JP4594361B2 - 多重アンテナシステムにおけるデータ送受信装置及び方法とそれを支援するシステム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態による閉ループ方式の多重アンテナシステムを示す。図1に示すように、多重アンテナシステムは、一つの送信装置110と、複数の受信装置120-1,120-Nを含む。送信装置110は基地局であると仮定し、複数の受信装置120-1、120-Nは、ユーザー端末であると仮定する。下記の説明では、一つの受信装置120-1に基づいて説明し、残りの受信装置に対しても同一に適用されうることが自明である。
図2は、本発明の実施形態による受信装置の具体的な構成の一例を示す。図2では、2個のデータストリームグループ、すなわち送信装置から2個のアンテナグループを通じてデータストリームが伝送されると仮定する。
図5は、本発明の実施形態による送信装置の具体的な構成の一例を示す。
114 フィードバック情報処理部
122-1 チャンネル推定部
124-1 フィードバック情報生成部
120-N 受信装置
220 グループ信号検出部
232 第1の空間デマルチプレクサ
234 第2の空間デマルチプレクサ
242 第1のデマッパ
244 第2のデマッパ
252 第1のデコーダ
254 第2のデコーダ
210 チャンネル推定/フィードバック情報生成部
520 ユーザーストリーム処理部
532 第1のエンコーダ
534 第2のエンコーダ
542 第1のマッパ
544 第2のマッパ
552 第1の空間マルチプレクサ
554 第2の空間マルチプレクサ
510 フィードバック情報処理部
Claims (44)
- 複数のアンテナに対するアンテナグルーピングを通じて複数のアンテナグループを定義し、前記複数のアンテナグループ別にデータ送信を遂行する閉ループ方式の多重アンテナシステムであって、
受信信号から前記アンテナグループ別に送信されたデータストリーム各々に対するチャンネル品質情報を獲得する段階と、
前記アンテナグループ別に獲得されたチャンネル品質情報から最大チャンネル品質情報、前記最大チャンネル品質情報に対応するアンテナグループインデックス、ランク情報、
及び前記ランク情報に対応する残りのチャンネル品質情報を決定する段階と、
前記決定された最大チャンネル品質情報、アンテナグループインデックス、ランク情報、及び残りのチャンネル品質情報をフィードバック情報として送信装置に伝送する段階と、を含み、
前記最大チャンネル品質情報は、第1の信号検出技法を使用して決定され、
前記残りのチャンネル品質情報は、第2の信号検出技法を使用して計算されたチャンネル品質情報と第3の信号検出技法を使用して計算されたチャンネル品質情報のうち、より高い伝送率を得ることができるチャンネル品質情報として決定され、
前記ランク情報は、前記残りのチャンネル品質情報で決定された前記チャンネル品質情報を獲得するために使用された信号検出技法に対応した一つのユーザ−にデータストリームを伝送する際に用いられるアンテナグループの数として決定される
ことを特徴とするデータ受信方法。 - 前記チャンネル品質情報を獲得する段階は、
前記受信信号に対するチャンネル推定を通じて前記アンテナグループ別に送信されたデータストリームの各々に対応するチャンネル特性を推定し、
前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループ別に送信されたデータストリームの各々に対応するチャンネル品質情報を獲得する
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ受信方法。 - 前記最大チャンネル品質情報を決定する段階は、
第1の信号検出技法を使用して前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループ別に送信されたデータストリーム各々に対するチャンネル品質情報を計算し、
前記各データストリーム別に計算されたチャンネル品質情報を比較して最も良好なチャンネル品質情報を前記最大チャンネル品質情報として決定する
ことを特徴とする請求項2に記載のデータ受信方法。 - 前記ランク情報を決定する段階は、
前記第2の信号検出技法を使用して前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを通じて送信されたデータストリームに対する第1のチャンネル品質情報を計算し、
前記第3の信号検出技法を使用して前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを通じて送信されたデータストリームに対する第2のチャンネル品質情報を計算し、
前記第1のチャンネル品質情報によって計算された第1の伝送率と前記第2のチャンネル品質情報によって計算された第2の伝送率とを比較することにより、前記ランク情報を決定する
ことを特徴とする請求項3に記載のデータ受信方法。 - 前記第1の信号検出技法は線形検出方式で、前記第2の信号検出技法は非線形検出方式である
ことを特徴とする請求項4に記載のデータ受信方法。 - 前記第3の信号検出技法は、前記アンテナグループの中で一つのアンテナグループを除いて残りのアンテナグループをターンオフし、前記一つのアンテナグループを通じて送信されるデータストリームのみに対してチャンネル推定を遂行する方式である
ことを特徴とする請求項5に記載のデータ受信方法。 - 前記第1の信号検出技法はMMSE(Minimum Mean Square Error)方式で、前記第2の信号検出技法はSIC(Successive Interference Cancellation)方式で、前記第3の信号検出技法はビームフォーミング方式である
ことを特徴とする請求項4に記載のデータ受信方法。 - 前記チャンネル品質情報は、有効信号対雑音比(Effective Signal−to−Noise Ratio)である
ことを特徴とする請求項7に記載のデータ受信方法。 - 前記ランク情報を決定する段階は、
最大ESNとSIC方式によって計算されたチャンネル品質情報によって第1の伝送率を算出し、
ビームフォーミング方式によって計算されたESNにより第2の伝送率を算出し、
前記第1の伝送率と前記第2の伝送率とを比較し、
前記比較結果により前記ランク情報を決定する
ことを特徴とする請求項8に記載のデータ受信方法。 - 前記ランク情報を決定する段階は、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率より大きければ、前記ランク情報を前記アンテナグループを通じて複数のデータストリームの送信を要求する値として決定し、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率以下であれば、前記ランク情報を前記アンテナグループを通じて一つのデータストリームの送信を要求する値として決定する
ことを特徴とする請求項9に記載のデータ受信方法。 - 前記残りのチャンネル品質情報を決定する段階は、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率より大きければ、前記残りのチャンネル品質情報を前記SIC方式によって計算されたESNとして決定し、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率以下であれば、前記残りのチャンネル品質情報を前記ビームフォーミング方式によって計算されたESNとして決定する
ことを特徴とする請求項10に記載のデータ受信方法。 - 複数のアンテナに対するアンテナグルーピングを通じて複数のアンテナグループを定義し、前記複数のアンテナグループ別にデータ送信を遂行する閉ループ方式の多重アンテナシステムであって、
受信信号から前記アンテナグループ別に送信されたデータストリーム各々に対するチャンネル品質情報を獲得するチャンネル推定部と、
前記アンテナグループ別に獲得されたチャンネル品質情報から最大チャンネル品質情報、前記最大チャンネル品質情報に対応するアンテナグループインデックス、ランク情報、及び前記ランク情報に対応する残りのチャンネル品質情報を決定し、前記決定された最大チャンネル品質情報、アンテナグループインデックス、ランク情報、及び残りのチャンネル品質情報によってフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記フィードバック情報を送信装置に伝送する送信部と、を含み、
前記最大チャンネル品質情報は、第1の信号検出技法を使用して決定され、
前記残りのチャンネル品質情報は、第2の信号検出技法を使用して計算されたチャンネル品質情報と第3の信号検出技法を使用して計算されたチャンネル品質情報のうち、より高い伝送率を得ることができるチャンネル品質情報として決定され、
前記ランク情報は、前記残りのチャンネル品質情報で決定された前記チャンネル品質情報を獲得するために使用された信号検出技法に対応したデータストリームのグループの個数として決定される
ことを特徴とするデータ受信装置。 - 前記チャンネル推定部は、
前記受信信号に対するチャンネル推定を通じて前記アンテナグループ別に送信されたデータストリーム各々に対応するチャンネル特性を推定し、前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループ別に送信されたデータストリーム各々に対応するチャンネル品質情報を獲得する
ことを特徴とする請求項12に記載のデータ受信装置。 - 前記フィードバック情報生成部は、
第1の信号検出技法を使用して前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループ別に送信されたデータストリームの各々に対するチャンネル品質情報を計算し、前記各データストリーム別に計算されたチャンネル品質情報を比較して最も良好なチャンネル品質情報を前記最大チャンネル品質情報として決定する
ことを特徴とする請求項13に記載のデータ受信装置。 - 前記フィードバック情報生成部は、
前記第2の信号検出技法を使用して前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを通じて送信されたデータストリームに対する第1のチャンネル品質情報を計算し、前記第3の信号検出技法を使用して前記推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを通じて送信されたデータストリームに対する第2のチャンネル品質情報を計算し、前記第1のチャンネル品質情報によって計算された第1の伝送率と前記第2のチャンネル品質情報によって計算された第2の伝送率を比較することにより、前記ランク情報を決定する
ことを特徴とする請求項14に記載のデータ受信装置。 - 前記第1の信号検出技法は線形検出方式で、前記第2の信号検出技法は非線形検出方式である
ことを特徴とする請求項15に記載のデータ受信装置。 - 前記第3の信号検出技法は、前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを除いて残りのアンテナグループをターンオフし、前記一つのアンテナグループを通じて送信されるデータストリームのみに対してチャンネル推定を遂行する方式である
ことを特徴とする請求項16に記載のデータ受信装置。 - 前記第1の信号検出技法はMMSE(Minimum Mean Square Error)方式で、前記第2の信号検出技法はSIC(Successive Interference Cancellation)方式で、前記第3の信号検出技法はビームフォーミング方式である
ことを特徴とする請求項15に記載のデータ受信装置。 - 前記チャンネル品質情報は、有効信号対雑音比(ESN)である
ことを特徴とする請求項18に記載のデータ受信装置。 - 前記フィードバック情報生成部は、
最大ESNとSIC方式によって計算されたESNによって第1の伝送率を算出し、ビームフォーミング方式によって計算されたESNにより第2の伝送率を算出し、前記第1の伝送率と前記第2の伝送率とを比較し、前記比較結果により前記ランク情報を決定する
ことを特徴とする請求項19に記載のデータ受信装置。 - 前記フィードバック情報生成部は、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率より大きければ、前記ランク情報を前記アンテナグループを通じて複数のデータストリームの送信を要求する値として決定し、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率以下であれば、前記ランク情報を前記アンテナグループを通じて一つのデータストリームの送信を要求する値として決定する
ことを特徴とする請求項20に記載のデータ受信装置。 - 前記フィードバック情報生成部は、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率より大きければ、前記残りのチャンネル品質情報を前記SIC方式によって計算されたESNに決定し、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率以下であれば、前記残りのチャンネル品質情報を前記ビームフォーミング方式によって計算されたESNに決定する
ことを特徴とする請求項21に記載のデータ受信装置。 - 複数のアンテナに対するアンテナグルーピングを通じて複数のアンテナグループを定義し、前記複数のアンテナグループ別にデータ送信を遂行する閉ループ方式の多重アンテナシステムであって、
複数の受信装置から最大チャンネル品質情報、前記最大チャンネル品質情報に対応するアンテナグループインデックス、ランク情報及び残りのチャンネル品質情報を含むフィードバック情報を受信する段階と、
前記各受信装置からフィードバック情報として提供された前記最大チャンネル品質情報と前記アンテナグループインデックスに基づいて多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)を算出する段階と、
前記各受信装置によってフィードバック情報として提供された前記ランク情報と前記残りのチャンネル品質情報及び前記最大チャンネル品質情報に基づいて単一ユーザーモードでの伝送率の合計(R_SU)を算出する段階と、
前記多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)と前記単一ユーザーモードでの伝送率の合計(R_SU)の比較結果によって単一ユーザーモードと多重ユーザーモードのうちの一つを伝送モードとして選択する段階と、
前記選択された伝送モードによってデータストリームを伝送する段階と、を含み
前記ランク情報は、データストリームのグループの個数を示す
ことを特徴とするデータ送信方法。 - 前記多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)を算出する段階は、
前記アンテナインデックスを参照して前記最大チャンネル品質情報を前記アンテナグループ別に収集し、
前記各アンテナグループに対応して収集された最大チャンネル品質情報から前記アンテナグループ別に最大チャンネル品質情報を選択し、
前記アンテナグループ別に選択された最大チャンネル品質情報の合計によって前記多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)を算出する
ことを特徴とする請求項23に記載のデータ送信方法。 - 前記単一ユーザーモードでの伝送率の合計(R_SU)を算出する段階は、
前記受信装置別に前記ランク情報を考慮して前記各アンテナグループに対応するチャンネル品質情報を収集し、
前記各アンテナグループに対応して収集されたチャンネル品質情報に基づいて前記受信装置別に伝送率の合計を算出し、
前記受信装置別に算出された伝送率の合計の中で、一番大きい伝送率の合計を前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)として決定する
ことを特徴とする請求項24に記載のデータ送信方法。 - 前記各アンテナグループに対応して収集されたチャンネル品質情報は、該当受信装置からのフィードバック情報に含まれた最大チャンネル品質情報と残りのチャンネル品質情報のうちの一つである
ことを特徴とする請求項25に記載のデータ送信方法。 - 前記最大チャンネル品質情報と残りのチャンネル品質情報は、有効信号対雑音比(ESN)である
ことを特徴とする請求項26に記載のデータ送信方法。 - 前記伝送モードを選択する段階は、
前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)が前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)以下であれば、前記多重ユーザーモードを伝送モードとして選択し、
前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)が前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)より大きければ、前記単一ユーザーモードを伝送モードとして選択する
ことを特徴とする請求項27に記載のデータ送信方法。 - 複数のアンテナに対するアンテナグルーピングを通じて複数のアンテナグループを定義し、前記複数のアンテナグループ別にデータ送信を遂行する閉ループ方式の多重アンテナシステムであって、
複数の受信装置から最大チャンネル品質情報、前記最大チャンネル品質情報に対応するアンテナグループインデックス、ランク情報及び残りのチャンネル品質情報を含むフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報によって単一ユーザーモードと多重ユーザーモードのうちの一つを伝送モードとして選択し、前記選択された伝送モードによる制御を遂行するフィードバック情報処理部と、
前記各受信装置に伝送しようとするデータストリームを入力とし、前記フィードバック情報処理部の制御によって前記データストリームを多重ユーザーモード又は単一ユーザーモードによって伝送する送信部と、を含み、
前記ランク情報は、データストリームのグループの個数を示す
ことを特徴とするデータ送信装置。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記各受信装置からフィードバック情報として提供された前記最大チャンネル品質情報と前記アンテナグループインデックスに基づいて多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)を算出し、前記各受信装置によってフィードバック情報として提供された前記ランク情報と前記残りのチャンネル品質情報及び前記最大チャンネル品質情報に基づいて単一ユーザーモードでの伝送率の合計(R_SU)を算出し、前記多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)と前記単一ユーザーモードでの伝送率の合計(R_SU)との比較結果によって単一ユーザーモードと多重ユーザーモードのうちの一つを伝送モードとして選択する
ことを特徴とする請求項29に記載のデータ送信装置。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記アンテナインデックスを参照して前記最大チャンネル品質情報を前記アンテナグループ別に収集し、前記各アンテナグループに対応して収集された最大チャンネル品質情報から前記アンテナグループ別に最大チャンネル品質情報を選択し、前記アンテナグループ別に選択された最大チャンネル品質情報の合計によって前記多重ユーザーモードでの伝送率の合計(R_MU)を算出する
ことを特徴とする請求項30に記載のデータ送信装置。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記受信装置別に前記ランク情報を考慮して前記各アンテナグループに対応するチャンネル品質情報を収集し、前記各アンテナグループに対応して収集されたチャンネル品質情報に基づいて前記受信装置別に伝送率の合計を算出し、前記受信装置別に算出された伝送率の合計の中で、一番大きい伝送率の合計を前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)として決定する
ことを特徴とする請求項31に記載のデータ送信装置。 - 前記各アンテナグループに対応して収集されたチャンネル品質情報は、該当受信装置からのフィードバック情報に含まれた最大チャンネル品質情報と残りのチャンネル品質情報のうちの一つである
ことを特徴とする請求項32に記載のデータ送信装置。 - 前記最大チャンネル品質情報と残りのチャンネル品質情報は、有効信号対雑音比(ESN)である
ことを特徴とする請求項33に記載のデータ送信装置。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)が前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)以下であれば、前記多重ユーザーモードを伝送モードとして選択し、前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)が前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)より大きければ、前記単一ユーザーモードを伝送モードとして選択する
ことを特徴とする請求項34に記載のデータ送信装置。 - 複数のアンテナに対するアンテナグルーピングを通じて複数のアンテナグループを定義し、前記複数のアンテナグループ別にデータ送信を遂行する閉ループ方式の多重アンテナシステムであって、
前記アンテナグループ別に送信されるデータストリームに対応するフィードバック情報を伝送する受信装置と、
前記受信装置からのフィードバック情報によって決定された伝送モードによって前記アンテナグループ別にデータストリームを伝送する送信装置とを含み、
前記受信装置は、
受信信号から前記アンテナグループ別に送信されたデータストリーム各々に対するチャンネル品質情報を獲得するチャンネル推定部と、
前記アンテナグループ別に獲得されたチャンネル品質情報から最大チャンネル品質情報、前記最大チャンネル品質情報に対応するアンテナグループインデックス、ランク情報、及び前記ランク情報に対応する残りのチャンネル品質情報を決定し、前記決定された最大チャンネル品質情報、アンテナグループインデックス、ランク情報、及び残りのチャンネル品質情報によってフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記フィードバック情報を送信装置に伝送する送信部と、から構成され、
前記送信装置は、
複数の受信装置から最大チャンネル品質情報、前記最大チャンネル品質情報に対応するアンテナグループインデックス、ランク情報、及び残りのチャンネル品質情報を含むフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報によって単一ユーザーモードと多重ユーザーモードのうちの一つを伝送モードとして選択し、前記選択された伝送モードによる制御を遂行するフィードバック情報処理部と、
前記各受信装置に伝送しようとするデータストリームを入力とし、前記フィードバック情報処理部の制御によって前記データストリームを多重ユーザーモード又は単一ユーザーモードによって伝送する送信部と、から構成され、
前記ランク情報は、データストリームのグループの個数を示す
ことを特徴とする多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報生成部は、
MMSE(Minimum Mean Square Error)方式を使用して前記アンテナグループ別に推定されたチャンネル特性に基づいて前記データストリーム各々に対する有効信号対雑音比(ESN)を計算し、前記各データストリーム別に計算されたESNを比較して最も良好なESNを前記最大チャンネル品質情報として決定する
ことを特徴とする請求項36に記載の多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報生成部は、
SIC方式を使用して前記アンテナグループ別に推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを通じて送信されたデータストリームに対するESNを計算し、ビームフォーミング方式を使用して前記アンテナグループ別に推定されたチャンネル特性に基づいて前記アンテナグループのうちの一つのアンテナグループを通じて送信されたデータストリームに対するESNを計算し、前記SIC方式を使用して計算されたESNと前記ビームフォーミング方式を使用して計算されたESNによって前記ランク情報を決定する
ことを特徴とする請求項37に記載の多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報生成部は、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率より大きければ、前記ランク情報を多重ユーザーモードを指定する値として決定し、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率以下であれば、前記ランク情報を単一ユーザーモードを指定する値として決定する
ことを特徴とする請求項38に記載の多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報生成部は、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率より大きければ、前記残りのチャンネル品質情報を前記SIC方式によって計算されたESNとして決定し、
前記第1の伝送率が前記第2の伝送率以下であれば、前記残りのチャンネル品質情報を前記ビームフォーミング方式によって計算されたESNとして決定すること
ことを特徴とする請求項39に記載の多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記各受信装置からフィードバック情報として提供された前記最大チャンネル品質情報と前記アンテナグループインデックスに基づいて多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)を算出し、前記各受信装置によってフィードバック情報として提供された前記ランク情報と前記残りのチャンネル品質情報及び前記最大チャンネル品質情報に基づいて単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)を算出し、
前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)が前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)以下であれば前記多重ユーザーモードを伝送モードとして選択し、前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)が前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)より大きければ、前記単一ユーザーモードを伝送モードとして選択する
ことを特徴とする請求項36に記載の多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記アンテナインデックスを参照して前記最大チャンネル品質情報を前記アンテナグループ別に収集し、前記各アンテナグループに対応して収集された最大チャンネル品質情報から前記アンテナグループ別に最大チャンネル品質情報を選択し、前記アンテナグループ別に選択された最大チャンネル品質情報の合計によって前記多重ユーザーモードでの伝送率合計(R_MU)を算出する
ことを特徴とする請求項41に記載の多重アンテナシステム。 - 前記フィードバック情報処理部は、
前記受信装置別に前記ランク情報を考慮して前記各アンテナグループに対応するチャンネル品質情報を収集し、前記各アンテナグループに対応して収集されたチャンネル品質情報に基づいて前記受信装置別に伝送率合計を算出し、前記受信装置別に算出された伝送率合計の中で最も大きい伝送率合計を前記単一ユーザーモードでの伝送率合計(R_SU)として決定する
ことを特徴とする請求項42に記載の多重アンテナシステム。 - 前記各アンテナグループに対応して収集されたチャンネル品質情報は、該当送信装置からのフィードバック情報に含まれた最大チャンネル品質情報と残りのチャンネル品質情報のうちの一つである
ことを特徴とする請求項43に記載の多重アンテナシステム。
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