고, 다수의 안테나 요소들로 구성된 안테나 어레이는 다수의 안테나들을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

통신부(410)는 하드웨어의 측면에서, 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 예를 들어, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 통신부(410)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 통신부(310)는 빔포밍을 수행할 수 있다.

통신부(410)는 전술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 통신부(410)의 전부 또는 일부는 "송신기", "수신기" 또는 "송수신기"로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(410)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

저장부(420)는 단말(400)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(420)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 저장부(420)는 제어부(430)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(430)는 단말(400)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(430)는 통신부(410)를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 제어부(430)는 저장부(420)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 제어부(430)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 제어부(430)는 상기의 기능들을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부로 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신부(410)의 일부 및 제어부(430)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.

아래 표 1은 일 실시 예에 따른 SS 멀티-뉴머롤로지 시스템에서 사용되는 용어들 및 각 용어의 설명을 보여준다.

[표 1]

표 1 계속

표 1 계속

표 1 계속

SS 멀티-뉴머롤로지 시스템에서는 기지국(예: 기지국(110, 300))은

개의 안테나들을 포함할 수 있고, UE들(예: UE들(120-1 내지 120-K)) 각각은 단일 안테나를 가질 수 있다. 본 명세서에서, 설명의 용이성을 위해서 각 UE가 단일 안테나만 갖는 것을 고려한다. UE가 2 개 이상의 안테나를 갖는 경우에는 기지국은 UE의 각 안테나를 서로 다른 가상의 UE의 안테나로 간주할 수 있다.

복수의 뉴머롤로지들 중 SCS가 가장 좁은 뉴머롤로지의 인덱스를

로 정의하고, SCS가 가장 넓은 뉴머롤로지의 인덱스를

으로 정의한다.

사용자 인덱스는 SCS가 가장 좁은 뉴머롤로지(즉,

)를 이용하는 사용자부터 부여될 수 있다. 예를 들어, 뉴머롤로지들의 개수가 3이고, 각각의 뉴머롤로지가 2개의 사용자(또는 UE)를 지원하는 경우,

일 수 있다.

설명되는 무선 통신 시스템은 모든 뉴머롤로지들이 전체 시스템 대역폭을 완전히 공유하는 SS 멀티-뉴멀롤로지를 지원하기 때문에, 모든 뉴머롤로지들에 대해서 모든 사용자들(또는 UE들)의 샘플링 주기가 동일할 수 있고, CP 비율이 동일할 수 있다. 모든 사용자들에 대해서는 시간 및 주파수 동기화가 수행된 환경이 고려될 수 있다.

뉴머롤로지 별로 SC 수가 상이하기 때문에 뉴머롤로지에 따라 OFDM 심볼의 주기가 다를 수 있다. 뉴머롤로지 별로 SC 수가 상이하더라도, 뉴머롤로지의 SC 수는 모두 2의 거듭제곱(exponentiation)의 형태이기 때문에 SCS가 가장 좁은 뉴머롤로지의 OFDM 심볼의 주기를 이용하면, 모든 뉴머롤로지들의 OFDM 심볼들이 동기화될 수 있다. SCS가 가장 좁은 뉴머롤로지(예:

의 뉴머롤로지)의 OFDM 심볼의 주기는 LCM 심볼 구간(

)이라 지칭될 수 있다.

일 실시 예에 있어서,

일 수 있다.

LCM 심볼 구간 동안 뉴머롤로지

는

개의 OFDM 심볼들을 송수신 할 수 있다.

도 5에,

이고

일 때

구간 내 OFDM 심볼들의 예시가 도시된다. 도 5에 도시된 예에서,

,

일 수 있다. 도 5에 도시된 예에서, 3 개의 뉴머롤로지들(

내지

)에 대해서LCM 심볼 구간을 통해 OFDM 심볼 동기화가 가능할 수 있다.

LCM 심볼 구간을 통해 모든 뉴머롤로지들의 신호들이 동기화 될 수 있지만 상향 링크에서는 하향 링크와 다르게 서로 다른 LCM 심볼 구간 내 신호 간 inter-NI가 발생할 수 있다. 본 명세서에서 두 개의 연속된 LCM 심볼 구간 동안 송신된 신호가 다뤄질 수 있고, 두 번째 LCM 심볼 구간 내 신호가 desired 신호라 가정한다.

기지국은 모든 뉴머롤로지들의 신호가 합쳐진 형태의 신호를 다수의 안테나들을 통해 동시에 수신할 수 있다. 기지국은 예를 들어 수신된 신호들에 ZF 결합을 수행하여 intra-NI 및 inter-NI를 공간영역에서 제거할 수 있다. 기지국은 예를 들어 수신된 신호들에 LMMSE 결합을 수행하여 잡음과 간섭의 영향을 최적으로 밸런싱할 수 있다.

도 6을 참조하면, UE

(610), UE

(620), 및 기지국(630)이 도시된다.

일 수 있고,

일 수 있다.

UE

(610)는 뉴머롤로지

(예:

)를 이용할 수 있고, UE

(620)는 뉴머롤로지

(예:

)를 이용할 수 있으며, 기지국(630)은 뉴머롤로지

와 뉴머롤로지

를 지원할 수 있다.

는

번째 LCM 심볼 구간 내 뉴머롤로지

의

번째 OFDM 심볼 내의

번째 SC의 데이터 스트림을 나타낸다. 뉴머롤로지

는

개의 SC를 가질 수 있고, LCM 심볼 구간 동안

개의 OFDM 심볼들을 송수신 할 수 있다.

는

및

에 대해 정의될 수 있다. 또한 Gaussian signaling을 가정하면

는 아래 수학식 1과 같이 모델링될 수 있다.

[수학식 1]

,

수학식 1에서,

은 평균이 0이고 분산이 1인 복소 가우시안 분포를 나타낼 수 있다. 위에서 설명한 것과 같이, 두 번째 LCM 심볼 구간에 원하는 신호가 있다고 가정하므로,

에 대하여 정의되는

가 원하는 데이터 스트림일 수 있다.

일 때, UE

(610)가

번째 LCM 심볼 구간의

번째 OFDM 심볼을 통해 송신하고자 하는 데이터 스트림은 아래 수학식 2로 표현될 수 있다.

[수학식 2]

.

UE

(610)는 데이터 송신 전 데이터 스트림에 전력을 할당할 수 있다. 전력이 할당된 데이터 스트림은

일 수 있고, 아래 수학식 3으로 표현될 수 있다.

[수학식 3]

수학식 3에서,

는 전력을 할당하기 위한 행렬을 나타낼 수 있고,

는 뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(610)의

번째 OFDM 심볼 내의

번째 SC에 할당되는 전력을 나타낼 수 있다.

전체 시스템 대역폭에 걸친 UE

(610)의 송신 파워는

로 제한될 수 있고, 송신 파워 제한을 만족시키기 위해서는 아래 수학식 4가 만족되어야 한다.

[수학식 4]

.

UE

(610)는

들에

-point IDFT(inverse discrete Fourier transform)(또는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform))(예:

-point IDFT)를 수행하여

들(예:

들)을 시간 영역 신호들로 변환할 수 있다. UE

(610)는 변환된 각 시간 영역 신호들을 P/S(parallel to serial) 변환을 통해 직렬 신호로 변환할 수 있다. UE

(610)는 변환된 직렬 신호에

길이의 CP(예: CP₁)을 부가(add)할 수 있고, CP₁이 부가된 직렬 신호에 상향 변환을 수행하여 RF 신호를 생성할 수 있으며, RF 신호를 안테나(610-1)를 통해 방사할 수 있다.

UE

(620)는 UE

(610)의 동작과 유사하게 동작하여 RF 신호를 안테나(620-1)를 통해 방사할 수 있다. 예를 들어, UE

(620)는

들(예:

들)에

-point IDFT(또는 IFFT)(예:

-point IDFT)를 수행하여

들을 시간 영역 신호들로 변환할 수 있다. UE

(620)는 변환된 각 시간 영역 신호들을 P/S 변환을 통해 직렬 신호로 변환할 수 있다. UE

(620)는 변환된 직렬 신호에

길이의 CP(예: CP₂)을 부가할 수 있고, CP₂가 부가된 직렬 신호에 상향 변환을 수행하여 RF 신호를 생성할 수 있으며, RF 신호를 안테나(620-1)를 통해 방사할 수 있다.

도 7을 참조하면, 기지국(630)은 안테나들(630-1 내지 630-

)을 통해 UE들(610 및 620)의 송신 신호들을 수신할 수 있다. 기지국(630)은 안테나들(630-1 내지 630-

)을 통해 UE

(610)의 RF 신호와 UE

(620)의 RF 신호를 수신할 수 있다. 안테나들(630-1 내지 630-

) 각각에서 UE

(610)의 송신 신호와 UE

(620)의 송신 신호가 합산될 수 있다.

안테나들(630-1 내지 630-

) 각각을 통해 수신된 신호에 백색 가우시안 잡음이 더해질 수 있다.

기지국(630)은 잡음이 더해진 각 신호에 하향 변환, CP₁ 제거, S/P 변환, 및

-point DFT(또는 FFT)을 수행할 수 있다. 기지국(630)은 DFT 결과에 데이터 재구성(data reconfiguration)(710-1)을 수행할 수 있다. 데이터 재구성(710-1)은, 예를 들어, DFT 결과를 SC 기준으로 배열하는 동작을 포함할 수 있다. 기지국(630)은 데이터 재구성(710-1)의 결과에 뉴머롤로지

=1을 위한 선형 결합기들(710-2)을 적용하여 UE

(610)의 데이터 스트림들(710-3)을 복원할 수 있다.

기지국(630)은 잡음이 더해진 각 신호에 하향 변환, CP₂ 제거, S/P 변환, 및

-point DFT(또는 FFT)을 수행할 수 있다. 기지국(630)은 DFT 결과에 데이터 재구성(710-2)을 수행할 수 있다. 데이터 재구성(710-2)은, 예를 들어, DFT 결과를 SC 기준으로 배열하는 동작을 포함할 수 있다. 기지국(630)은 데이터 재구성(710-2)의 결과에 뉴머롤로지

를 위한 선형 결합기들(720-2)을 적용하여 UE

(620)의 데이터 스트림들(720-3)을 복원할 수 있다.

는 앞서 표 1을 통해 설명한 것과 같이 뉴머롤로지

의

번째 OFDM 심볼의

번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기(또는 결합 행렬)이고,

는 데이터

를 수신하기 위해 설계된 결합 벡터이다. 도 7에 도시된 예에서,선형 결합기들(710-2) 내의

는 뉴머롤로지

의 첫번째 OFDM 심볼의 첫번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기이고,

는 뉴머롤로지

의 첫번째 OFDM 심볼의 두번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기이며, 선형 결합기들(710-2) 내의

는 뉴머롤로지

의 첫번째 OFDM 심볼의

번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기이다. 선형 결합기들(720-2) 내의

는 뉴머롤로지

의 n번째 OFDM 심볼의 첫번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기이고,

는 뉴머롤로지

의 n번째 OFDM 심볼의 두번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기이며,

는 뉴머롤로지

의 n번째 OFDM 심볼의

번째 SC의 데이터 스트림을 위한 선형 결합기이다.

<채널 모델>

도 6에 도시된 예에서, 기지국(630)의

번째 안테나와 UE

(610) 간의 채널 임펄스 응답은

로 표현될 수 있다.

는 UE

(610)와 기지국(630) 사이의 채널의 large-scale fading coefficient이고,

는 UE

(610)와 기지국(630)의

번째 안테나 사이의 small-scale fading 채널 벡터로,

의 분포를 따를 수 있다. 도 6에 도시된 예와 같이, 기지국(630)의 첫번째 안테나(630-1)와 UE

(610) 간의 채널 임펄스 응답은

로 표현될 수 있고, 기지국(630)의

번째 안테나(630-

)와 UE

(610) 간의 채널 임펄스 응답은

로 표현될 수 있다.

기지국(630)의

번째 안테나와 UE

(620) 간의 채널 임펄스 응답은

로 표현될 수 있다.

는 UE

(620)와 기지국(630) 사이의 large-scale fading coefficient이고,

는 UE

(620)와 기지국(630)의

번째 안테나 사이의 small-scale fading 채널 벡터로,

(620) 간의 채널 임펄스 응답은

로 표현될 수 있고, 기지국(630)의

번째 안테나(630-

)와 UE

(620) 간의 채널 임펄스 응답은

로 표현될 수 있다.

ISI(inter-symbol interference)를 회피하기 위해서 뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(610)의 채널의 탭 수

는 아래 수학식 5를 만족할 수 있다.

[수학식 5]

기지국(630)의

번째 안테나와 UE

(610) 간의 채널을

개 SC 별로 주파수 영역에서 표현하면 아래 수학식 6과 같다.

[수학식 6]

수학식 6에서,

는

-point unitary DFT 행렬을 나타낼 수 있다.

번째 SC 관점에서 UE

(610) 와 기지국(630) 간 채널을 공간 영역에서 벡터로 표현하면 아래 수학식 7과 같다.

[수학식 7]

<수신 신호 모델>

UE

(610)는 LCM 심볼 구간 동안

개의 OFDM 심볼들을 기지국(630)으로 전송할 수 있다. 기지국(630)에서 수신된 각 OFDM 심볼은 desired 신호, intra-NI, inter-NI, 및 잡음(예: AWGN(additive white Gaussian noise))의 합의 형태로 표현될 수 있다. 두번째 LCM 심볼 구간에 존재하는 뉴머롤로지

의 UE

(610)의

번째 OFDM 심볼의

번째 SC의 데이터 스트림에 대하여, desired 신호, intra-NI, inter-NI, 및 AWGN이 아래에서 설명된다.

desired 신호는 아래 수학식 8로 표현될 수 있다.

[수학식 8]

UE

(610)와 동일한 뉴머롤로지를 사용하는 다른 UE

로부터 받는 intra-NI는 아래 수학식 9로 표현될 수 있다.

[수학식 9]

UE

(610)와 다른 뉴머롤로지인 뉴머롤로지

의

번째 OFDM 심볼로부터 받는 inter-NI는 두 뉴머롤로지의 SCS의 광협(breadth and narrowness) 관계에 따라서 다르게 모델링될 수 있다.

가

에게 주는 간섭은

로 정의될 수 있다.

에서 desired 뉴머롤로지(예: 뉴머롤로지

=1)의 LCM 심볼 구간의 인덱스

를 표기하지 않는 이유는 desired 데이터 스트림이 두 번째 LCM 심볼 구간에 존재한다고 가정하기 때문이다.

일 실시 예에 있어서, 간섭을 주는 뉴머롤로지

의 SCS가 desired 뉴머롤로지

의 SCS보다 좁을 수 있다(케이스 1). 달리 표현하면,

일 수 있다.

케이스 1에서(즉

일 때), 뉴머롤로지

가 뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(610)의 데이터에 주는 간섭은 크게 두 가지 케이스로 나눌 수 있다.

케이스 1-i(서로 다른 LCM 심볼 구간에서의 신호 간 간섭)로, 이전 LCM 심볼 구간의 마지막 OFDM 심볼이 desired 뉴머롤로지의 데이터 중 다음 LCM 심볼 구간의 첫 번째 OFDM 심볼 내 데이터에 간섭을 줄 수 있다. 달리 표현하면, 서로 다른 LCM 심볼 구간에서 뉴머롤로지

가 뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(610)의 데이터에 간섭을 줄 수 있다. 이 때의 inter-NI는 아래 수학식 10으로 표현될 수 있다.

[수학식 10]

수학식 10에서,

이다.

수학식 10에서,

이다.

수학식 10에서,

이다.

케이스 1-ii(동일 LCM 심볼 구간에서의 신호 간 간섭)로, 동일한 LCM 심볼 구간 내 신호 사이에 inter-NI가 존재할 수 있다. 일례로, 두 뉴머롤로지만을 고려했을 때에 각 뉴머롤로지의 신호는 서로 다른 LCM 심볼 구간에 속하지만 다른 뉴머롤로지에 의하여 동일한 LCM 심볼 구간 내의 inter-NI로 보일 수 있다(케이스 1-ii-a). 도 8에 도시된 예와 같이,

의 제1 OFDM 심볼(810)에서의 신호와

의 제3 OFDM 심볼(820)에서의 신호는 서로 다른 LCM 심볼 구간에 속할 수 있다. OFDM 심볼(810)에서의 신호는 OFDM 심볼(820)에서의 신호에 간섭을 줄 수 있다. 하지만, 이러한 간섭은

에 의해 의하여 동일한 LCM 심볼 구간 내의 inter-NI로 보일 수 있다. 다른 예로, 두 뉴머롤로지만을 고려했을 때에도 동일한 LCM 심볼 구간 내 inter-NI로 보일 수 있다(케이스 1-ii-b). 도 9에 도시된 예와 같이, 뉴머롤로지₂의 제1 OFDM 심볼(810)은

의 제1 OFDM 심볼(910-1) 및 제2 OFDM 심볼(910-2)와 동일한 LCM 심볼 구간에 속할 수 있다.

의 제1 OFDM 심볼(810)에서의 신호는

의 제1 OFDM 심볼(910-1) 및 제2 OFDM 심볼(910-2)에서의 신호에 간섭을 줄 수 있다.

케이스 1-ii-a의 inter-NI는 아래 수학식 11로 모델링(또는 표현)될 수 있다.

[수학식 11]

일 때 케이스 1-ii-a 의 간섭이 존재할 수 있다.

케이스 1-ii-b의 inter-NI는 아래 수학식 12로 모델링(또는 표현)될 수 있다.

[수학식 12]

수학식 12에서,

일 수 있다.

은 시간 영역에서 뉴머롤로지

의

번째 OFDM 심볼의 관점에서 뉴머롤로지

의

번째 OFDM 심볼의 상대적 위치를 나타낼 수 있다.

일 때 케이스 1-ii-b 의 간섭이 존재할 수 있다.

위 수학식 12에서,

는 아래 수학식 13을 통해 정의될 수 있다.

[수학식 13]

위 수학식 12에서의 행렬

은 아래 수학식 14로 표현될 수 있다.

[수학식 14]

위 수학식 12에서의 행렬

의 구조는 도 10에 도시된 예와 같고, 아래 수학식 15로 표현될 수 있다.

[수학식 15]

위 수학식 15에서,

일 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 간섭을 주는 뉴머롤로지

의 SCS가 desired 뉴머롤로지

의 SCS보다 넓을 수 있다(케이스 2). 달리 표현하면,

일 수 있다.

케이스 2에서(즉

일 때), 서로 다른 LCM 심볼 구간에서의 신호 간 간섭은 존재하지 않을 수 있다. 뉴머롤로지

의 허용 채널 탭 수가 뉴머롤로지

의 CP보다 적을 수 있어, 서로 다른 LCM 심볼 구간에서의 신호 간 간섭은 존재하지 않을 수 있다.

케이스 2에서(즉

일 때), 동일 LCM 심볼 구간에서의 신호 간 inter-NI는 존재할 수 있고(케이스 2-i), 아래 수학식 16으로 모델링(또는 표현)될 수 있다.

[수학식 16]

위 수학식 16에서,

이고,

이다.

는 아래 수학식 17과 같이 정의될 수 있다.

[수학식 17]

는 아래 수학식 18과 같이 정의될 수 있다.

[수학식 18]

는 아래 수학식 19와 같이 정의될 수 있다.

[수학식 19]

desired 데이터(또는 데이터 스트림)는 두 번째 LCM 심볼 구간에 존재한다고 가정하므로 기지국(630)에서 하나의 LCM 심볼 구간 동안의 AWGN은 시간 영역과 공간 영역을 고려하여

로 정의될 수 있다. 각 AWGN은 시간 및 공간 영역에 있어서 서로 독립적이고 uncorrelated 되어 있어

의 모든 성분은 I.I.D(independent and identically distributed) 랜덤 변수이고, 각 성분은 분포

를 따른다. 여기서

는 AWGN의 PDS(power spectral density)이다.

뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(610)의 2 번째 LCM 심볼 구간의

번째 OFDM 심볼의

번째 SC의 데이터 검출에 영향을 끼치는 잡음은 아래 수학식 20으로 표현될 수 있다.

[수학식 20]

선형 결합기를 통과한 유효(effective) 잡음은

이다.

뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(610)의 2 번째 LCM 심볼 구간의

번째 OFDM 심볼의

번째 SC에 대한 수신 신호

는 아래 수학식 21로 표현될 수 있다.

[수학식 21]

수신 신호

에 대한 SINR(signal-to-interference-plus-noise ratio)은 아래 수학식 22로 표현될 수 있다.

[수학식 22]

위 수학식 22에서,

일 수 있다.

inter-NI는 두 뉴머롤로지의 SCS의 광협 관계에 따라 위 수학식 10, 수학식 11, 수학식 12, 및 수학식 16과 같이 다르게 표현될 수 있다. inter-NI의 모델링은 도 11에 도시된 예와 같이 표현될 수 있다.

도 11에서 천이 행렬(transition matrix)은 각 케이스(예: 케이스 1-i, 케이스 1-ii-a, 케이스 1-ii-b, 및 케이스 2-i 각각) 별로 바뀌는 행렬들의 곱을 나타낼 수 있다.

케이스 1-i에서, 수학식 10의

이 transition matrix에 해당할 수 있다.

케이스 1-ii-a에서, 수학식 11의

이 transition matrix에 해당할 수 있다.

케이스 1-ii-b에서, 수학식 12의

이 transition matrix에 해당할 수 있다.

케이스 2-i에서, 수학식 16의

이 transition matrix에 해당할 수 있다.

는 UE

(620)와 기지국(630) 간 채널을 뉴머롤로지

의 모든 SC 관점에서 바라본 채널 행렬일 수 있다. 여기서,

이다.

일 때

이면(다시 말해,

가

의 left null space에 존재하면), UE

(610)는 뉴머롤로지

를 사용하는 UE

(620)로부터 간섭을 받지 않을 수 있다.

는 아래 수학식 23으로 표현될 수 있다.

[수학식 23]

위 수학식 23에서,

이다.

는 행렬

의 처음

개의 column들로 구성된 행렬이다.

이 갖는 랭크(rank)는 UE

(620)의 채널 탭 수

이고, massive MIMO 시스템에서 rank deficient 행렬일 수 있다.

<선택 행렬 설계>

의 rank가

이므로, 기지국(630)은

에서

개의 column 벡터들(또는 채널 벡터들)을 선택할 수 있다. 기지국(630)이

개의 column 벡터들을 선택할 수 있도록 선택 행렬

이 정의(또는 설계)될 수 있다.

은 기지국(630)이 채널 행렬

에서

개 SC에 대한 서브 채널(sub-channel)들(또는 채널들)을 선택하도록 한다.

선택 행렬

에 의해 선택된 sub-channel들을 포함하는 새로운 채널 행렬은

로 표현될 수 있다.

행렬

의 역 행렬이 존재하면 수학식 23의

는 아래 수학식 24로 표현될 수 있다.

[수학식 24]

를 만족하는

는

를 만족할 수 있다.

행렬

의 역 행렬의 존재성을 numerical하게 보장하기 위해서

의 row 벡터들 중에서 correlation이 적은

개의 row 벡터들이 선택될 수 있다.

행렬

의 성질에 의해서 채널 coefficient를 가져올 SC 인덱스들의 집합

을 아래 수학식 25와 구성하면 선택된 채널 벡터들은 낮은 correlation coefficient를 가질 수 있다.

[수학식 25]

집합

에서, 원소들(elements) 사이의 간격(또는 주파수 간격)은

으로 일정할 수 있다. 이로 인해, 선택된 채널들 사이의 주파수 간격(또는 선택 행렬

에 의해 선택된 채널 벡터들 사이의 주파수 간격)은 일정할 수 있다.

위 수학식 25에서, 첫번째 원소는 1이나 이는 예시적인 사항일 뿐 첫번째 원소는 1이 아닌 다른 숫자일 수 있다.

선택 행렬

의

성분들을 아래 수학식 26과 같이 설계하면

의 row 벡터들은 낮은 correlation coefficient를 가질 수 있다.

[수학식 26]

위 수학식 26에서,

이고

일 수 있다.

위 수학식 26의

의 우변의 첫번째 항은 1인데, 이는 예시적인 사항일 뿐, 1이 아닌 다른 숫자일 수 있다.

전술한 선택 행렬을 생성하는 방법은 기지국(630)의 안테나들 각각과 UE

(620) 사이의 채널의 채널 탭 수가 모두

로 같다고 가정하였다. 실시 예에 따라, 기지국(630)의 안테나 별로 채널 탭 수가 상이할 수 있다. 이 경우, 기지국(630)은 기지국(630)의 안테나들과 UE

(620) 사이의 채널들 중 가장 큰 탭 수를

로 결정할 수 있고, 주파수 영역에서

개의 SC에 대한 채널을 전술한 실시예와 같이 선택할 수 있다.

앞서 설명한 선택 행렬은 UE

(620)로부터의 간섭만을 고려한 것이다.

뉴머롤로지

를 제외한 나머지 뉴머롤로지들의 UE들의 inter-NI를 제거하기 위한 채널 행렬은 아래 수학식 27로 표현될 수 있다.

[수학식 27]

을 만족하면, 기지국(630)은 UE

(610)의 데이터를 inter-NI 없이 검출할 수 있다.

기지국(630)이 intra-NI 제거 및 desired 방향으로의 빔포밍을 수행할 수 있도록 아래 수학식 28의 채널 행렬이 정의될 수 있다.

[수학식 28]

총 K개의 UE들을 위한 결합기는

로 표현될 수 있다. 여기서,

는 뉴머롤로지

의 UE들의 데이터를 실질적으로 검출하는데 쓰이는 결합기일 수 있다.

에서

를 제외한 나머지 성분(element)들은 0일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고,

에서

를 제외한 나머지 성분들은 임의의 수일 수 있다. 아래 수학식 29가 만족되면 ZF 결합기가 설계된 것일 수 있다.

[수학식 29]

위 수학식 29를 만족하는 ZF 결합기는 아래 수학식 30으로 표현될 수 있다.

[수학식 30]

위 수학식 30에서,

는 유효 채널 행렬로 지칭될 수 있다.

일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 기지국(630)은

에

를 결합하여

를 생성할 수 있다. 다시 말해, 기지국(630)은 "

"의 결합 순서에 따라

를 생성할 수 있다. 이에 제한되지 않고, 기지국(630)은 결합 순서를 변경하여

를 생성할 수 있다. 기지국(630)은

에

를 결합하여

를 생성할 수 있다. 다시 말해, 기지국(630)은 "

"의 결합 순서에 따라

를 생성할 수 있다. 이 경우,

일 수 있고,

일 수 있다.

=[

,

]와

=[

,

]를 구분하기 위해,

=[

,

]는 제1 유효 채널 행렬이라 지칭될 수 있고,

=[

,

]는 제2 유효 채널 행렬이라 지칭될 수 있다.

기지국(630)이 UE

(610)의 데이터를 검출할 때 MSE는 아래 수학식 31로 표현될 수 있다.

[수학식 31]

위 수학식 31에서,

(expectation)은 데이터 및 AWGN의 랜덤(random) 생성에 대한 것이다.

위 수학식 31의

는 위 수학식 9-12, 수학식 16, 및 수학식 22를 통해

에 대한 컨벡스(convex) 함수임을 알 수 있다. MSE는

에 대하여 convex 함수일 수 있어 MSE를 최소화하는 선형 결합기(LMMSE 결합기)가 유도될 수 있다.

LMMSE 결합기는 아래 수학식 32로 표현될 수 있다.

[수학식 32]

는 아래 수학식 33으로 표현될 수 있다.

[수학식 33]

위 수학식 33에서,

일 수 있다.

위 수학식 32의 LMMSE 결합기는 아래 수학식 34로 표현될 수 있다.

[수학식 34]

위 수학식 34의 LMMSE 결합기에는 채널 정보 뿐 아니라 뉴머롤로지들의 SCS 광협 관계, OFDM 심볼의 상대적 위치와 간섭을 받는 SC에 따라 달라지는 transition matrix가 고려될 수 있다.

위 수학식 34의 우변(right-hand side)의 첫번째 항(term) (

)에서

일 수 있고,

는 전체 시스템 대역폭에 걸친 AWGN의 평균 전력일 수 있다.

위 수학식 34의 우변의 첫번째 항(

)은 기지국(630)이 LMMSE 선형 결합을 수행할 때에 AWGN의 영향을 고려하기 위한 항으로, AWGN의 공분산 행렬(covariance matrix)을 desired 신호의 송신 세기로 나눈 것일 수 있다.

위 수학식 34의 우변의 두번째 항(

)은 기지국(630)이 LMMSE 선형 결합을 수행할 때에 desired 신호가 거쳐온 채널을 고려하기 위한 항을 나타낼 수 있다.

위 수학식 34의 우변의 세번째 항(

)은 기지국(630)이 LMMSE 선형 결합을 수행할 때에 intra-NI의 영향을 고려하기 위한 항을 나타낼 수 있다.

위 수학식 34의 우변의 네번째 항, 다섯번째 항, 및 여섯번째 항 각각은 기지국(630)이 LMMSE 선형 결합을 수행할 때에 inter-NI의 영향을 고려하기 위한 항을 나타낼 수 있다. 위 수학식 34의 우변의 네번째 항과 다섯번째 항 각각은

일 때의 inter-NI의 영향을 고려하기 위한 항을 나타낼 수 있고, 위 수학식 34의 우변의 여섯번째 항은

일 때의 inter-NI의 영향을 고려하기 위한 항을 나타낼 수 있다. 기지국(630)은

일 때 위 수학식 34의 우변의 네번째 항과 다섯번째 항 각각을 계산할 수 있고 우변의 여섯번째 항을 계산하지 않을 수 있다. 기지국(630)은

일 때의 위 수학식 34의 우변의 네번째 항과 다섯번째 항을 계산하지 않을 수 있고 우변의 여섯번째 항을 계산할 수 있다.

단일 뉴머롤로지 환경에서, inter-NI는 존재하지 않을 수 있다. 단일 뉴머롤로지 환경에서, 기지국(630)은 위 수학식 34의 우변의 네번째 항, 다섯번째 항, 및 여섯번째 항을 계산하지 않을 수 있다.

위에서 설명한 것과 같이, 본 명세서에서 설명의 용이성을 위해서 각 UE가 단일 안테나를 갖는 것을 고려하였다. UE가 2개 이상의 안테나를 갖는 경우에는 UE의 각 안테나를 서로 다른 가상의 UE의 안테나로 간주할 수 있다. 적어도 하나의 UE가 2개 이상의 안테나를 갖는 경우

의 크기 또는 차원이 변할 수 있다. desired 뉴머롤로지

의 UE가 1개의 안테나 뿐 아니라 x개의 추가 안테나들을 갖는 경우(다시 말해, UE가 1+x개의 안테나들을 갖는 경우), 기지국(630)은 desired 뉴머롤로지

를 사용하는 가상의 UE들이 x개 더 존재하는 것으로 가정할 수 있다. 기지국(630)의 안테나들과 가상의 x개의 UE들 사이의 채널이

에 추가될 수 있고,

의 크기 또는 차원이 증가할 수 있다. 다른 뉴머롤로지(예: 뉴머롤로지

)의 UE가 1개의 안테나 뿐 아니라 y개의 추가 안테나들을 갖는 경우(즉, UE가 1+y개의 안테나들을 갖는 경우), 기지국(630)은 다른 뉴머롤로지를 사용하는 가상의 UE들이 y개 더 존재하는 것으로 가정할 수 있다. 가상의 y개의 UE들 각각과 기지국(630) 사이의 채널 탭 수에 비례하여

의 column 차원이 증가할 수 있고,

의 크기 또는 차원이 증가할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 간섭을 야기하는 신호원(예: UE

(620))의 원래 신호에 대한 정보를 사전에 알지 못하는 경우 및/또는 모든 UE들 및 모든 뉴머롤로지들이 할당된 주파수 및 시간 자원을 모두 활용하는 시스템에서, 기지국(630)은 간섭을 위에서 설명한 ZF 선형 결합기를 통해 제거(또는 완화)하거나 위에서 설명한 LMMSE 선형 결합기를 통해 간섭과 잡음을 최적으로 밸런싱할 수 있다. 이에 따라, 기지국(630)은 통신 성능(예: 데이터 전송률)을 향상시킬 수 있다.

도 12는 일 실시 예에 따른 기지국에서 사용된 결합기에 따른 성능 비교의 일례를 보여주는 도면이다.

도 12를 참조하면, 기지국(630)이 일 실시 예에 따른 ZF 결합기(도 12의 w/ proposed [ZF]), 일 실시 예에 따른 LMMSE 결합기(도 12의 w/ proposed [LMMSE]), 및 기존의 LMMSE 결합기(도 12의 w/ conventional [LMMSE]) 각각을 사용하여 시뮬레이션을 수행했을 때, 뉴머롤로지의 UE 당 평균 데이터 전송률을 보여주는 도면이다. 여기서, 기존의 LMMSE 결합기는 단일 뉴머롤로지에 적합한 결합기를 나타낼 수 있다.

아래 표 2는 도 12의 시뮬레이션에서 사용된 파라미터들을 보여준다.

[표 2]

뉴머롤로지

를 사용하는 UE들의 데이터 전송률

은 아래 수학식 35로 표현될 수 있다.

[수학식 35]

위 수학식 35에서,

는 위 수학식 22를 통해 계산될 수 있다.

도 12에 도시된 예에서, 모든 UE들은 각 OFDM 심볼마다 동일한 전력 할당 방식을 사용할 수 있다. 모든 UE들 각각은 자신의 SC에 동일한 전력을 할당할 수 있다.

도 12에 도시된 예에서, 일 실시 예에 따른 LMMSE 결합기가 모든

값에서 가장 좋은 성능을 보여줄 수 있다. 달리 표현하면, 기지국(630)이 일 실시 예에 따른 LMMSE 결합기를 사용했을 때, 모든

값에서 UE 당 평균 데이터 전송률이 가장 높을 수 있다.

도 12에 도시된 예에서, 기존의 LMMSE 결합기는 inter-NI를 고려하지 않으므로,

값이 큰 구간(예:

값이 10을 초과하는 구간)에서는 성능이 포화될 수 있다. 일 실시 예에 따른 ZF 결합기는 inter-NI를 제거(또는 완화)할 수 있어, 간섭의 영향이 잡음의 영향보다 우세한 구간(

값이 큰 구간)에서 데이터 전송률이 지속적으로 증가할 수 있다.

도 13을 참조하면, 일 실시 예에 따른 수신 장치(1300)는 안테나들(1310), RF 통신 회로(1320), 및 프로세서(1330)를 포함할 수 있다.

수신 장치(1300)는 위에서 설명한 기지국(110, 300, 630)에 대응될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 안테나들(1310), RF 통신 회로(1320), 및 프로세서(1330)는 도 3의 기지국(300)의 무선통신부(310)에 포함될 수 있다.

RF 통신 회로(1320)는 RF 트랜시버 또는 RF 수신기로 달리 표현될 수 있다.

RF 통신 회로(1320)는 안테나들(1310)을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신할 수 있다. RF 통신 회로(1320)는 송신 장치들의 송신 신호들이 합쳐진 형태의 신호들을 안테나들(1310)을 통해 수신할 수 있다.

RF 통신 회로(1320)는 수신된 송신 신호들을 처리(예: 필터링, 하향 변환, ADC 동작 등)하여 디지털 신호들을 획득할 수 있다.

프로세서(1330)는 획득된 디지털 신호들 각각을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성할 수 있다. 일례로, 프로세서(1330)는 획득된 디지털 신호들 각각에서 제1 CP를 제거할 수 있고, 제1 CP가 제거된 디지털 신호들 각각에 S/P 변환을 수행할 수 있으며, S/P 변환의 결과에 주파수 영역 변환(예:

-point DFT(또는 FFT))을 수행하여 주파수 영역 신호들을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 CP는 복수의 뉴머롤로지들 중 제1 뉴머롤로지(또는 desired 뉴머롤로지)(예: 뉴머롤로지

)의 CP일 수 있다.

프로세서(1330)는 생성된 주파수 영역 신호들을 제1 뉴머롤로지의 SC들의 인덱스를 기초로 배열할 수 있다. 일례로, 프로세서(1330)는 생성된 주파수 영역 신호들을 제1 뉴머롤로지의 첫번째 SC에 대응되는 주파수 영역 신호들, 제1 뉴머롤로지의 두번째 SC에 대응되는 주파수 영역 신호들, ... , 제1 뉴머롤로지의 마지막 SC에 대응되는 주파수 영역 신호들로 분류할 수 있다. 이러한 배열 동작(또는 분류 동작)은 도 7을 통해 설명한 데이터 재구성(710-1)에 포함될 수 있다.

프로세서(1330)는 수신 장치(1300)와 제2 뉴멀롤로지(예: 뉴머롤로지

)를 사용하는 제2 송신 장치(예: UE

(620)) 사이의 채널들 중에서 일부를 선택할 수 있다. 일례로, 프로세서(1330)는 수신 장치(1300) 및 제2 송신 장치 사이의 채널들을 뉴머롤로지들 중 최소 인덱스를 갖는 뉴머롤로지(예: 뉴머롤로지

)의 SC들의 관점(view)에서 바라본 채널 행렬(예:

)을 결정할 수 있다. 프로세서(1330)는 결정된 채널 행렬에 선택 행렬(예:

)을 적용하여 수신 장치(1300)와 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택할 수 있다. 선택 행렬(예:

)은 채널 행렬(예:

) 내의 복수의 채널 벡터들(또는 column 벡터들) 중 제1 개수의 채널 벡터들(또는 column 벡터들)을 선택하도록 구성된 행렬일 수 있다. 여기서, 제1 개수는 제2 송신 장치와 수신 장치(1300) 사이의 채널 탭의 개수(예:

개)일 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 선택된 채널들 사이의 주파수 간격은 일정할 수 있고, 제2 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수(예:

) 및 제2 송신 장치와 수신 장치(1300) 사이의 채널 탭의 개수(예:

)를 기초로 결정될 수 있다. 일례로, 선택된 채널들 사이의 주파수 간격은 예를 들어

로 일정할 수 있다.

프로세서(1330)는 제1 뉴머롤로지의 SC들 각각에 대해 제1 채널 행렬(예: 수학식 27의

)과 제2 채널 행렬(예: 수학식 28의

)을 이용하여 유효 채널 행렬(예:

)을 결정할 수 있다. 제1 채널 행렬은 선택된 채널들(또는 선택된 채널 벡터들)을 포함할 수 있고, 제2 채널 행렬은 제1 뉴머롤로지를 이용하는 적어도 하나의 다른 송신 장치와 수신 장치(1300) 사이의 채널을 표현하는 채널 벡터를 포함할 수 있다.

프로세서(1330)는 결정된 각 유효 채널 행렬에 기초하여, 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합(예: ZF 선형 결합 또는 LMMSE 선형 결합)을 수행함으로써 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출(또는 복원)할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 프로세서(1330)는

기반의 선형 결합 또는

기반의 선형 결합을 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 수행함으로써 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 프로세서(1330)는 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 LMMSE 선형 결합을 수행함으로써 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출할 수 있다. 일례로, 프로세서(1330)는 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 지 여부를 체크할 수 있다. 프로세서(1330)는 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 경우(예:

일 때),

를 만족할 때 존재하는 제1 inter-NI(예: 케이스 1-ii-a의 간섭) 또는

을 만족할 때 존재하는 제2 inter-NI(예: 케이스 1-ii-b 의 간섭)을 고려하여 LMMSE 선형 결합을 수행할 수 있다. 프로세서(1330)는 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 작은 경우(예:

일 때),

을 만족할 때 존재하는 제3 inter-NI(예: 케이스 2-i의 간섭)을 고려하여 LMMSE 선형 결합을 수행할 수 있다.

도 1 내지 도 12를 통해 설명한 실시 예는 도 13의 송신 장치(1300)에 적용될 수 있다.

도 14를 참조하면, 동작 1410에서, 수신 장치(1300)는 안테나들(1310)을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신할 수 있다.

동작 1420에서, 수신 장치(1300)는 수신된 송신 신호들을 처리하여 디지털 신호들을 획득할 수 있다.

동작 1430에서, 수신 장치(1300)는 획득된 디지털 신호들을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성할 수 있다. 수신 장치(1300)는 획득된 디지털 신호들 각각에서 복수의 뉴머롤로지들 중 제1 뉴머롤로지의 순환 전치를 제거할 수 있다. 수신 장치(1300)는 순환 전치가 제거된 디지털 신호들 각각에 직렬-병렬 변환을 수행할 수 있다. 수신 장치(1300)는 직렬-병렬 변환의 결과에 주파수 영역 변환을 수행하여 주파수 영역 신호들을 생성할 수 있다.

동작 1440에서, 수신 장치(1300)는 복수의 뉴머롤로지들 중 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 인덱스를 기초로 주파수 영역 신호들을 배열할 수 있다.

동작 1450에서, 수신 장치(1300)는 수신 장치(1300) 및 제2 뉴머롤로지를 사용하는 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택할 수 있다. 수신 장치(1300)는 수신 장치(1300) 및 제2 송신 장치 사이의 채널들을 뉴머롤로지들 중 최소 인덱스를 갖는 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 관점에서 바라본 채널 행렬을 결정할 수 있고, 결정된 채널 행렬에 선택 행렬을 적용하여 수신 장치(1300) 및 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택할 수 있다.

동작 1460에서, 수신 장치(1300)는 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들 각각에 대해, 제1 채널 행렬 및 제2 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 행렬을 결정할 수 있다.

동작 1470에서, 수신 장치(1300)는 결정된 각 유효 채널 행렬을 통해 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합 동작을 수행하여 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출할 수 있다.

동작 1470에서, 수신 장치(1300)는, 예를 들어,

기반의 선형 결합 또는

동작 1470에서, 수신 장치(1300)는, 다른 예를 들어, 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 LMMSE 선형 결합을 수행함으로써 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출할 수 있다. 수신 장치(1300)는 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 지 여부를 체크할 수 있다. 수신 장치(1300)는 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 경우(예:

일 때),

을 만족할 때 존재하는 제2 inter-NI(예: 케이스 1-ii-b 의 간섭)을 고려하여 LMMSE 선형 결합을 수행할 수 있다. 수신 장치(1300)는 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 작은 경우(예:

일 때),

도 1 내지 도 13을 통해 설명한 실시 예는 도 14의 송신 장치(1300)의 동작 방법에 적용될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 저장할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 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.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims

수신 장치(1300)에 있어서,

복수의 안테나들(1310);

상기 안테나들(1310)을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신하고, 상기 수신된 송신 신호들을 처리하여 디지털 신호들을 획득하는 RF(radio frequency) 통신 회로(1320); 및

상기 획득된 디지털 신호들 각각을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성하고, 복수의 뉴머롤로지(numerology)들 중 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 인덱스를 기초로 상기 생성된 주파수 영역 신호들을 배열하며, 상기 수신 장치 및 제2 뉴머롤로지를 사용하는 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택하고, 상기 서브 캐리어들 각각에 대해, 제1 채널 행렬 및 제2 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 행렬을 결정하고, 상기 결정된 각 유효 채널 행렬을 기초로 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합을 수행하여 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출하는 프로세서(1330)

를 포함하고,

상기 제1 채널 행렬은 상기 선택된 채널을 포함하고, 상기 제2 채널 행렬은 상기 제1 뉴머롤로지를 이용하는 다른 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널을 표현하는 채널 벡터를 포함하는,

수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 수신 장치 및 상기 제2 송신 장치 사이의 상기 채널들을 상기 뉴머롤로지들 중 최소 인덱스를 갖는 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 관점(view)에서 바라본 채널 행렬을 결정하고, 상기 결정된 채널 행렬에 선택 행렬을 적용하여 상기 일부를 선택하는,

수신 장치.
제2항에 있어서,

상기 선택 행렬은,

상기 결정된 채널 행렬 내의 복수의 채널 벡터들 중 제1 개수의 채널 벡터들을 선택하도록 구성되는,

수신 장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 개수는 상기 제2 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널 탭의 개수인,

수신 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,

상기 선택된 채널들 사이의 주파수 간격은,

상기 제2 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수(
) 및 상기 제2 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널 탭의 개수(
)를 기초로 결정되는,

수신 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,

상기 프로세서는 상기 획득된 디지털 신호들 각각에서 상기 제1 뉴머롤로지의 순환 전치를 제거하고, 상기 순환 전치가 제거된 디지털 신호들 각각에 직렬-병렬 변환을 수행하며, 상기 직렬-병렬 변환의 결과에 주파수 영역 변환을 수행하여 상기 주파수 영역 신호들을 생성하도록 구성;

상기 프로세서는 하기 [수학식 1] 또는 하기 [수학식 2] 기반의 선형 결합을 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 수행하도록 구성; 또는

상기 프로세서는 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 LMMSE(linear minimum mean square error) 선형 결합을 수행하도록 구성되고,

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 1] 및 [수학식 2]에서,
는 상기 제1 뉴머롤로지를 나타내고,
는 상기 제1 뉴머롤로지를 이용하는 그룹의 크기를 나타내며,
는 상기 제2 송신 장치를 나타내고,
는 상기 제2 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널 탭의 개수를 나타내고,
는 상기 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어 인덱스를 나타내고,
는 상기 유효 채널 행렬을 나타내고,
는 상기 선형 결합기를 나타내는,

수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 [수학식 1]에서의 유효 채널 행렬은 하기 [수학식 3]를 통해 결정되고, 상기 [수학식 2]에서의 유효 채널 행렬은 하기 [수학식 4]를 통해 결정되며,

[수학식 3]

[수학식 4]

[수학식 3] 및 [수학식 4]에서,
는 상기 제1 채널 행렬을 나타내고,
는 상기 제2 채널 행렬을 나타내는,

수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 상기 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 지 여부를 체크하고, 상기 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 상기 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 경우, 하기 [수학식 5]를 만족할 때 존재하는 제1 인터 뉴머롤로지 간섭 또는 하기 [수학식 6]을 만족할 때 존재하는 제2 인터 뉴머롤로지 간섭을 고려하여 상기 LMMSE 선형 결합을 수행하며, 상기 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 상기 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 작은 경우, 하기 [수학식 7]을 만족할 때 존재하는 제3 인터 뉴머롤로지 간섭을 고려하여 상기 LMMSE 선형 결합을 수행하고,

[수학식 5]

[수학식 6]

[수학식 7]

[수학식 5] 내지 [수학식 7]에서,
은 상기 제1 뉴머롤로지의 OFDM 심볼의 인덱스를 나타내고,
은 상기 제2 뉴머롤로지의 OFDM 심볼의 인덱스를 나타내며,
는 상기 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수를 나타내고,
는 상기 제2 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수를 나타내고,

[수학식 7]에서,
은 상기 제2 뉴머롤로지의 LCM(least common multiplier) 심볼 구간의 인덱스를 나타내는,

수신 장치.
수신 장치(1300)의 동작 방법에 있어서,

복수의 안테나들(1310)을 통해 송신 장치들로부터 송신 신호들을 수신하는 동작(1410);

상기 수신된 송신 신호들을 처리하여 디지털 신호들을 획득하는 동작(1420);

상기 획득된 디지털 신호들 각각을 처리하여 주파수 영역 신호들을 생성하는 동작(1430);

복수의 뉴머롤로지(numerology)들 중 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 인덱스를 기초로 상기 생성된 주파수 영역 신호들을 배열하는 동작(1440);

상기 수신 장치 및 제2 뉴머롤로지를 사용하는 제2 송신 장치 사이의 채널들 중에서 일부를 선택하는 동작(1450);

상기 서브 캐리어들 각각에 대해, 제1 채널 행렬 및 제2 채널 행렬을 이용하여 유효 채널 행렬을 결정하는 동작(1460); 및

상기 결정된 각 유효 채널 행렬을 기초로 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 선형 결합을 수행하여 제1 송신 장치의 데이터 스트림들을 검출하는 동작(1470)

을 포함하고,

상기 제1 채널 행렬은 상기 선택된 채널을 포함하고, 상기 제2 채널 행렬은 상기 제1 뉴머롤로지를 이용하는 다른 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널을 표현하는 채널 벡터를 포함하는,

수신 장치(1300)의 동작 방법.
제9항에 있어서,

상기 선택하는 동작은,

상기 수신 장치 및 상기 제2 송신 장치 사이의 상기 채널들을 상기 뉴머롤로지들 중 최소 인덱스를 갖는 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 관점(view)에서 바라본 채널 행렬을 결정하고, 상기 결정된 채널 행렬에 선택 행렬을 적용하여 상기 일부를 선택하는,

수신 장치의 동작 방법.
제10항에 있어서,

상기 선택 행렬은 상기 결정된 채널 행렬 내의 복수의 채널 벡터들 중 제1 개수의 채널 벡터들을 선택하도록 구성되고,

상기 제1 개수는 상기 제2 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널 탭의 개수인,

수신 장치의 동작 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 하나에 있어서,

상기 선택된 채널들 사이의 주파수 간격은,

상기 제2 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수(
) 및 상기 제2 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널 탭의 개수(
)를 기초로 결정되는,

수신 장치의 동작 방법.
제9항 내지 제12항 중 어느 하나에 있어서,

상기 주파수 영역 신호들을 생성하는 동작은,

상기 획득된 디지털 신호들 각각에서 상기 제1 뉴머롤로지의 순환 전치를 제거하는 동작, 상기 순환 전치가 제거된 디지털 신호들 각각에 직렬-병렬 변환을 수행하는 동작, 및 상기 직렬-병렬 변환의 결과에 주파수 영역 변환을 수행하여 상기 주파수 영역 신호들을 생성하는 동작을 포함; 또는

상기 검출하는 동작은,

하기 [수학식 1] 또는 하기 [수학식 2] 기반의 선형 결합을 상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 수행하는 동작을 포함; 또는

상기 검출하는 동작은,

상기 배열된 주파수 영역 신호들 각각에 LMMSE(linear minimum mean square error) 선형 결합을 수행하는 동작을 포함하고,

[수학식 1]

[수학식 2]

을 포함하고,

[수학식 1] 및 [수학식 2]에서,
는 상기 제1 뉴머롤로지를 나타내고,
는 상기 제1 뉴머롤로지를 이용하는 그룹의 크기를 나타내며,
는 상기 제2 송신 장치를 나타내고,
는 상기 제2 송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널 탭의 개수를 나타내고,
는 상기 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어 인덱스를 나타내고,
는 상기 유효 채널 행렬을 나타내고,
는 상기 선형 결합기를 나타내는,

수신 장치의 동작 방법.
제13항에 있어서,

상기 [수학식 1]에서의 유효 채널 행렬은 하기 [수학식 3]를 통해 결정되고, 상기 [수학식 2]에서의 유효 채널 행렬은 하기 [수학식 4]를 통해 결정되며,

[수학식 3]

[수학식 4]

[수학식 3] 및 [수학식 4]에서,
는 상기 제1 채널 행렬을 나타내고,
는 상기 제2 채널 행렬을 나타내는,

수신 장치의 동작 방법.
제13항에 있어서,

상기 LMMSE 선형 결합을 수행하는 동작은,

상기 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 상기 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 지 여부를 체크하는 동작;

상기 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 상기 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 큰 경우, 하기 [수학식 5]를 만족할 때 존재하는 제1 인터 뉴머롤로지 간섭 또는 하기 [수학식 6]을 만족할 때 존재하는 제2 인터 뉴머롤로지 간섭을 고려하여 상기 LMMSE 선형 결합을 수행하는 동작; 및

상기 제1 뉴머롤로지의 인덱스가 상기 제2 뉴머롤로지의 인덱스보다 작은 경우, 하기 [수학식 7]을 만족할 때 존재하는 제3 인터 뉴머롤로지 간섭을 고려하여 상기 LMMSE 선형 결합을 수행하는 동작

을 포함하고,

[수학식 5]

[수학식 6]

[수학식 7]

[수학식 5] 내지 [수학식 7]에서,
은 상기 제1 뉴머롤로지의 OFDM 심볼의 인덱스를 나타내고,
은 상기 제2 뉴머롤로지의 OFDM 심볼의 인덱스를 나타내며,
는 상기 제1 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수를 나타내고,
는 상기 제2 뉴머롤로지의 서브 캐리어들의 개수를 나타내고,

[수학식 7]에서,
은 상기 제2 뉴머롤로지의 LCM(least common multiplier) 심볼 구간의 인덱스를 나타내는,

수신 장치의 동작 방법.