KR100584625B1 - Mobile communication apparatus and method including antenna array - Google Patents
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Abstract
안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치 및 방법이 개시된다. 안테나 어레이를 갖는 기지국 및 이동국을 갖는 이 장치는, 기지국으로부터 전송된 신호로부터 안테나별 채널의 하향 특성을 측정하고, 측정된 하향 특성으로부터 안테나별 채널의 상관 특성을 반영한 장기 정보 및 단기 정보를 결정하고, 결정된 장기 및 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하여 기지국으로 전송하는 이동국 및 궤환 신호를 수신하고, 수신한 궤환 신호로부터 복원한 장기 및 단기 정보들로부터 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, 승산된 결과들에 파일롯트 채널 신호들을 가산하고, 가산된 결과들을 안테나 어레이를 통해 이동국으로 전송하는 기지국을 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 안테나 어레이에 안테나가 많은 경우에도 이동국의 이동 속도가 증가함에 따른 성능 열화를 감소시킬 수 있고, 이동국에서 요구되는 수신 신호 대 잡음비를 현저하게 낮출 수 있고, 궤환 대역폭을 효율적으로 사용하여 동일한 대역폭에 많은 사용자를 수용할 수 있고, 다이버시티 효과와 빔포밍 효과를 채널 특성에 맞추어 극대화시킬 수 있고, 장기 정보가 이동국에서 결정되지 않고 기지국에서 결정될 경우 이동국을 소형화시킬 수 있고 이동국의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.Disclosed are a mobile communication device and method comprising an antenna array. The apparatus having a base station with an antenna array and a mobile station measures a downlink characteristic of a channel per antenna from a signal transmitted from a base station, and determines long-term information and short-term information reflecting a correlation characteristic of a channel per antenna from the measured downlink characteristic. Receiving the mobile station and the feedback signal to convert the determined long-term and short-term information to the feedback signal and transmits to the base station, extracts a plurality of weights from the long-term and short-term information recovered from the received feedback signal, and multiplexing a dedicated physical channel signal And a base station for multiplying one result by each of the plurality of weights, adding pilot channel signals to the multiplied results, and transmitting the added results to the mobile station through the antenna array. Therefore, even when there are many antennas in the antenna array, performance deterioration can be reduced as the moving speed of the mobile station increases, the received signal-to-noise ratio required by the mobile station can be significantly reduced, and the same bandwidth can be effectively used by the feedback bandwidth. It can accommodate a large number of users, maximize the diversity effect and the beamforming effect according to the channel characteristics, and can make the mobile station smaller when long-term information is determined at the base station instead of at the mobile station, and reduce the power consumption of the mobile station. Has the effect.
Description
도 1은 본 발명에 의한 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치의 개략적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram of a mobile communication device including an antenna array according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 이동 통신 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining an embodiment of a mobile communication method according to the present invention performed in the mobile communication device shown in FIG. 1.
도 3은 도 2에 도시된 제30 단계에 대한 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.3 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the present invention with respect to the thirtieth step shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 제1, 제2, ... 또는 제X 이동국의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.4 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the first, second, ... or X-th mobile station shown in FIG.
도 5는 빔수와 유효한 베이시스 벡터들을 구하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the present invention for the forty-second step shown in FIG. 3 for obtaining the number of beams and valid basis vectors.
도 6은 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도이다.6 is a block diagram of an embodiment according to the present invention of the mobile station long term information determining unit shown in FIG.
도 7은 모드 신호를 생성하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 7 is a flowchart for explaining an embodiment of the present invention with respect to the forty-second step shown in FIG. 3 for generating a mode signal.
도 8은 도 6에 도시된 제1 모드 신호 생성부의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도이다.8 is a block diagram of an embodiment according to the present invention of the first mode signal generator shown in FIG. 6.
도 9는 모드 신호를 생성하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 9 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention with respect to the forty-second step shown in FIG. 3 for generating a mode signal.
도 10은 도 6에 도시된 제1 모드 신호 생성부의 본 발명에 의한 다른 실시예의 블럭도이다.10 is a block diagram of another embodiment according to the present invention of the first mode signal generator shown in FIG. 6.
도 11은 모드 신호를 생성하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 11 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention with respect to the forty-second step shown in FIG. 3 for generating a mode signal.
도 12는 도 6에 도시된 제1 모드 신호 생성부의 본 발명에 의한 또 다른 실시예의 블럭도이다.12 is a block diagram of another embodiment according to the present invention of the first mode signal generator shown in FIG. 6.
도 13은 도 3에 도시된 제44 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 13 is a flowchart for explaining an exemplary embodiment of the present invention with respect to the forty-fourth step illustrated in FIG. 3.
도 14는 도 4에 제1 단기 정보 결정부의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도이다.FIG. 14 is a block diagram of an embodiment according to the present invention of FIG. 4.
도 15는 도 2에 도시된 제32 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 15 is a flowchart for explaining an exemplary embodiment of the present invention for the thirty-second step shown in FIG. 2.
도 16은 도 1에 도시된 기지국의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도이다.16 is a block diagram of an embodiment of the present invention of the base station shown in FIG.
도 17은 도 15에 도시된 제310 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 17 is a flowchart for describing an exemplary embodiment of the present invention with respect to
도 18은 도 16에 도시된 제1 가중치 추출부의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도이다.FIG. 18 is a block diagram of an embodiment according to the present invention of the first weight extracting unit illustrated in FIG. 16.
도 19는 도 1에 도시된 이동 통신 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 19 is a flowchart for explaining another embodiment of a mobile communication method according to the present invention performed in the mobile communication device shown in FIG. 1.
도 20은 도 19에 도시된 제450 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 20 is a flowchart for describing an exemplary embodiment of the present invention with respect to
도 21은 도 20에 도시된 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 이동국의 실시예의 블럭도이다.21 is a block diagram of an embodiment of a mobile station according to the present invention for carrying out the embodiment shown in FIG.
도 22는 도 19에 도시된 제452 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 22 is a flowchart for explaining an exemplary embodiment of the present invention for
도 23은 도 22에 도시된 제452 단계에 대한 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 기지국의 바람직한 실시예의 블럭도이다.FIG. 23 is a block diagram of a preferred embodiment of a base station according to the present invention for performing the embodiment of
도 24는 도 1에 도시된 이동 통신 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.24 is a flowchart for explaining another embodiment of a mobile communication method according to the present invention performed in the mobile communication device shown in FIG. 1.
도 25는 도 24에 도시된 제600 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 25 is a flowchart for describing an exemplary embodiment of the present invention for the 600th step illustrated in FIG. 24.
도 26은 도 25에 도시된 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 이동국의 실시예의 블럭도이다.FIG. 26 is a block diagram of an embodiment of a mobile station according to the present invention for carrying out the embodiment shown in FIG.
도 27은 도 24에 도시된 제602 단계에 대한 실시예를 수행하기 위한 본 발명에 의한 기지국의 실시예의 블럭도이다.27 is a block diagram of an embodiment of a base station according to the present invention for performing the embodiment for
도 28은 도 21 또는 도 26에 도시된 제2 단기 정보 결정부의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도이다.FIG. 28 is a block diagram of an embodiment according to the present invention of the second short-term information determination unit shown in FIG. 21 or FIG.
도 29는 도 28에 도시된 수신 전력 계산부의 실시예의 블럭도이다.FIG. 29 is a block diagram of an embodiment of the reception power calculator shown in FIG. 28.
도 30은 도 22에 도시된 제502 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 30 is a flowchart for explaining an exemplary embodiment of the present invention with respect to
도 31은 도 22에 도시된 제502 단계에 대한 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 31 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention to
도 32는 도 30 또는 도 31에 도시된 실시예를 수행하기 위한 제2 또는 제3 가중치 추출부의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도이다.32 is a block diagram of an embodiment according to the present invention for performing the embodiment shown in FIG. 30 or 31.
도 33은 도 22에 도시된 제500 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 33 is a flowchart for describing an exemplary embodiment of the present invention for the 500th step illustrated in FIG. 22.
도 34는 도 33에 도시된 실시예를 수행하기 위한 본 발명에 의한 기지국 장기 정보 결정부의 실시예의 블럭도이다.FIG. 34 is a block diagram of an embodiment of a base station long term information determining unit according to the present invention for performing the embodiment shown in FIG.
도 35는 도 34에 도시된 장기 정보 생성부가 마련하는 제2 모드 신호 생성부에서 장기 정보에 포함되는 모드 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 본 발명에 의한 플로우차트이다.FIG. 35 is a flowchart illustrating a process of generating a mode signal included in the long term information in the second mode signal generator provided in the long term information generator illustrated in FIG. 34.
도 36는 도 35에 도시된 모드 신호를 생성하는 과정을 수행하는 제2 모드 신호 생성부의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도이다.FIG. 36 is a block diagram of an embodiment according to the present invention for performing a process of generating a mode signal shown in FIG. 35.
도 37은 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도이다.37 is a block diagram of an embodiment according to the present invention of the basis pilot generation unit shown in FIG. 23 or FIG. 27.
도 38은 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부의 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 블럭도이다.FIG. 38 is a block diagram illustrating another exemplary embodiment of the basis pilot generation unit illustrated in FIG. 23 or FIG. 27.
본 발명은 이동 통신에 관한 것으로서, 특히, 패이딩, 간섭 및 잡음의 영향을 최소화시킬 수 있는 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to mobile communications, and more particularly, to a mobile communication apparatus and method including an antenna array capable of minimizing the effects of fading, interference, and noise.
차세대 이동 통신 시스템은 현재 PCS 이동 통신 시스템과 달리 보다 고속의 데이터를 전송한다. 유럽, 일본은 비동기 방식인 광 대역 코드 분할 다중 접속(W-CDMA:Wideband Code Division Multiple Access) 방식을, 북미는 동기 방식인 CDMA-2000(다중 반송파 코드 분할 다중 접속) 방식을 무선 접속 규격으로 표준화하고 있다.Next generation mobile communication systems transmit higher speed data than current PCS mobile communication systems. Europe and Japan standardize asynchronous wideband code division multiple access (W-CDMA) and North America synchronous CDMA-2000 (multi-carrier code division multiple access). Doing.
일반적으로 이동 통신 시스템은 한 기지국을 통해 여러 이동국들이 교신하는 형태로 구성된다. 이동 통신 시스템에서 데이터를 고속으로 전송하기 위해서 페이딩(fading)과 같은 이동 통신 채널의 특성에 따른 손실 및 사용자별 간섭을 최소화해야 한다. 페이딩의 영향으로 통신이 불안정하게 되는 것을 방지하기 위한 방식으로 다이버시티 방식을 사용하며, 이러한 다이버시티 방식들중 하나인 공간 다이버시티(space diversity) 방식은 다중 안테나를 이용한다.In general, a mobile communication system is configured in such a way that several mobile stations communicate through one base station. In order to transmit data at high speed in a mobile communication system, loss and user-specific interference due to characteristics of a mobile communication channel such as fading should be minimized. A diversity scheme is used as a method for preventing communication from becoming unstable due to fading, and one of these diversity schemes, a space diversity scheme, uses multiple antennas.
한편, 다중 안테나를 사용하면 사용자들간의 간섭을 최소화할 수 있기 때문에 향후 이동 통신 시스템은 다중 안테나를 필수적으로 사용한다. 다중 안테나를 이용하여 페이딩을 극복하는 다이버시티 방식중 전송단의 용량을 높이기 위해 사용 되는 전송 다중 안테나 시스템은 차세대 이동 통신의 특성 상 전송 방향의 대역폭을 많이 요구한다.On the other hand, since the use of multiple antennas can minimize interference among users, future mobile communication systems necessarily use multiple antennas. In the diversity scheme that overcomes fading by using multiple antennas, a transmission multi-antenna system used to increase the capacity of a transmission stage requires a lot of bandwidth in the transmission direction due to the characteristics of next-generation mobile communication.
고속 데이터를 전송을 하기 위해, 일반적인 이동 통신 시스템은 채널 특성들중에서 통신 성능에 가장 심각한 영향을 미치는 특성들중 하나인 페이딩을 잘 극복해야 한다. 왜냐하면, 페이딩은 수신 신호의 진폭을 수 dB에서 수십 dB까지 감소시키기 때문이다. 페이딩을 잘 극복하기 위해서 여러 가지 다이버시티 기술이 사용된다. 일반적인 CDMA 방식은 채널의 지연 분산(delay spread)를 이용해 다이버시티 수신하는 레이크(Rake) 수신기를 채택하고 있다. 레이크 수신기는 다중 경로(multi-path) 신호를 수신하는 수신 다이버시티 기술이다. 그러나, 이 다이버시티 기술은 지연 분산이 작은 경우 동작하지 않는 단점을 갖는다.In order to transmit high-speed data, a general mobile communication system must overcome the fading, which is one of the characteristics that most seriously affects communication performance among channel characteristics. This is because fading reduces the amplitude of the received signal from a few dB to several tens of dB. Various diversity techniques are used to overcome fading. The general CDMA method employs a Rake receiver that receives diversity by using delay spread of a channel. Rake receiver is a receive diversity technique for receiving multi-path signals. However, this diversity technique has the disadvantage that it does not work when the delay variance is small.
간섭(Interleaving)과 코딩을 이용하는 시간 다이버시티(time diversity) 방식은 도플러 스프레드(Doppler spread) 채널에서 사용된다. 그러나, 이 방식은 저속 도플러 채널에서 이용되기 어려운 문제점을 갖는다. 지연 분산이 작은 실내 채널과 저속 도플러 채널인 보행자 채널에서 페이딩을 극복하기 위해 공간 다이버시티가 사용된다. 공간 다이버시티는 두 개 이상의 안테나들을 사용하는 방식으로서, 한 안테나에 의해 전달된 신호가 페이딩에 의해 감쇄된 경우, 다른 안테나를 이용해 그 신호를 수신하는 방식이다. 공간 다이버시티는 수신 안테나를 이용하는 수신 안테나 다이버시티와 송신 안테나를 이용하는 송신 안테나 다이버시티로 나뉜다. 이동국의 경우 면적과 비용 측면에서 수신 안테나 다이버시티를 설치하기 힘들기 때문에, 기지국의 송신 안테나 다이버시티 사용이 권장된다.A time diversity scheme using interleaving and coding is used in the Doppler spread channel. However, this approach has a problem that is difficult to use in a low speed Doppler channel. Spatial diversity is used to overcome fading in indoor channels with low delay dispersion and in pedestrian channels, which are slow Doppler channels. Spatial diversity is a method of using two or more antennas. When a signal transmitted by one antenna is attenuated by fading, another antenna is used to receive the signal. Spatial diversity is divided into receive antenna diversity using a receive antenna and transmit antenna diversity using a transmit antenna. For mobile stations, it is difficult to install receive antenna diversity in terms of area and cost, so the use of transmit antenna diversity at base stations is recommended.
송신 안테나 다이버시티는 이동국으로부터 다운 링크(downlink) 채널 정보를 기지국이 궤환 받는 폐루프(closed loop) 전송 다이버시티와 이동국으로부터 기지국으로 궤환이 없는 개루프(open loop) 전송 다이버시티가 있다. 전송 다이버시티는 이동국에서 채널의 위상과 크기를 측정하여 최적의 가중치를 찾는다. 기지국은 채널의 크기와 위상을 측정하기 위해 안테나 별로 구분되는 파일럿 신호를 보내야 한다. 이동국은 파일럿 신호를 통해 채널의 크기 및 위상을 측정하고 측정된 채널의 크기 및 위상 정보로부터 최적의 가중치를 찾는다.Transmit antenna diversity includes closed loop transmission diversity in which the base station receives downlink channel information from the mobile station and open loop transmission diversity without feedback from the mobile station to the base station. Transmit diversity measures the phase and magnitude of the channel at the mobile station to find the optimal weight. The base station should send a pilot signal separated by antenna to measure the size and phase of the channel. The mobile station measures the magnitude and phase of the channel through a pilot signal and finds the optimal weight from the measured channel magnitude and phase information.
한편, 송신 안테나 다이버시티에서 안테나 수가 증가하면 다이버시티 효과 및 신호 대 잡음비는 계속 향상되지만, 다이버시티 효과의 개선 정도는 기지국에서 사용하는 안테나들의 개수(또는, 신호가 전송되는 경로)가 증가함에 따라 즉, 다이버시티의 정도가 증가함에 따라 계속 줄어든다. 그러므로, 많은 희생을 통해 매우 개선된 다이버시티 효과를 얻는 것이 반드시 바람직한 방법이라고 할 수 없다. 따라서 다이버시티 효과를 개선시키는 것보다 간섭 신호의 전력을 최소화시키고 내부 신호의 신호 대 잡음비를 최대화시키는 방향으로 기지국에서 사용하는 안테나의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다.On the other hand, as the number of antennas increases in transmit antenna diversity, the diversity effect and the signal-to-noise ratio continue to improve, but the degree of improvement in the diversity effect increases as the number of antennas (or paths through which signals are transmitted) used in the base station increases. In other words, as the degree of diversity increases, it continues to decrease. Therefore, it is not necessarily desirable to obtain a very improved diversity effect at many sacrifices. Therefore, rather than improving the diversity effect, it is desirable to increase the number of antennas used in the base station in the direction of minimizing the power of the interference signal and maximizing the signal-to-noise ratio of the internal signal.
다이버시티 효과 뿐만 아니라 간섭 및 잡음에 의해 내부 신호가 받는 영향을 최소화시키는 빔 포밍 효과를 고려한 전송 적응 어레이(arrary) 안테나 시스템을 '다운 링크 빔포밍(beamforming) 시스템'이라 한다. 이 때, 전송 다이버시티와 마찬가지로 궤환 정보를 이용하는 시스템을 '폐루프 다운 링크 빔포밍 시스템'이라 한다. 이동국으로부터 기지국으로 궤환되는 정보를 이용하는 폐루프 다운 링크 빔포 밍 시스템은, 궤환 채널의 대역 폭이 충분하게 확보되어 있지 않다면 채널 정보의 변화를 잘 반영하지 못해 통신 성능을 열화시키는 문제점을 갖는다.A transmission adaptive array antenna system that considers not only diversity effects but also beam forming effects that minimize the influence of internal signals due to interference and noise is called a 'downlink beamforming system'. In this case, a system using feedback information as in transmission diversity is referred to as a "closed loop downlink beamforming system." The closed loop downlink beamforming system using information fed back from the mobile station to the base station has a problem in that communication performance is degraded because the change in the channel information is not reflected well unless the bandwidth of the feedback channel is sufficiently secured.
유럽 방식 IMT-2000 표준화 단체인, 3GPP(Generation Partnership Project) R(Release)99 버전은 2개 안테나들을 위한 폐 루프 전송 다이버시티 방식으로 전송 안테나 어레이(TxAA) 제1 모드 및 제2 모드를 채택하고 있다. 여기서, TxAA 제1 모드는 노키아에서 제안한 것으로 두 안테나들의 위상차만을 궤환시키고 TxAA 제2 모드는 모토롤라에서 제안한 것으로 두 안테나들의 위상 뿐만 아니라 이득도 궤환시킨다. TxAA 제1 모드 및 제2 모드는 유럽 방식 IMT-2000표준인 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 시스템을 위한 표준화 단체 3GPP에서 정한 명세(specification)에 개시되어 있다.The European Partnership IMT-2000 standardization body, the Generation Partnership Project (3GPP) Release (R) 99 version, employs a transmit antenna array (TxAA) first mode and a second mode as a closed loop transmit diversity scheme for two antennas. have. Here, the TxAA first mode is proposed by Nokia, and only the phase difference between the two antennas is returned, and the TxAA second mode is proposed by Motorola, which not only returns the phase but also the gain of the two antennas. The TxAA first mode and the second mode are disclosed in a specification defined by the standardization organization 3GPP for the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) system, which is the European IMT-2000 standard.
폐 루프 전송 다이버시티 방식의 TxAA 제1 모드 또는 제2 모드는 적응 어레이 안테나를 사용하며 전송 적응 어레이 안테나들 각각에 다른 복소수(complex)값에 해당하는 가중치를 인가하도록 구성된다. 적응 어레이 안테나에 인가되는 가중치는 전송 채널과 관계된 값으로서 예를 들면 w=h *(w와 h는 벡터이다.)를 사용한다. 이하, 굵은 글씨체로 표시된 것은 벡터를 표시하고, 굵은 글씨체로 표시되지 않은 것은 스칼라를 표시한다. 여기서 h는 전송 어레이 채널이고 w는 전송 어레이 안테나 가중치 벡터이다.The TxAA first mode or the second mode of the closed loop transmit diversity scheme uses an adaptive array antenna and is configured to apply a weight corresponding to a different complex value to each of the transmit adaptive array antennas. The weight applied to the adaptive array antenna uses, for example, w = h * ( w and h are vectors) as values associated with the transmission channel. Hereinafter, what is shown in bold type indicates a vector, and what is not shown in bold type indicates a scalar. Where h is a transmit array channel and w is a transmit array antenna weight vector.
일반적으로, 이동 통신 시스템들 중 주파수 분할 듀플렉스(FDD:Frequency Division Duplex)를 사용하는 방식은 전송 채널과 수신 채널의 특성이 다르기 때문에 기지국에서 전송 채널(h)을 알기 위해서 전송 채널 정보를 궤환시켜야 한다. 이 를 위해 TxAA 제1 모드 또는 제2 모드는 채널 정보(h)로부터 구하게 될 가중치(w) 정보를 이동국이 구하여 기지국으로 보내도록 구성되어 있다. TxAA 제1 모드는 가중치(w=[|w1|exp(jθ1),|w2|exp(jθ2)])(w1과 w2는 스칼라이다.) 정보 중 위상 성분에 해당하는 θ2-θ1 부분만 두 비트로 양자화하여 궤환시킨다. 따라서, 위상의 정밀도는 π/2가 되고 양자화 오류는 최대 π/4가 된다. 궤환의 효율성을 높이기 위해 매 순간 두 비트들 중 한 비트만 갱신(update)하는 정제(refine) 방법을 사용한다. 예를 들면 두 비트들의 조합으로서 {b(2k), b(2k-1)}, {b(2k), b(2k+1)}(여기서, b는 매 순간 슬롯(slot) 단위로 궤환되는 비트를 의미한다)이 가능하도록 한다. TxAA 제2 모드는 가중치 정보의 구성 요소인 위상과 이득을 모두 궤환시킨다. 위상은 3비트로 궤환시키고 이득은 1비트로 궤환시킨다. 따라서, 위상의 정밀도는 π/4이고 양자화 오류는 최대 π/8가 된다. 궤환의 효율성을 높이기 위해 매 순간 4비트 중 한 비트만 갱신하는 진보된 정제(progressive refine)모드를 사용한다. 정제 모드에서 각 비트는 직교하는 베이시스(basis)의 값이 되는 반면 진보된 정제 모드는 그러한 규정을 갖지 않는다.In general, a frequency division duplex (FDD) scheme among mobile communication systems has different characteristics of a transmission channel and a reception channel, and thus, a base station must feedback transport channel information to know a transmission channel h . . To this end, the TxAA first mode or the second mode is configured such that the mobile station obtains weight information w to be obtained from the channel information h and sends it to the base station. In the TxAA first mode, θ corresponding to a phase component in information ( w = [| w 1 | exp (jθ 1 ), | w 2 | exp (jθ 2 )]) (w 1 and w 2 are scalars). Only 2 -θ 1 part is quantized and fed back into two bits. Thus, the precision of the phase is π / 2 and the quantization error is at most π / 4. To improve the efficiency of feedback, we use a refinement method that updates only one bit of two bits at a time. For example, {b (2k), b (2k-1)}, {b (2k), b (2k + 1)} as a combination of two bits, where b is fed back in slot units at every moment. Bit). The TxAA second mode feedbacks both phase and gain, which are components of weight information. Phase returns to 3 bits and gain to 1 bit. Thus, the precision of the phase is π / 4 and the quantization error is at most π / 8. To improve the efficiency of feedback, we use a progressive refinement mode that updates only one bit of every four bits at a time. In the refinement mode each bit is of orthogonal basis, whereas the advanced refinement mode does not have such a definition.
전술한 TxAA 제1 모드 및 제2 모드는 안테나 수와 시공간(space-time) 채널의 특성이 변할 때 다음과 같은 문제점들을 갖는다. The aforementioned TxAA first and second modes have the following problems when the number of antennas and the characteristics of a space-time channel change.
먼저, 안테나 수가 증가하면 각 안테나 별로 가중치를 궤환시켜야 하므로 궤환시킬 정보를 많이 갖게 되어 이동국의 이동 속도에 따라 통신 성능을 열화시킨다. 즉, 일반적으로 페이딩 채널에서 이동국의 이동 속도가 빨라지면 시공 간 채널의 변화가 심화되므로, 채널 정보의 궤환 속도가 증가해야 한다. 따라서 궤환 속도가 한정되어 있으면, 안테나 수가 증가함에 따라 증가하는 궤환 정보는 통신 성능을 저하시키는 결과를 초래한다.First, as the number of antennas increases, the weight of each antenna must be fed back so that a lot of information to be fed back is deteriorated, thereby degrading communication performance according to the moving speed of the mobile station. That is, in general, when the moving speed of the mobile station increases in the fading channel, the change of the channel between constructions intensifies, and therefore, the feedback speed of the channel information should increase. Therefore, if the feedback speed is limited, the feedback information that increases as the number of antennas increases results in a decrease in communication performance.
다음으로, 안테나들간 거리가 충분히 확보되지 않으면 각 안테나의 채널간 상관값(correlation)이 증가한다. 이렇게 채널간 상관값이 증가하면 채널 메트릭스의 정보량이 감소하며, 효율적으로 궤환 방식을 이용하면 안테나 수가 증가되어도 고속 이동체 환경에서 성능 열화가 일어나지 않는다. 하지만 TxAA 제1모드 및 제2 모드는 시공간 채널을 구성하는 두 안테나들의 각 채널이 완전히 독립적이라는 가정 하에 구성되어 있으므로, 안테나 수와 시공간 채널의 특성이 변하는 경우에 효율적으로 이용될 수 없다. 게다가, 전술한 두 모드들은 안테나를 2개 보다 많이 사용하는 환경에 적용된 례를 갖지 못하며, 3개 이상 안테나를 사용한다고 하더라도 우수한 성능을 제공할 수 없다.Next, if the distance between the antennas is not sufficiently secured, the correlation between channels of each antenna increases. Increasing the correlation value between channels decreases the information amount of the channel matrix, and if the feedback method is efficiently used, performance deterioration does not occur even in the high-speed mobile environment. However, since the TxAA first mode and the second mode are configured under the assumption that each channel of the two antennas constituting the space-time channel is completely independent, it cannot be effectively used when the number of antennas and the characteristics of the space-time channel change. In addition, the two modes described above do not have an example applied to an environment using more than two antennas, and even when three or more antennas are used, excellent performance cannot be provided.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기지국에 존재하는 안테나별 시공간 채널의 특성을 반영한 정보를 궤환시켜, 패이딩, 간섭 및 잡음의 영향을 최소화시킬 수 있는 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a mobile communication device including an antenna array capable of minimizing the effects of fading, interference, and noise by feedbacking information reflecting characteristics of a spatiotemporal channel for each antenna present in a base station. There is.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치에서 수행되는 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a mobile communication method including an antenna array performed in a mobile communication device including the antenna array.
상기 과제를 이루기 위해, 안테나 어레이를 갖는 기지국 및 이동국을 갖는 본 발명에 의한 이동 통신 장치는, 상기 기지국으로부터 전송된 신호로부터 상기 안테나별 채널의 하향 특성을 측정하고, 측정된 상기 하향 특성으로부터 상기 안테나별 채널의 상관 특성을 반영한 장기 정보 및 단기 정보를 결정하고, 결정된 상기 장기 및 상기 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 이동국 및 상기 궤환 신호를 수신하고, 수신한 상기 궤환 신호로부터 복원한 상기 장기 및 상기 단기 정보들로부터 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 상기 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, 승산된 결과들에 파일롯트 채널 신호들을 가산하고, 가산된 결과들을 상기 안테나 어레이를 통해 상기 이동국으로 전송하는 기지국으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, a mobile communication apparatus according to the present invention having a base station having an antenna array and a mobile station measures a downlink characteristic of a channel for each antenna from a signal transmitted from the base station, and measures the antenna from the measured downlink characteristic. Determining long-term information and short-term information reflecting the correlation characteristics of each channel, receiving the mobile station and the feedback signal by converting the determined long-term and short-term information into feedback signals and transmitting them to the base station, and recovering from the feedback signals received Extracting a plurality of weights from the long term and the short term information, multiplying a result of multiplexing a dedicated physical channel signal with the plurality of weights, respectively, adding pilot channel signals to the multiplied results, and adding Sending results through the antenna array to the mobile station. Is preferably composed of a base station.
또는, 안테나 어레이를 갖는 기지국 및 이동국을 갖는 본 발명에 의한 이동 통신 장치는, 상기 기지국으로부터 전송된 신호로부터 상기 안테나별 채널의 하향 특성을 측정하고, 측정된 상기 하향 특성으로부터 상기 안테나별 채널의 상관 특성을 반영한 단기 정보를 결정하고, 결정된 상기 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 이동국 및 상기 이동국으로부터 전송된 신호로부터 상기 안테나별 채널의 상향 특성을 측정하고, 측정된 상기 상향 특성을 이용하여 결정한 장기 정보 및 수신한 상기 궤환 신호로부터 복원한 상기 단기 정보를 이용하여 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 상기 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, 적어도 하나의 파일롯트 채널 신호와 상기 장기 정보를 이용하여 구한 베이시스 파일롯트 신호들을 상기 승산된 결과들에 각각 가산하고, 가산된 결과들을 상기 안테나 어레이를 통해 상기 이동국으로 전송하는 기지국으로 구성되는 것이 바람직하다.Alternatively, the mobile communication apparatus according to the present invention having a base station having an antenna array and a mobile station measures downlink characteristic of the channel for each antenna from a signal transmitted from the base station, and correlates the channel for each antenna from the measured downlink characteristic. Determine the short term information reflecting the characteristic, measure the uplink characteristic of the channel for each antenna from the mobile station transmitting the determined short term information to the feedback signal and transmitting the signal to the base station and the signal transmitted from the mobile station, and measure the measured uplink characteristic Extracting a plurality of weights using the long-term information determined by using the short-term information recovered from the feedback signal and multiplying a result of multiplexing a dedicated physical channel signal with the plurality of weights, respectively, and generating at least one file. Using the lot channel signal and the organ information Preferably, the base station is configured to add the obtained basis pilot signals to the multiplied results and transmit the added results to the mobile station through the antenna array.
상기 다른 과제를 이루기 위해, 안테나 어레이를 갖는 기지국 및 이동국을 갖는 이동 통신 장치에서 수행되는 안테나 어레이를 포함하는 본 발명에 의한 이동 통신 방법은, 상기 기지국으로부터 전송된 신호로부터 상기 안테나별 채널의 하향 특성을 측정하고, 측정된 상기 하향 특성으로부터 상기 안테나별 채널의 상관 특성을 반영한 장기 정보 및 단기 정보를 결정하고, 결정된 상기 장기 및 상기 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 궤환 신호를 수신하고, 수신한 상기 궤환 신호로부터 복원한 상기 장기 및 상기 단기 정보들로부터 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 상기 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, 승산된 결과들에 파일롯트 채널 신호들을 가산하고, 가산된 결과들을 상기 안테나 어레이를 통해 상기 이동국으로 전송하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the mobile communication method according to the present invention comprising a base station having an antenna array and an antenna array performed in a mobile communication device having a mobile station, the downlink characteristics of the channel for each antenna from the signal transmitted from the base station Measuring long-term information and short-term information reflecting the correlation characteristics of the channel for each antenna from the measured downlink characteristic, converting the determined long-term and short-term information into a feedback signal, and transmitting the feedback signal to the base station; Receiving a signal, extracting a plurality of weights from the long term and short term information restored from the feedback signal received, multiplying a result of multiplexing a dedicated physical channel signal with the plurality of weights, respectively, and multiplying the result Add pilot channel signals to the It via the antenna array and the made of a step of transmitting to said mobile station is desirable.
또는, 안테나 어레이를 갖는 기지국 및 이동국을 갖는 본 발명에 의한 이동 통신 방법은, 상기 기지국으로부터 전송된 신호로부터 상기 안테나별 채널의 하향 특성을 측정하고, 측정된 상기 하향 특성으로부터 상기 안테나별 채널의 상관 특성을 반영한 단기 정보를 결정하고, 결정된 상기 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 이동국으로부터 전송된 신호로부터 상기 안테나별 채널의 상향 특성을 측정하고, 측정된 상기 상향 특성을 이용하여 결정한 장기 정보 및 수신한 상기 궤환 신호로부터 복원한 상기 단기 정보를 이용하 여 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 상기 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, 적어도 하나의 파일롯트 채널 신호와 상기 장기 정보를 이용하여 구한 베이시스 파일롯트 신호들을 상기 승산된 결과들에 각각 가산하고, 가산된 결과들을 상기 안테나 어레이를 통해 상기 이동국으로 전송하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.Or, the mobile communication method according to the present invention having a base station having an antenna array and a mobile station, measuring the down characteristic of the channel for each antenna from the signal transmitted from the base station, and the correlation of the channel for each antenna from the measured down characteristic Determining the short term information reflecting the characteristic, converting the determined short term information into a feedback signal and transmitting the short term information to the base station and measuring the up characteristic of the channel for each antenna from the signal transmitted from the mobile station, and measuring the measured up characteristic Extracting a plurality of weights using the long-term information determined by using the short-term information recovered from the feedback signal and multiplying a result of multiplexing a dedicated physical channel signal with the plurality of weights, respectively, and generating at least one file. Using the lot channel signal and the organ information Each one adds the basis pilot signals to the multiplied result, and is preferably made of an addition result by transmitting to the mobile station via the antenna array.
이하, 본 발명에 의한 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치의 실시예들 각각의 구성 및 동작과 각 실시예에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation of each embodiment of a mobile communication device including an antenna array according to the present invention and a mobile communication method according to the present invention performed in each embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치의 개략적인 블럭도로서, 기지국(10), 제1, 제2, ... 및 제X 이동국들(20, 22, ... 및 24)로 구성된다.1 is a schematic block diagram of a mobile communication device including an antenna array according to the present invention, wherein a
도 2는 도 1에 도시된 이동 통신 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 궤환 신호를 구하는 단계(제30 단계) 및 궤환 신호로부터 가중치를 추출하는 단계(제32 단계)로 이루어진다.FIG. 2 is a flowchart for explaining an embodiment of a mobile communication method according to an embodiment of the present invention performed in the mobile communication device shown in FIG. 1, obtaining a feedback signal (step 30) and extracting a weight from the feedback signal. It consists of a 32 step.
도 1에 도시된 제1 ∼ 제X 이동국들(20, 22, ... 및 24)은 서로 동일한 기능을 수행하며, 각 이동국은 단말기로 구현될 수 있다. 어느 이동국(20, 22, ... 또는 24)은 기지국(10)으로부터 전송된 신호로부터 기지국(10)에 포함된 안테나 어레이의 각 안테나별 채널의 하향(downlink) 특성(H
DL)을 측정하고, 측정된 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 안테나별 채널의 상관 특성을 반영한 장기(long term) 정보 및 단기(short term) 정보를 결정하고, 결정된 장기 및 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하여 기지국(10)으로 전송한다(제30 단계).The first through X-th
이하, 제30 단계 및 이동국(20, 22, ... 또는 24)에 대한 본 발명에 의한 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention for the thirtieth step and the
도 3은 도 2에 도시된 제30 단계에 대한 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 채널의 하향 특성(H DL)을 측정하는 단계(제40 단계), 측정된 하향 특성(H DL)으로부터 채널의 장기 및 단기 정보들을 결정하는 단계(제42 및 제44 단계) 및 결정된 정보들을 궤환 신호로 변환하는 단계(제46 단계)로 이루어진다.3 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the present invention with respect to the thirtieth step shown in FIG. 2, the method for measuring a downlink characteristic ( H DL ) of a channel (step 40) and a measured downlink Determining the long term and short term information of the channel from the characteristic H DL (steps 42 and 44) and converting the determined information into a feedback signal (step 46).
도 4는 도 1에 도시된 제1, 제2, ... 또는 제X 이동국(20, 22, ... 또는 24)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도로서, 안테나(60), 이동국 채널 특성 측정부(62), 이동국 장기 정보 결정부(64), 제1 단기 정보 결정부(66), 이동국 신호 변환부(68), 제1 계수 저장부(70) 및 제1 선택부(72)로 구성된다.4 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the first, second, ... or X-th
도 4에 도시된 이동국 채널 특성 측정부(62)는 기지국(10)으로부터 전송된 신호를 안테나(60)를 통해 수신하고, 수신된 신호로부터 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)을 측정하며, 측정된 채널의 하향 특성(H
DL)을 이동국 장기 정보 결정부(64) 및 제1 단기 정보 결정부(66)로 각각 출력한다(제40 단계). 여기서, 채널의 하향 특성(H
DL)이란, 기지국(10)에서 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송되는 채널의 위상과 크기를 의미한다.The mobile station channel
제40 단계후에, 이동국 장기 정보 결정부(64)는 이동국 채널 특성 측정부(62)에서 시공(space-time)간적으로 측정된 채널의 하향 특성(H
DL)[여기서, H
DL은 행렬이다.](이하, 굵은 글씨체로 표시된 것은 벡터를 표시하고, 굵은 글씨체로 표시되지 않은 것은 스칼라를 표시한다.)으로부터 베이시스(basis) 벡터(vector)들과 고유값들을 생성하고, 베이시스 벡터들중 유효한 벡터들의 수인 개수(이하, 빔수라 한다.)(NB)(여기서, 빔수는 기지국(10)의 어레이 안테나에 포함된 안테나들의 개수 이하이다.)를 고유값들로부터 계산하고, 유효한 베이시스 벡터들의 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 생성하고, 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB), 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)를 장기 정보로서 결정하여 출력한다(제42 단계). 여기서, H
DL의 열의 성분들은 공간에 대해 구해지고, 행의 성분들은 시간에 대해 구해진다.After
이하, 도 3에 도시된 제42 단계 및 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64)의 본 발명에 의한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention of the 42nd step shown in FIG. 3 and the mobile station long term
도 5는 빔수(NB)와 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 구하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(42A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
ant)과 고유값들(λ1 ∼ λant)을 생성하는 단계(제100 단계) 및 고유값들(λ1 ∼ λant)을 이용하여 구한 빔수(NB)를 이용하여 유 효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 구하는 단계(제102 및 제104 단계들)로 이루어진다.FIG. 5 is a flowchart for explaining a
도 6은 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64)의 본 발명에 의한 일 실시예(64A)의 블럭도로서, 고유 분석부(120), 제2 선택부(122), 빔수 계산부(124) 및 제1 모드 신호 생성부(126)로 구성된다.FIG. 6 is a block diagram of an
도 6에 도시된 고유 분석부(120)는 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 고유 분석법을 통해 베이시스 벡터들(v
1
∼ v
ant)[여기서, ant는 기지국(10)에 포함된 어레이 안테나의 수를 나타낸다.]과 고유값들(λ1 ∼ λant)을 생성하고, 생성된 베이시스 벡터들(v
1 ∼
v
ant)을 제2 선택부(122)로 출력하고, 생성된 고유값들(λ1 ∼ λant)을 빔수 계산부(124)로 출력한다(제100 단계). 여기서, 고유 분석법은 "Matrix Computation"이라는 제목으로 'G. Golub'와 'C. Van. Loan'에 의해 저술되고 런던(London)에 위치한 존스 홉킨스 대학(Johns Hopkins University) 출판사에 의해 1996년도에 출간된 책에 개시되어 있다.With a
제100 단계후에, 빔수 계산부(124)는 제1 임계값(Vth1)을 초과하는 고유값들의 개수를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 빔수(NB)로서 제2 선택부(122), 이동국 신호 변환부(68) 및 제1 계수 저장부(70)로 각각 출력한다(제102 단계). 이를 위해, 빔수 계산부(124)는 카운터(미도시) 따위로 구현될 수 있다. 이 때, 제1 임계값(Vth1)은 '0'에 근사된 값으로 설정된다.After
제102 단계후에, 제2 선택부(122)는 고유 분석부(120)로부터 입력한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
ant)중에서 빔수(NB) 만큼 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 선택하고, 선택된 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 제1 단기 정보 결정부(66) 및 이동국 신호 변환부(68)로 각각 출력한다(제104 단계).After
이 때, 도 6에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64A)의 제1 모드 신호 생성부(126)는 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)을 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성하고, 생성된 모드 신호(Mode)를 제1 선택부(72) 및 이동국 신호 변환부(68)로 각각 출력한다. 즉, 제1 모드 신호 생성부(126)는 도 4에 도시된 이동국에 입력되는 수신 전력을 최대로 하는 조합 모드가 선택 조합 모드인가 그렇지 않으면 등가 이득(equal gain) 조합 모드인가를 결정하고, 결정된 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하는 역할을 한다.At this time, the first
도 7은 모드 신호(Mode)를 생성하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 기대값들을 계산하는 단계(제140 단계) 및 기대값들을 서로 비교하여 모드 신호(Mode)를 생성하는 단계(제142 ∼ 제150 단계들)로 이루어진다.FIG. 7 is a flowchart for explaining an embodiment of the present invention with respect to the forty-second step shown in FIG. 3 for generating a mode signal (Mode). Comparing the two with each other to generate a mode signal (
도 8은 도 6에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126)의 본 발명에 의한 일 실시예(126A)의 블럭도로서, 하향 단기 시공 공분산 행렬(downlink short term time-space covariance matix:R
DL
ST) 계산부(160), 기대(expectation)값 계산부(162) 및 제1 비교부(164)로 구성된다.FIG. 8 is a block diagram of an
도 5에 도시된 제104 단계후에, 도 8에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126A)는 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL), 빔수(NB)별 및 조합 모드별로 미리 결정된 테이블들중에서 빔수(NB)에 해당하는 테이블들에 저장된 입력단자 IN1을 통해 입력되는 계수들 및 제2 선택부(122)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 이용하여 조합 모드별로 기대값들을 계산한다(제140 단계). 이를 위해, 도 8에 도시된 R
DL
ST 계산부(160)는 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 하향 단기 시공 공분산 행렬(R
DL
ST)을 다음 수학식 1과 같이 계산하고, 계산된 R
DL
ST를 기대값 계산부(162)로 출력한다.After the 104th step shown in FIG. 5, the first
여기서, E[·]은 기대값이란 의미하고, H
DL
H는 H
DL의 공액 전치(conjugate transpose) 행렬을 의미한다. 이 때, 기대값 계산부(162)는 R
DL
ST 계산부(160)로부터 입력한 하향 단기 시공 공분산 행렬(R
DL
ST), 제1 계수 저장부(70)로부터 입력단자 IN1을 통해 입력한 빔수(NB)에 해당하는 테이블들의 계수들 및 제2 선택부(122)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)로부터 다음 수학식 2과 같이 선택 조합 모드에 대한 기대값(ESL) 및 등가 이득 조합 모드에 대한 기대값(EEG)을 계산한다.Here, E [·] means an expected value, and H DL H means a conjugate transpose matrix of H DL . At this time, the expected
여기서, (0≤b≤NB-1)이고, (0≤b≤4NB-1-1)이며, w
s는 선택 조합 모드에 해당하는 테이블에 저장된 계수들을 이용하여 구한 가중치를 의미하며 다음 수학식 3와 같고, w
e는 등가 이득 조합 모드에 해당하는 테이블에서 저장된 계수들을 이용하여 구한 가중치를 의미하며 다음 수학식 4과 같고, w
s
H는 w
s의 공액 전치 행렬을 나타내고, w
e
H는 w
e의 공액 전치 행렬을 나타낸다.here, (0 ≦ b ≦ N B −1), (0≤b≤4 NB-1 -1), w s denotes a weight obtained using the coefficients stored in the table corresponding to the selective combination mode, and is equal to the following
여기서, i는 정수로서 0≤i≤NB-1이고, v
i는 유효한 베이시스 벡터를 나타내고, b는 인덱스를 나타내고, ai
s(b)는 제1 계수 저장부(70)로부터 입력한 계수들중 선택 조합 모드에서 결정된 계수들을 나타낸다.Here, i is an integer, 0 ≦ i ≦ N B −1, v i represents a valid basis vector, b represents an index, and a i s (b) is a coefficient input from the first
여기서, ai
e(b)는 제1 계수 저장부(70)로부터 입력한 계수들중 등가 이득 조합 모드에서 결정된 계수들을 나타낸다.Here, a i e (b) represents coefficients determined in the equivalent gain combination mode among the coefficients input from the first
전술한 도 4에 도시된 제1 계수 저장부(70)는 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스(b)별로 달리 갖는 각 테이블을 빔수(N
B)별 및 조합 모드별로 미리 결정하여 저장하고, 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 빔수(NB)에 응답하여 빔수(NB)에 해당하는 테이블에 저장된 계수들을 이동국 장기 정보 결정부(64) 및 제1 선택부(72)로 출력한다. 예컨데, 제1 계수 저장부(70)로부터 출력되는 계수들은 조합 모드에 관계없고 빔수(NB)에 관계되는 테이블들에 포함되어 있다.The above-described first
본 발명에 의하면, 제1 계수 저장부(70)에 조합 모드별 및 빔수(NB)별로 저 장되는 테이블들 각각에 포함된 계수들은 다음과 같이 결정된다.According to the present invention, the coefficients included in each of the tables stored in the combination coefficient and the beam number N B in the first
먼저, 선택 조합 모드에 해당하는 테이블들에 포함되는 계수들[ai(b)]은 다음 수학식 5와 같이 결정된다.First, coefficients a i (b) included in tables corresponding to the selected combination mode are determined as in
여기서, 0≤b≤NB-1 이다. 예를 들어, 선택 조합 모드에 해당하는 테이블들중 NB=1에 해당하는 테이블에 계수들은 존재하지 않으며, NB=2에 해당하는 테이블은 다음 표 1과 같이 표현되는 계수들[a0(b) 및 a1(b)]을 갖고, NB=3에 해당하는 테이블은 다음 표 2과 같이 표현되는 계수들[a0(b), a1(b) 및 a2(b)]을 갖고, NB=4에 해당하는 테이블은 다음 표 3과 같이 표현되는 계수들[a0(b), a1(b), a2(b) 및 a3(b)]을 갖는다.Here, 0 ≦ b ≦ N B -1. For example, there are no coefficients in the table corresponding to N B = 1 among the tables corresponding to the selected combination mode, and the table corresponding to N B = 2 is represented by the coefficients [a 0 ( b) and a 1 (b)], where N B = 3, the coefficients [a 0 (b), a 1 (b) and a 2 (b)] are expressed as shown in Table 2 below. The table corresponding to N B = 4 has coefficients [a 0 (b), a 1 (b), a 2 (b) And a 3 (b)].
다음으로, 등가 이득 조합 모드에 해당하는 테이블들에 포함되는 계수들[ai(b)]은 다음 수학식 6과 같이 결정된다.Next, coefficients a i (b) included in tables corresponding to the equivalent gain combination mode are determined as in
여기서, c(b) = gray_encoder(b,BEG) 이고, 0≤b≤BEG-1 이며, 이다. 이 때, gray_encoder는 예를 들면 벡터 [0 1 2 3]의 순서를 [0 1 3 2]로 바꾸는 그레이 엔코딩(gray encoding)을 수행하는 함수로서, "Digital Communication"이라는 제목으로 'John G. Proakis'에 의해 저술되고 싱가포르(Singapore)에 위치한 맥그로우 힐 북(McGraw-Hill Book) 출판사에 의해 1995년도에 출간된 3rd Edition 책의 페이지 175쪽에 개시되어 있다. 전술한 수학식 6의 d(c(b),i)는 다음 수학식 7과 같이 표현된다.Where c (b) = gray_encoder (b, B EG ), 0 ≦ b ≦ B EG −1, to be. In this case, gray_encoder is a function for performing gray encoding, for example, changing the order of the vectors [0 1 2 3] to [0 1 3 2]. It is published on page 175 of the 3rd Edition book, published in 1995 by McGraw-Hill Book Publishing, Singapore. D (c (b), i) in
여기서, 는 l을 m으로 나누었을 때 얻어지는 몫이 가질 수 있는 가장 큰 정수를 의미하고, mod(l',m')는 l'를 m'으로 나눌 때 얻어지는 나머지를 의미한 다. 예를 들어, 등가 이득 조합 모드에 해당하는 테이블들중 NB=1에 해당하는 테이블에 계수들은 존재하지 않으며, NB=2에 해당하는 테이블은 다음 표 4와 같이 표현되는 계수들[a0(b) 및 a1(b)]을 갖고, NB=3에 해당하는 테이블은 다음 표 5와 같이 표현되는 계수들[a0(b), a1(b) 및 a2(b)]을 갖는다.here, Is the largest integer that the quotient obtained by dividing l by m, and mod (l ', m') is the remainder obtained by dividing l 'by m'. For example, there are no coefficients in the table corresponding to N B = 1 among the tables corresponding to the equivalent gain combination mode, and the table corresponding to N B = 2 has coefficients expressed as shown in Table 4 below [a 0. (b) and a 1 (b)], and the table corresponding to N B = 3 has coefficients expressed as shown in Table 5 [a 0 (b), a 1 (b) and a 2 (b)]. Has
제140 단계후에, 제1 비교부(164)는 기대값 계산부(162)로부터 입력한 기대값들(ESL 및 EEG)을 비교하고, 비교된 결과에 응답하여 모드 신호(Mode)를 생성하고, 생성된 모드 신호(Mode)를 제1 선택부(72) 및 이동국 신호 변환부(68)로 각각 출력한다(제142 ∼ 제150 단계들). 제1 비교부(164)의 동작을 세부적으로 살펴보면 다음과 같다.After
먼저, 제1 비교부(164)는 선택 조합 모드에 대한 기대값(ESL)이 등가 이득 조합 모드에 대한 기대값(EEG)보다 큰가를 판단한다(제142 단계). 만일, 선택 조합 모드에 대한 기대값(ESL)이 등가 이득 조합 모드에 대한 기대값(EEG)보다 크다고 판단되면, 제1 비교부(164)는 선택 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하여 출력한다(제144 단계). 그러나, 선택 조합 모드에 대한 기대값(ESL)이 등가 이득 조합 모드에 대한 기대값(EEG)보다 작다고 판단되면, 제1 비교부(164)는 등가 이득 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하여 출력한다(제148 단계). 그러나, 선택 조합 모드에 대한 기대값(ESL)과 등가 이득 조합 모드에 대한 기대값(EEG)이 동일하다고 판단되면, 제1 비교부(150)는 선택 조합 모드 및 등가 이득 조합 모드중 임의의 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하여 출력한다(제150 단계).First, the
한편, 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64)는 제1 계수 저장부(70)로부터 출력되는 계수값들 및 제2 선택부(122)로부터 출력되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 입력하지 않고, 모드 신호(Mode)를 발생할 수도 있다. 이러한, 제1 모드 신호 생성부(126)의 본 발명에 의한 실시예들(126B 및 126C) 각각의 구성 및 동작과, 그 실시예들(126B 및 126C)에서 수행되는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예들을 다음과 같이 첨부된 도면들을 참조하여 살펴본다.On the other hand, the mobile station long-term
도 9는 모드 신호(Mode)를 생성하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발 명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 이동국의 위치각들을 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성하는 단계(제180 ∼ 제186 단계들)로 이루어진다.FIG. 9 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention with respect to the forty-second step shown in FIG. 3 for generating a mode signal, wherein the mode signal is generated using the position angles of the mobile station. Generating step (
도 10은 도 6에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126)의 본 발명에 의한 다른 실시예(126B)의 블럭도로서, 위치각 계산부(200) 및 제2 비교부(202)로 구성된다.FIG. 10 is a block diagram of another
도 10에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126B)의 위치각 계산부(200)는 도 4에 도시된 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 이동국(20, 22, ... 또는 24)의 위치각들을 계산하고, 계산된 위치각들중에서 인접한 위치각들의 차이를 구한다(제180 단계).The
제180 단계후에, 제2 비교부(202)는 위치각 계산부(200)로부터 입력한 인접한 위치각들간의 차이와 제2 임계값(Vth2)을 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 발생한 모드 신호(Mode)를 제1 선택부(72) 및 이동국 신호 변환부(68)로 각각 출력한다(제182 ∼ 제186 단계들). 제2 비교부(202)의 세부적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.After
먼저, 제2 비교부(202)는 위치각 계산부(200)로부터 입력한 인접한 위치각들간의 차이가 제2 임계값(Vth2)을 초과하는가를 판단한다(제182 단계). 만일, 인접한 위치각들의 차이가 제2 임계값(Vth2)을 초과하는 것으로 판단되면, 제2 비교부(202)는 등가 이득 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하여 출력한다(제184 단계). 그러나, 인접한 위치각들간의 차이가 제2 임계값(Vth2)을 초과하지 않은 것으로 판단되면, 제2 비교부(202)는 선택 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생 성하여 출력한다(제186 단계). 여기서, 제180 ∼ 제186 단계들은 도 5에 도시된 제100 단계 ∼ 제104 단계들과 동시에 수행되거나, 제100 단계 ∼ 제104 단계들에 선행하여 수행되거나 제100 단계 ∼ 제104 단계들이 수행된 후에 수행될 수도 있다.First, the
도 11은 모드 신호(Mode)를 생성하는 도 3에 도시된 제42 단계에 대한 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 이동국의 위치각들의 퍼짐 정도들을 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성하는 단계(제220 ∼ 제226 단계들)로 이루어진다.FIG. 11 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention with respect to the forty-second step shown in FIG. 3 for generating a mode signal, using the spreading degrees of the position angles of the mobile station. Mode) (
도 12는 도 6에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126)의 본 발명에 의한 또 다른 실시예(126C)의 블럭도로서, 퍼짐 정보 계산부(240) 및 제3 비교부(242)로 구성된다.FIG. 12 is a block diagram of another
도 12에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126C)의 퍼짐 정도 계산부(240)는 도 4에 도시된 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 이동국(20, 22, ... 또는 24)의 위치각들의 퍼짐 정도들을 계산하고, 계산된 퍼짐 정도들의 평균값을 구하고, 평균값을 제3 비교부(242)로 출력한다(제220 단계).The spreading
제220 단계후에, 제3 비교부(242)는 퍼짐 정보 계산부(240)로부터 입력한 퍼짐 정도들의 평균값을 제3 임계값(Vth3)과 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 모드 신호(Mode)를 생성하고, 생성된 모드 신호(Mode)를 제1 선택부(72) 및 이동국 신호 변환부(68)로 각각 출력한다(제222 ∼ 제226 단계들). 여기서, 제3 비교부(242)의 세부적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.After
먼저, 제3 비교부(242)는 퍼짐 정보 계산부(240)로부터 입력한 퍼짐 정도들의 평균값이 제3 임계값(Vth3)을 초과하는가를 판단한다(제222 단계). 만일, 퍼짐 정도들의 평균값이 제3 임계값(Vth3)을 초과하는 것으로 판단되면, 제3 비교부(242)는 등가 이득 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하여 출력한다(제224 단계). 그러나, 퍼짐 정도들의 평균값이 제3 임계값(Vth3)을 초과하지 않은 것으로 판단되면, 제3 비교부(242)는 선택 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성하여 출력한다(제226 단계). 여기서, 제220 ∼ 제226 단계들은 도 5에 도시된 제100 ∼ 제104 단계들과 동시에 수행되거나 제100 ∼ 제104 단계들에 선행하여 수행되거나 제100 ∼ 제104 단계들이 수행된 후에 수행될 수도 있다.First, the
도 10에 도시된 위치각 계산부(200)가 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 위치각들을 계산하는 과정 및 도 12에 도시된 퍼짐 정도 계산부(240)가 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 위치각의 퍼짐 정도를 계산하는 과정은 "Efficient One-, Two-, and Multidimensional High-Resolution Array Signal Processing"라는 제목으로 'M. Haardt'에 의해 저술되고 독일(Germany)의 Aachen에 위치한 Shaker라는 출판사에 의해 1996년도에 출간된 책[국제 표준 책 번호(ISBN): 3-8265-2220-6]에 개시되어 있다.The position
한편, 제42 단계후에, 도 4에 도시된 제1 단기 정보 결정부(66)는 제1 계수 저장부(70)에 저장된 테이블들중에서 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 출력되는 모드 신호(Mode)가 나타내는 조합 모드에 해당하는 테이블들중 빔수(NB)에 해당하는 테이블에 포함된 계수들과 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 조합하여 구한 가중치 벡터들 및 채널의 하향 특성(H
DL)을 이용하여 최대 수신 전력을 제공하는 인덱스(b)를 단기 정보로서 결정하고, 결정된 단기 정보(b)를 이동국 신호 변환부(68)로 출력한다(제44 단계). 여기서, 제1 단기 정보 결정부(66)가 제44 단계를 수행하는 것을 돕기 위해, 제1 선택부(72)가 마련된다. 제1 선택부(72)는 제1 계수 저장부(70)로부터 출력되는 조합 모드에 무관한 빔수(NB)에만 관계되는 테이블들에 저장되는 계수들중에서, 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 모드 신호(Mode)가 나타내는 조합 모드에 해당하는 테이블에 저장된 계수들만을 선택하여 제1 단기 정보 결정부(66)로 출력한다. 따라서, 제1 선택부(72)로부터 출력되는 계수값은 모드 신호(Mode)가 나타내는 조합 모드 및 빔수(NB)에 관계되는 테이블에 포함되어 있다.On the other hand, after
만일, 빔수(NB)가 1인 경우 제1 단기 정보 결정부(66)는 단기 정보(b)를 이동국 신호 변환부(68)로 출력하지 않는다. 왜냐하면, 빔수(NB)가 1이면 전술한 바와 같이 테이블에는 해당하는 계수값이 존재하지 않아, 제1 계수 저정부(70)로부터 계수값이 출력되지 않기 때문이다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 달리 이동국 장기 정보 결정부(64)는 빔수(NB)를 제1 단기 정보 결정부(66)로 출력하고, 제1 단기 정보 결정부(66)는 1의 값을 갖는 빔수(NB)가 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력될 때 단기 정보(b)를 이동국 신호 변환부(68)로 출력하지 않을 수도 있다.If the number N B of beams is 1, the first short-term
이하, 제44 단계 및 도 4에 도시된 제1 단기 정보 결정부(66)의 본 발명에 의한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention of the 44th step and the first short-term
도 13은 도 3에 도시된 제44 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(44A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 가중치 벡터들을 구하는 단계(제260 단계), 가중치 벡터들로부터 구한 수신 전력들중 최대의 수신 전력에 해당하는 인덱스(b)를 찾는 단계(제262 및 제264 단계)로 이루어진다.FIG. 13 is a flowchart for describing an
도 14는 도 4에 제1 단기 정보 결정부(66)의 본 발명에 의한 일 실시예(66A)의 블럭도로서, 제1 베이시스 벡터 조합부(280), 수신 전력 계산부(282) 및 최대 전력 발견부(284)로 구성된다.FIG. 14 is a block diagram of an
제42 단계후에, 제1 베이시스 벡터 조합부(280)는 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)에 해당하는 테이블에 저장된 계수들(a0 ∼ aNB-1)을 제1 선택부(72)로부터 입력단자 IN2를 통해 입력하고, 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 계수들(a0 ∼ aNB-1
)을 이용하여 다음 수학식 8과 같이 조합하고, 조합된 결과들을 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1)로서 수신 전력 계산부(282)로 출력한다(제260 단계).After the forty-second step, the first
여기서, 0≤b≤B'-1 이고, B'는 선택 조합 모드에서 NB이고 등가 이득 조합 모드에서 4NB-1이다.Here, 0 ≦ b ≦ B′-1, B ′ is N B in the selective combination mode and 4 NB-1 in the equivalent gain combination mode.
제260 단계후에, 수신 전력 계산부(282)는 제1 베이시스 벡터 조합부(280)로부터 입력한 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1) 각각과 도 4에 도시된 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)을 승산하고, 승산된 결과에 놈(norm)의 제곱을 취하여 다음 수학식 9과 같이 표현되는 수신 전력을 최대 전력 발견부(284)로 출력한다(제262 단계).After
여기서, ∥ ∥은 놈을 의미한다. 제262 단계를 수행하기 위해, 수신 전력 계산부(282)는 B'개의 수신 전력 계산기들(290, 292, ... 및 294)들을 마련할 수 있다. 각 수신 전력 계산기(290, 292, ... 또는 294)는 제1 베이시스 벡터 조합부(280)로부터 해당하는 가중치 벡터를 입력하고, 입력한 가중치 벡터와 채널의 하향 특성(H
DL)을 승산하고, 승산된 결과에 놈의 제곱을 수학식 9과 같이 취한 해당하는 인덱스의 수신 전력을 최대 전력 발견부(284)로 출력한다.Here, means a bugger. To perform
제262 단계후에, 최대 전력 발견부(284)는 수신 전력 계산부(282)로부터 입력한 B'개의 수신 전력들중 가장 큰 수신 전력을 최대 수신 전력으로서 찾고, 최대 수신 전력을 계산할 때 사용된 가중치(w
b)를 구할 때 사용된 계수들[a0(b) ∼ aNB-1(b)]이 위치한 인덱스(b)를 단기 정보로서 이동국 신호 변환부(68)로 출력한다(제264 단계).After
한편, 제44 단계후에, 이동국 신호 변환부(68)는 이동국 장기 정보 결정부(64)에서 결정된 장기 정보 및 제1 단기 정보 결정부(66)에서 결정된 단기 정보(b)들을 입력하고, 입력한 장기 및 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하고, 변환된 궤환 신호를 안테나(60)를 통해 기지국(10)으로 전송한다(제46 단계). 이를 위해, 이동국 신호 변환부(68)는 도 4에 도시된 바와 같이, 이동국 장기 정보 포맷부(80), 이동국 단기 정보 포맷부(82) 및 시 분할 다중화(TDM:Time Division Multiplexing)부(84)로 구현될 수 있다. 여기서, 이동국 장기 정보 포맷부(80)는 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 장기 정보를 포맷하고, 포맷한 결과를 시분할 다중화부(84)로 출력한다. 이동국 단기 정보 포맷부(82)는 제1 단기 정보 결정부(66)로부터 입력한 단기 정보(b)를 포맷하고, 포맷한 결과를 시 분할 다중화부(84)로 출력한다. 이 때, 시 분할 다중화부(84)는 이동국 장기 정보 포맷부(80)에서 포맷된 결과와 이동국 단기 정보 포맷부(82)에서 포맷된 결과들을 시 분할 다중화하고, 시 분할 다중화된 결과를 궤환 신호로서 안테나(60)를 통해 기지국(10)으로 전송한다. 예를 들어, 시 분할 다중화부(84)로부터 출력되는 궤환 신호는 4개 의 단기 정보들과 한 개의 장기 정보가 반복되어 연결되는 패턴을 갖거나, 단기 정보들의 묶음과 장기 정보들의 묶음이 서로 연결된 패턴을 가질 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 시 분할 다중화부(84) 대신에 코드 분할 다중화부(미도시) 또는 주파수 분할 다중화부(미도시)가 마련될 수도 있다.On the other hand, after
결국, 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 출력되는 장기 정보는 이동국의 위치등에 의해 좌우되며 채널의 장기적인 변화를 반영하는 정보로서 매우 느리게 변하며 1회 정보량이 비교적 많고, 제1 단기 정보 결정부(66)로부터 출력되는 단기 정보는 이동국의 움직임에 의해 좌우되며 채널의 순시적인 변화만 반영하는 정보로서 1회 정보량은 적지만 매우 빨리 변하므로 궤환될 때 많은 대역폭을 차지한다. 그러므로, 도 4에 도시된 이동국 신호 변환부(68)는 장기 및 단기 정보들을 분리하고, 각 정보의 특성에 적합한 주기로 두 정보들을 변환하여 기지국(10)으로 전송한다.As a result, the long-term information output from the mobile station long-
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64)는 모드 신호(Mode)를 생성하지 않을 수도 있다. 이 경우, 전술한 도 4에 도시된 이동국 및 그의 실시예들 각각의 구성 및 동작이 다음과 같이 달라지는 것을 제외하면 동일하게 적용된다.According to another embodiment of the present invention, the mobile station long term
먼저, 도 6에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64A)에서 제1 모드 신호 생성부(126)가 존재할 필요성이 없어진다. 또한, 도 4에 도시된 제1 단기 정보 결정부(66)는 제1 계수 저장부(70)에 저장된 테이블들중에서 빔수(NB)에 해당하는 테이블에 포함된 계수들과 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 유효한 베이 시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 조합하여 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1)을 구한다. 따라서, 제1 계수 저장부(70)는 조합 모드에 따른 테이블들을 모두 저장할 필요없이 선택 조합 모드에 해당하는 테이블들 또는 등가 이득 조합 모드에 해당하는 테이블들만을 저장해도 된다. 그러므로, 도 4에 도시된 바와 달리, 이동국(20, 22, ... 또는 24)은 제1 선택부(72)를 마련하지 않는다. 즉, 제1 계수 저장부(70)로부터 출력되는 빔수(NB)에 해당하는 테이블에 포함된 계수들은 제1 단기 정보 결정부(66)로 직접 출력된다. 왜냐하면, 제1 단기 정보 결정부(66)에서 가중치를 구하기 위해 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 조합되는 것은 조합 모드에 무관하고 빔수(NB)에만 관계되는 테이블에 포함된 계수들이기 때문이다.First, there is no need for the first mode
또한, 도 14에 도시된 제1 베이시스 벡터 조합부(280)는 빔수(NB)에 해당하는 테이블에 저장된 계수들(a0 ∼ aNB-1)을 제1 계수 저장부(70)로부터 입력단자 IN2를 통해 입력하고, 이동국 장기 정보 결정부(64)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 계수들(a0 ∼ aNB-1)을 전술한 수학식 8과 같이 조합하고, 조합된 결과들을 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1)로서 수신 전력 계산부(282)로 출력한다(제260 단계). 이 때, 수학식 8에서, B'는 제1 계수 저장부(70)에 저장된 테이블들이 선택 조합 모드에 해당하는 테이블들인가 그렇지 않으면 등가 조합 모드에 해당하는 테이블들인가에 따라, NB 또는 4NB-1로서 각각 결정된다.In addition, the first basis
한편, 도 2에 도시된 제30 단계후에, 도 1에 도시된 기지국(10)은 어느 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로부터 전송된 궤환 신호를 수신하고, 수신한 궤환 신호로부터 복원한 장기 및 단기 정보들로부터 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널(DPCH:Dedicate Physical CHannel)를 다중화한 결과를 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, 승산된 결과들에 파일롯트 채널(PICH:PIlot CHannel) 신호들[P1(k), P2(k), P3(k), ... 및 Pant(k)]을 가산하고, 가산된 결과들을 안테나 어레이를 통해 그 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송한다(제32 단계).Meanwhile, after the thirtieth step shown in FIG. 2, the
이하, 도 1에 도시된 기지국(10)과 도 2에 도시된 제32 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention for the
도 15는 도 2에 도시된 제32 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(32A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 가중치를 추출하는 단계(제310 단계) 및 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 가중치들과 승산한 후 파일롯트 채널 신호들과 가산하는 단계(제312 및 제314 단계들)로 이루어진다.FIG. 15 is a flowchart for describing an exemplary embodiment 32A according to the present invention with respect to the 32nd step shown in FIG. 2, in which weights are extracted (step 310) and multiplexed dedicated physical channel signals. Is multiplied by the weights and then added to the pilot channel signals (312 and 314).
도 16은 도 1에 도시된 기지국(10)의 본 발명에 의한 일 실시예의 블럭도로서, 다중화부(321), 승산부(322), 가산부(324), 안테나 어레이(326) 및 제1 가중치 추출부(328)로 구성된다.FIG. 16 is a block diagram of an embodiment of the
도 2에 도시된 제32 단계를 수행하기 위해, 제1 가중치 추출부(328)는 안테나 어레이(326)로부터 상향(uplink) 전용 물리 제어 채널(DPCCH:Dedicate Physical Control CHannel)을 통해 수신한 궤환 신호로부터 장기 및 단기 정보들을 복원하 고, 복원된 장기 및 단기 정보들로부터 복수개의 가중치들(w1 ∼ want)을 추출하고, 추출된 복수개의 가중치들(w1 ∼ want)을 승산부(322)로 출력한다(제310 단계).In order to perform the 32nd step shown in FIG. 2, the
제310 단계후에, 승산부(322)는 다중화부(321)에서 전용 물리 채널(DPCH) 신호를 다중화한 결과를 제1 가중치 추출부(328)에서 추출된 복수개의 가중치들(w1 ∼ want)과 각각 승산하고 승산된 결과들을 가산부(324)로 출력한다(제312 단계). 여기서, 본 발명에 의한 이동 통신 장치 및 방법이 코드 분할 다중화 접속 방식(CDMA)으로 사용될 경우, 다중화부(321)는 전용 물리 채널 신호와 입력단자 IN3을 통해 입력한 스프레드/스크램블(SPREAD/SCRAMBLE) 신호를 승산하고, 승산된 결과를 다중화된 결과로서 승산부(322)로 출력하는 승산기(320)로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 이동 통신 장치 및 방법이 시 분할 다중화 접속 방식(TDMA)으로 사용될 경우, 다중화부(321)는 사용자별로 다른 전용 물리 채널 신호를 시 분할 다중화하고, 그 결과를 다중화된 결과로서 승산부(322)로 출력하는 시 분할 다중화부(미도시)로 구현될 수도 있다. 여기서, 도 16에 도시된 기지국(10)은 DPCCH 신호와 전용 물리 데이타 채널(DPDCH:Dedicate Physical Data CHannel) 신호를 입력하고, 입력한 DPCCH 신호 및 DPDCH 신호를 DPCH 신호의 포맷에 맞도록 다중화하는 DPCH 생성부(미도시)를 마련할 수 있다.After
제312 단계를 수행하기 위해, 승산부(322)는 ant개의 승산기들(340, 342, 344, ... 및 346)을 마련할 수 있다. 각 승산기(340, 342, 344, ... 또는 346)는 다중화부(321)에서 다중화된 결과와 제1 가중치 추출부(328)로부터 출력되는 복수 개의 가중치들(w1 ∼ want)중 해당하는 가중치를 승산하고, 승산된 결과를 가산부(324)로 출력한다.To perform
제312 단계후에, 가산부(324)는 승산부(322)로부터 입력한 승산된 결과들에 파일롯트 채널 신호들[P1(k), P2(k), P3(k), ... 및 Pant(k)]을 가산하고, 가산된 결과들을 안테나 어레이(326)로 출력한다(제314 단계). 여기서, 파일롯트 채널 신호[Pi(k)](1≤i≤ant)는 공통 파일롯트 채널 신호(CPICH:Common PIlot CHannel) 신호, 전용 파일롯트 채널(DCPICH:Dedicate CPICH)신호 또는 2차 공통 파일롯트 채널(SCPICH:Secondary CPICH) 신호가 될 수 있다. 예를 들어, 파일롯트 채널 신호[Pi(k)]가 CPICH인 경우, Pi(k)는 CPICHi에 해당한다. 제314 단계를 수행하기 위해, 가산부(324)는 ant개의 가산기들(360, 362, 364, ... 및 366)을 마련할 수 있다. 가산기(360, 362, 364, ... 또는 366)는 승산부(322)의 해당하는 승산기(340, 342, 344, ... 또는 346)로부터 출력되는 승산된 결과를 해당하는 파일롯트 채널 신호[P1(k), P2(k), P3(k), ... 또는 Pant(k)]에 가산하고, 가산된 결과들을 안테나 어레이(326)로 출력한다.After
여기서, 안테나 어레이(380)는 가산부(324)에서 가산된 결과들을 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송하는 역할을 한다. 이를 위해, 안테나 어레이(380)는 ant개의 안테나들(380, 382, 384, ... 및 386)로 구성된다. 안테나(380, 382, 384, ... 또는 386)는 가산부(324)의 해당하는 가산기(360, 362, 364, ... 또는 366)에서 가산된 결과를 해당하는 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송한다.Here, the
이하, 도 16에 도시된 제1 가중치 추출부(328)의 본 발명에 의한 일 실시예(328A)의 구성 및 동작과, 그 제1 가중치 추출부(328A)에서 가중치를 추출하는 본 발명에 의한 실시예(310A)를 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of one
도 17은 도 15에 도시된 제310 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(310A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 장기 및 단기 정보를 복원하는 단계(제400 단계) 및 복원한 장기 및 단기 정보들을 이용하여 복수개의 가중치들을 구하는 단계(제402 및 제404 단계들)로 이루어진다.FIG. 17 is a flowchart for explaining an
도 18은 도 16에 도시된 제1 가중치 추출부(328)의 본 발명에 의한 일 실시예(328A)의 블럭도로서, 제1 정보 복원부(420), 제2 계수 저장부(422) 및 제2 베이시스 벡터 조합부(424)로 구성된다.FIG. 18 is a block diagram of an
도 18에 도시된 제1 정보 복원부(420)는 입력단자 IN3을 통해 안테나 어레이(326)을 통해 수신한 궤환 신호로부터 장기 및 단기 정보들을 복원하고, 복원된 장기 정보[(v
1 ∼ v
NB 및 NB), (v
1 ∼ v
NB, Mode 및 NB) 또는 (v
1 ∼ v
NB, Mode, λ1 ∼ λant 및 NB)] 및 단기 정보(b)를 출력한다(제400 단계). 이를 위해, 예를 들면 제1 정보 복원부(420)는 도 4에 도시된 이동국 신호 변환부(68)에서 수행되는 동작을 역으로 수행하는 시 분할 역 다중화부(미도시), 기지국 장기 정보 디포맷부(미도시) 및 기지국 단기 정보 디포맷부(미도시)를 마련할 수 있다. 여기서, 시 분할 역 다중화부는 입력한 궤환 신호를 역 다중화하고, 역 다중화한 결과 를 기지국 장기 및 기지국 단기 정보 디포맷부들로 출력하고, 기지국 장기 정보 디포맷부는 시 분할 역 다중화된 결과를 디포맷하여 복원된 장기 정보로서 출력하고, 기지국 단기 정보 디포맷부는 시 분할 역 다중화된 결과를 디포맷하여 복원된 단기 정보를 출력한다.The first
제400 단계후에, 제2 계수 저장부(422)는 장기 정보에 포함된 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)에 응답하여 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에서 단기 정보(b)에 응답하여 해당하는 계수들을 추출하고, 추출된 계수들을 제2 베이시스 벡터 조합부(424)로 보낸다(제402 단계). 그러나, 장기 정보가 모드 신호(Mode)를 포함하지 않을 경우, 제2 계수 저장부(422)는 장기 정보에 포함된 빔수(NB)에 응답하여 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에서 단기 정보(b)에 응답하여 해당하는 계수들을 추출하고, 추출된 계수들을 제2 베이시스 벡터 조합부(424)로 출력한다. 만일, 장기 정보가 모드 신호(Mode)를 포함할 경우, 제2 계수 저장부(422)는 저장하고 있는 테이블들중에서 모드 신호(Mode)가 나타내는 조합 모드에 해당하는 테이블군을 선택하고, 선택된 테이블군에서 빔수(NB)에 해당하는 테이블을 선택하며, 선택된 테이블에서 단지 정보(b)에 해당하는 계수들을 추출하여 제2 베이시스 벡터 조합부(424)로 출력한다. 이 때, 제2 계수 저장부(422)는 조합된 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스(b)별로 달리 갖는 테이블들을 빔수(NB)별 및 조합 모드별로 미리 결정하여 저장한다.After
그러나, 장기 정보가 모드 신호(Mode)를 포함하지 않을 경우, 제2 계수 저장 부(422)는 저장하고 있는 테이블들중에서 빔수(NB)에 해당하는 테이블을 선택하며, 선택된 테이블에서 단지 정보(b)에 해당하는 계수들을 추출하여 제2 베이시스 벡터 조합부(424)로 출력한다. 이 때, 제2 계수 저장부(70)는 조합된 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)계수들을 인덱스(b)별로 달리 갖는 테이블들을 빔수(N
B)별로 미리 결정하여 저장한다.However, when the long-term information does not include the mode signal (Mode), the second
결국, 제2 계수 저장부(422)는 도 4에 도시된 제1 계수 저장부(70)에 저장된 테이블들과 동일한 테이블들을 저장한다.As a result, the second
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제402 단계후에, 제2 베이시스 벡터 조합부(424)는 제2 계수 저장부(422)로부터 입력한 계수들을 이용하여 장기 정보에 포함된 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 조합하고, 조합된 결과들을 복수개의 가중치들(w1, w2, w3, ... 및 want)로서 승산부(322)로 출력한다(제404 단계). 여기서, 가중치들(w1, w2, w3, ... 및 want)중 하나인 wj(1≤j≤ant)는 다음 수학식 10과 같이 표현된다.According to an embodiment of the present invention, after
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제402 단계후에, 제2 베이시스 벡터 조합부(424)는 제2 계수 저장부(422)로부터 입력한 계수들과 제1 정보 복원부(420)로부터 입력한 고유값들(λ1 ∼ λant)을 이용하여 장기 정보에 포함된 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 조합하고, 조합된 결과들을 복수개의 가중치들(w
1, w2, w3, ... 및 want)로서 승산부(322)로 출력한다(제404 단계). 여기서, 가중치들(w1, w2
, w3, ... 및 want)중 하나인 wo(1≤o≤ant)는 다음 수학식 11과 같이 표현된다.According to another embodiment of the present invention, after
여기서, βi는 i번째 유효한 베이시스 벡터에 해당하는 고유값(λi)에 비례하는 값이며, 예를 들면, 다음 수학식 12와 같은 관계를 가질 수 있다.Here, β i is a value proportional to the eigen value λ i corresponding to the i th valid basis vector. For example, β i may have a relationship as in Equation 12 below.
수학식 11에 표현된 바와 같이 가중치를 구하기 위해, 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64)는 도 3에 도시된 제42 단계에서 장기 정보를 결정할 때, 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 시공간 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 생성한 고유값들(λ1 ∼ λant)을 장기 정보에 포함시키고, 생성된 고유값들(λ1
∼ λant)을 포함한 장기 정보를 이동국 신호 변환부(68)로 출력한다. 이를 위해, 도 6에 도시된 고유 분석부(120)는 도 5에 도시된 제100 단계에서, 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 고유 분석법을 통해 생성한 고유값들(λ1 ∼ λant)을 빔수 계산부(124)로 출력하는 한편, 이동국 신호 변환 부(68)로도 출력한다. 또한, 도 18에 도시된 제1 정보 복원부(420)로부터 복원되 장기 정보에는 고유값들(λ1 ∼ λant)이 포함되어 있다.In order to obtain a weight as represented by
종래의 이동 통신 시스템은 시공간 채널 특성에 적합한 베이시스 벡터들을 사용하지 않았다. 반면에, 전술한 본 발명에 의한 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치 및 방법은 패이딩(fading)의 영향이 큰 매크로(macro) 채널 환경에서 방위각의 퍼짐 정도가 작으므로 선택 조합 모드를 이용하여 가중치를 생성하고, 간섭이나 잡음의 영향이 큰 마이크로(micro) 또는 피코(pico) 채널 환경에서 방위각의 퍼짐 정도가 크므로 등가 이득 조합 모드를 이용하여 가중치를 생성하거나, 매크로 채널 환경이나 마이크로 채널 환경에 무관하게 어느 조합 모드에 의해 가중치를 생성하였으며, 이와 같이 이동국에서 생성한 가중치를 기지국에서 추출할 수 있도록 장기 및 단기 정보들을 기지국으로 전송한다. 따라서, 패이딩, 간섭 및 잡음의 영향에 의한 채널의 특성의 변화를 이동국이 검사하고, 검사된 결과를 정보량이 최소화된 장기 및 단기 정보들로 변환하여 기지국에 전송하여 주기 때문에, 최적의 통신 환경을 달성할 수 있다.Conventional mobile communication systems do not use basis vectors suitable for space-time channel characteristics. On the other hand, the above-described mobile communication apparatus and method including the antenna array according to the present invention have a small degree of spread of the azimuth angle in a macro channel environment with a large influence of fading, so that weights are selected using a selected combination mode. In the micro or pico channel environment where the influence of interference or noise is large, so that the weight can be generated using an equivalent gain combination mode or generated in a macro channel environment or a micro channel environment. Regardless, the weights are generated by any combination mode, and the long term and short term information are transmitted to the base station so that the weight generated by the mobile station can be extracted by the base station. Therefore, the mobile station examines the change in the characteristics of the channel due to the effects of fading, interference, and noise, and converts the checked result into long-term and short-term information with a minimum amount of information and transmits it to the base station. Can be achieved.
한편, 본 발명에 의하면, 도 4에 도시된 이동국 장기 정보 결정부(64)는 이동국들(20, 22, ... 및 24) 각각에 마련되는 대신에 기지국(10)에 마련될 수 있다. 이하, 전술한 장기 정보가 이동국이 아닌 기지국에서 결정될 때, 본 발명에 의한 안테나 어레이를 갖는 이동 통신 장치의 실시예들 각각의 구성 및 동작과, 각 실시예에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Meanwhile, according to the present invention, the mobile station long term
도 19는 도 1에 도시된 이동 통신 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 이동국(20, 22, ... 또는 24)이 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 단기 정보만을 갖는 궤환 신호를 구하는 단계(제450 단계) 및 기지국(10)이 안테나별 채널의 상향 특성(H
UL)으로부터 결정한 장기 정보 및 궤환 신호로부터 복원한 단기 정보를 이용하여 가중치를 추출하는 단계(제452 단계)로 이루어진다.FIG. 19 is a flowchart for explaining another embodiment of a mobile communication method according to the present invention performed in the mobile communication device shown in FIG. 1, in which a
본 발명에 의한 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 방법은 먼저, 이동국(20, 22, ... 또는 24)이 기지국(10)으로부터 전송된 신호로부터 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)을 측정하고, 측정된 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL
)으로부터 채널의 상관 특성을 반영한 단기 정보를 결정하고, 결정된 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하고, 변환된 궤환 신호를 기지국(10)으로 전송한다(제450 단계). 이하, 제450 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예 및 그 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 이동국의 구성 및 동작을 다음과 같이 설명한다.In the mobile communication method including the antenna array according to the present invention, first, the
도 20은 도 19에 도시된 제450 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(450A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 하향 특성을 측정하는 단계(제460 단계), 단기 정보를 구하는 단계(제462 단계) 및 단기 정보를 궤환 신호로 변환하는 단계(제464 단계)로 이루어진다.FIG. 20 is a flowchart for describing an
도 21은 도 20에 도시된 실시예(450A)를 수행하는 본 발명에 의한 이동국(20, 22, ... 또는 24)의 실시예의 블럭도로서, 안테나(60), 이동국 채널 특 성 측정부(62), 제2 단기 정보 결정부(480), 이동국 신호 변환부(482) 및 제3 계수 저장부(484)로 구성된다.FIG. 21 is a block diagram of an embodiment of a
도 21에 도시된 안테나(60) 및 이동국 채널 특성 측정부(62)는 도 4에 도시된 안테나(60) 및 이동국 채널 특성 측정부(62)와 동일한 기능을 수행한다.The
도 19에 도시된 제450 단계를 수행하기 위해, 먼저, 이동국 채널 특성 측정부(62)는 기지국(10)으로부터 전송된 신호를 안테나(60)를 통해 수신하고, 수신된 신호로부터 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)을 시공간으로 측정하고, 측정된 하향 특성(H
DL)을 제2 단기 정보 결정부(480)로 출력한다(제460 단계).In order to perform
제460 단계후에, 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖는 미리 결정한 테이블에 저장된 해당하는 계수들로 단위(identity) 베이시스 벡터들을 조합하여 가중치 벡터들(w
0- ∼ w
B'-1)을 구하고, 가중치 벡터들(w
0- ∼ w
B'-1)과 채널의 하향 특성(H
DL)을 이용하여 최대 수신 전력을 제공하는 인덱스(b)를 결정하여 단기 정보를 구한다(제462 단계). 여기서, 단위 베이시스 벡터들로 이루어지는 NB×NB 크기의 단위 행렬(identity matrix)(INB×NB
)은 다음 수학식 13과 같이 표현된다.After
제462 단계를 수행하기 위해, 도 21에 도시된 이동국은 제2 단기 정보 결정부(480) 및 제3 계수 저장부(484)를 마련한다. 여기서, 제3 계수 저장부(484)는 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖는 테이블을 미리 결정하여 저장하고, 저장한 테이블의 계수들을 제2 단기 정보 결정부(480)로 출력한다. 이 때, 제2 단기 정보 결정부(480)는 주어진 단위 베이시스 벡터들을 제3 계수 저장부(484)로부터 입력한 계수들로 조합하여 가중치 벡터들(w
0- ∼ w
B'-1)을 구하고, 가중치 벡터들(w
0- ∼ w
B'-1)과 채널의 하향 특성(H
DL)을 이용하여 최대 수신 전력을 제공하는 인덱스(b)를 결정하고, 결정된 인덱스(b)를 단기 정보로서 이동국 신호 변환부(482)로 출력한다.In order to perform
제462 단계후에, 이동국 신호 변환부(482)는 제2 단기 정보 결정부(480)로부터 입력한 결정된 단기 정보(b)를 궤환 신호로 변환하고, 변환된 궤환 신호를 안테나(60)를 통해 기지국(10)으로 전송한다(제464 단계). 이를 위해, 이동국 신호 변환부(482)는 도 4에 도시된 이동국 단기 정보 포맷부(80) 따위로 구현될 수 있다. 여기서, 이동국 신호 변환부(482)의 이동국 단기 정보 포맷부(미도시)는 제2 단기 정보 결정부(480)로부터 입력한 단기 정보(b)를 포맷하고, 포맷한 결과를 안테나(60)로 출력한다.After
한편, 제450 단계후에, 기지국(10)은 도 21에 도시된 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로부터 전송된 신호로부터 안테나별 채널의 상향 특성(H
UL)을 측정하고, 측정된 상향 특성(H
UL)을 이용하여 결정한 장기 정보 및 수신한 궤환 신호로부터 복원한 단기 정보(b)를 이용하여 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, NB개의 파일롯트 채널 신호[Pi(k)](여기서, 1≤i≤NB)와 장기 정보를 이용하여 구한 베이시스 파일롯트 신호(basis pilot signal)들[u1(k), u2(k), ... 및 uant(k)]을 승산된 결과들에 각각 가산하고, 가산된 결과들을 안테나 어레이를 통해 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송한다(제452 단계). 여기서, 복수개의 가중치들은 제2 단기 정보 결정부(480)에서 결정된 인덱스(b)에 해당하는 가중치 벡터(w
b)를 의미한다.On the other hand, after
이하, 제452 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예 및 그 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 기지국의 구성 및 동작을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention for
도 22는 도 19에 도시된 제452 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(제500 ∼제510 단계들)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 가중치를 추출하는 단계(제500 및 제502 단계들), DPCH를 다중화한 결과를 가중치들과 승산하고 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k), u2(k), ... 및 uant(k)]과 가산하는 단계(제504 ∼ 제510 단계들)로 이루어진다. 여기서, 제452 단계에 대한 실시예에 포함되지 않는 제512 단계에 대해서는 후술된다.FIG. 22 is a flowchart for explaining an exemplary embodiment (
도 23은 도 22에 도시된 제452 단계에 대한 실시예(제500 ∼제510 단계들)를 수행하는 본 발명에 의한 기지국의 바람직한 실시예의 블럭도로서, 다중화부(321), 승산부(532), 가산부(534), 안테나 어레이(536), 베이시스 파일롯트 생성부(538), 제2 가중치 추출부(540) 및 기지국 장기 정보 결정부(542)로 구성된다.FIG. 23 is a block diagram of a preferred embodiment of a base station according to the present invention for performing the embodiment (
도 23에 도시된 기지국 장기 정보 결정부(542)는 도 21에 도시된 이동국으로부터 전송된 신호로부터 안테나별 채널의 상향 특성(H
UL)을 측정하고, 측정된 상향 특성(H
UL)을 이용하여 장기 정보를 결정하고, 결정된 장기 정보를 제2 가중치 추출부(540) 및 출력단자 OUT1을 통해 출력한다(제500 단계).A base station long-term
제500 단계후에, 제2 가중치 추출부(540)는 안테나 어레이(536)를 통해 수신한 궤환 신호로부터 단기 정보(b)를 복원하고, 복원된 단기 정보(b) 및 기지국 장기 정보 결정부(542)에서 결정된 장기 정보를 이용하여 복수개의 가중치들을 추출한다(제502 단계).After
이 때, 도 23에 도시된 다중화부(321)는 도 16에 도시된 다중화부(321)와 동일한 기능을 수행한다. 즉, 도 23에 도시된 다중화부(321)는 전용 물리 채널 신호(DPCH)를 다중화하고, 다중화된 결과를 승산부(532)로 출력한다(제504 단계). 이를 위해, 다중화부(321)는 DPCH와 스프레드/스크램블 신호(SPREAD/SCRAMBLE)를 승산하고, 승산된 결과를 승산부(532)로 출력하는 승산기(320)를 마련할 수도 있다. 여기서, 도 22에 도시된 바와 달리, 제504 단계는 제500 및 제502 단계들과 동시에 수행될 수도 있다.In this case, the
제504 단계후에, 승산부(532)는 다중화부(321)에서 다중화된 결과를 제2 가중치 추출부(540)로부터 입력한 복수개의 가중치들(w1, w2, ... 및 want)과 각각 승산하고, 승산된 결과들을 가산부(534)로 출력한다(제506 단계). 이를 위해, 승산부(532)는 도 16에 도시된 승산부(322)와 마찬가지로, 다수개의 승산기들(550, 552, 554, ... 및 556)로 구성된다. 여기서, 각 승산기(550, 552, 554, ... 또는 556)는 다중화부(321)에서 다중화된 결과를 해당하는 가중치(w1, w2, ... 또는 want
)와 승산하고, 승산된 결과를 가산부(534)로 출력한다.After
이 때, 베이시스 파일롯트 생성부(538)는 파일롯트 채널 신호들[P1(k), P2(k), ... 및 Pant(k)]과 기지국 장기 정보 결정부(542)에서 결정되고 입력단자 IN4를 통해 입력한 장기 정보를 이용하여 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k), u2(k), ... 및 uant(k)]을 생성하고, 생성된 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k), u2(k), ... 및 uant(k)]을 가산부(534)로 출력한다(제508 단계). 여기서, 도 22에 도시된 바와 달리, 제508 단계는 제502 ∼ 제506 단계들이 수행되는 동안에 수행될 수 있다.At this time, the basis
제508 단계후에, 가산부(534)는 승산부(532)에서 승산된 결과들에 베이시스 파이롯트 생성부(538)로부터 입력한 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k), u2(k), ... 및 uant(k)]을 가산하고, 가산된 결과를 안테나 어레이(536)로 출력한다(제510 단계). 이를 위해, 가산부(534)는 가산기들(560, 562, 564, ... 및 566)를 마련한다. 각 가산기(560, 562, 564, ... 또는 566)는 승산부(532)의 해당하는 승산기(550, 552, 554, ... 또는 556)에서 승산된 결과를 해당하는 베이시스 파일롯트 신호[u1(k), u2(k), ... 또는 uant(k)]와 가산하고, 가산된 결과를 안테나 어레이(536)로 출력한다. 이 때, 가산부(534)에서 가산된 결과들은 안테나 어레이(536)를 통해 도 21에 도시된 이동국으로 전송된다. 이를 위해, 안테나 어레이(536)는 ant개의 안테나들(570, 572, 574, ... 및 576)로 구성된다. 각 안테나(570, 572, 574, ... 또는 576)는 가산부(534)의 해당하는 가산기(560, 562, 564, ... 또는 566)에서 가산된 결과를 도 21에 도시된 이동국으로 전송하거나, 도 21에 도시된 이동국으로 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호를 제2 가중치 추출부(540) 및 기지국 장기 정보 결정부(542)로 각각 출력한다.After
도 19 ∼ 도 23에 도시된 본 발명에 의한 이동 통신 방법 및 장치는 기지국에서 결정된 장기 정보를 이동국으로 전송하지 않았지만, 기지국에서 결정된 장기 정보 예를 들면 모드 신호(Mode)와 빔수(NB)를 이동국으로 전송할 수도 있다. 이하, 기지국에서 결정된 장기 정보가 이동국으로 전송될 경우, 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 실시예들 및 각 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 이동 통신 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Although the mobile communication method and apparatus according to the present invention shown in Figs. 19 to 23 do not transmit the long-term information determined by the base station to the mobile station, the long-term information determined by the base station, for example, the mode signal (Mode) and the number of beams (N B ) It may also transmit to the mobile station. Hereinafter, when the long-term information determined by the base station is transmitted to the mobile station, embodiments of the mobile communication method according to the present invention and the configuration and operation of the mobile communication device according to the present invention for performing each embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. Explain as follows.
도 24는 도 1에 도시된 이동 통신 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이동 통신 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 복원한 장기 정보 및 안테나별 채널의 하향 특성(H DL)을 이용하여 결정한 단기 정보를 갖는 궤환 신호를 구하는 단계(제600 단계) 및 안테나별 채널의 상향 특성(H UL)으로부터 결정한 장 기 정보 및 궤환 신호로부터 복원한 단기 정보를 이용하여 가중치를 추출하고, 결정한 장기 정보를 이동국으로 전송하는 단계(제602 단계)로 이루어진다.FIG. 24 is a flowchart for explaining another embodiment of a mobile communication method according to the present invention performed in the mobile communication device shown in FIG. 1, and illustrates the reconstructed long term information and downlink characteristics ( H DL ) of channels for each antenna. Obtaining a feedback signal having the short-term information determined by using (step 600) and using the long-term information determined from the upstream characteristic ( H UL ) of the channel for each antenna and the short-term information recovered from the feedback signal, the weight is extracted and determined. And transmitting the long term information to the mobile station (step 602).
도 24에 도시된 본 발명에 의한 이동 통신 방법은 단기 정보를 결정할 때, 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL) 뿐만 아니라, 기지국(10)으로부터 전송된 신호로부터 복원한 장기 정보도 이용하고, 기지국(10)은 결정한 장기 정보를 무선 신호로 변환하여 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송한다는 것을 제외하면, 도 19에 도시된 이동 통신 방법과 동일하다. 예컨데, 이동국(20, 22, ... 또는 24)은 기지국(10)으로부터 전송된 신호로부터 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)을 측정할 뿐만 아니라, 기지국(10)으로부터 전송된 신호로부터 장기 정보를 복원하며, 측정된 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)을 반영한 단기 정보를 복원된 장기 정보 및 채널의 하향 특성(H
DL)을 이용하여 결정하고, 결정된 단기 정보들을 궤환 신호로 변환하고, 변환된 궤환 신호를 기지국(10)으로 전송한다(제600 단계). 이하, 제600 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예 및 그 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 이동국의 구성 및 동작을 다음과 같이 설명한다.The mobile communication method according to the present invention shown in FIG. 24 uses not only the downlink characteristic ( H DL ) of the channel for each antenna, but also long-term information recovered from the signal transmitted from the
도 25는 도 24에 도시된 제600 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(600A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 하향 특성(H
DL)을 측정하고 장기 정보를 복원하는 단계(제610 단계), 복원된 장기 정보 및 하향 특성(H
DL)을 이용하여 결정한 단기 정보를 전송하는 단계(제612 및 614 단계들)로 이루어진다.FIG. 25 is a flowchart for describing an
도 26은 도 25에 도시된 실시예(600A)를 수행하는 본 발명에 의한 이동국의 실시예의 블럭도로서, 안테나(60), 이동국 채널 특성 측정부(62), 제2 단기 정보 결정부(480), 이동국 신호 변환부(482), 제4 계수 저장부(620) 및 제2 정보 복원부(622)로 구성된다.FIG. 26 is a block diagram of an embodiment of a mobile station according to the present invention for performing the
도 26에 도시된 안테나(60), 이동국 채널 특성 측정부(62), 제2 단기 정보 결정부(480) 및 이동국 신호 변환부(482)는 도 21에 도시된 안테나(60), 이동국 채널 특성 측정부(62), 제2 단기 정보 결정부(480) 및 이동국 신호 변환부(482)와 각각 동일한 기능을 수행한다.The
도 26에 도시된 안테나(60)는 기지국(10)으로부터 전송된 신호를 수신하고, 이동국 채널 특성 측정부(62)는 수신된 신호로부터 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)을 시공간으로 측정하고 측정된 하향 특성(H
DL)을 제2 단기 정보 결정부(480)로 출력하는 한편, 제2 정보 복원부(622)는 안테나(60)를 통해 수신된 신호로부터 장기 정보를 복원하고, 복원된 장기 정보를 제4 계수 저장부(620)로 출력한다(제610 단계). 이 때, 복원된 장기 정보는 빔수(NB) 및/또는 모드 신호(Mode)를 포함할 수 있다.The
제610 단계후에, 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖는 장기 정보별로 구분되어 미리 결정되어 저정된 테이블들중에서 복원된 장기 정보에 해당하는 테이블에 저장된 계수들로 단위 베이시스 벡터들을 조합하여 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1)을 구하고, 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1)과 하향 특성(H
DL)을 이용하여 최대 수신 전력을 제공하는 인덱스(b)를 결정하여 단기 정보를 구한다(제612 단계). 이를 위해, 제4 계수 저장부(620)는 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖는 테이블들을 장기 정보 예를 들면 빔수(NB) 및/또는 조합 모드별로 미리 결정하여 저장하고, 저장한 테이블들중에서 제2 정보 복원부(622)로부터 입력한 장기 정보에 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에 저장된 계수들을 제2 단기 정보 결정부(480)로 출력한다. 이 때, 제2 단기 정보 결정부(480)는 도 21에 도시된 제2 단기 정보 결정부(480)와 동일하게, 주어진 단위 베이시스 벡터들을 제4 계수 저장부(620)로부터 입력한 계수들로 조합하여 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1)을 구하고, 가중치 벡터들(
w
0 ∼ w
B'-1)과 하향 특성(H
DL)을 이용하여 최대 수신 전력을 제공하는 인덱스(b)를 결정하여 단기 정보로서 이동국 신호 변환부(482)로 출력한다.After
이 때, 도 21에 도시된 이동국 신호 변환부(482)와 마찬가지로, 도 26에 도시된 이동국 신호 변환부(482)는 결정된 단기 정보를 궤환 신호로 변환하여 안테나(60)로 출력한다(제614 단계).At this time, similar to the mobile
한편, 도 20 또는 도 25에 도시된 실시예에서 각 단계들의 수행되는 시점에 대해 살펴본다. 만일, 제460 또는 제610 단계가 이동국의 하향 프레임에서 x번째 시간 슬롯 동안 수행되어 안테나별 채널의 하향 특성(H
DL)이 구해진다면, 제462 또는 제612 단계는 이동국의 하향 프레임에서 x+1 번째 시간 슬롯내의 어느 기간 동 안 수행되어 단기 정보(b)가 생성된다. 이 때, 이동국의 하향 프레임의 x+1 번째 시간 슬롯에서 단기 정보(b)가 생성된 다음부터 기지국의 하향 프레임의 x+2번째 시간 슬롯이 시작할 때까지, 제464 또는 제614 단계가 수행되고 변환된 궤환 신호가 기지국에 도착하여야 한다.On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 20 or 25 will be described with respect to the time point at which each step is performed. If
한편, 도 24에 도시된 제600 단계후에, 기지국(10)은 도 26에 도시된 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로부터 전송된 신호로부터 안테나별 채널의 상향 특성(H
UL)을 측정하고, 측정된 상향 특성(H
UL)을 이용하여 결정한 장기 정보 및 수신한 궤환 신호로부터 복원한 단기 정보(b)를 이용하여 복수개의 가중치들을 추출하고, 전용 물리 채널 신호를 다중화한 결과를 복수개의 가중치들과 각각 승산하고, NB개의 파일롯트 채널 신호[Pi(k)]와 장기 정보를 이용하여 구한 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k), u2(k), ... 및 uant(k)]을 승산된 결과들에 각각 가산하고, 가산된 결과들을 안테나 어레이를 통해 이동국(20, 22, ... 또는 24)으로 전송하는 한편, 기지국은 결정한 장기 정보를 무선 신호로 변환하여 이동국으로 전송한다(제602 단계).On the other hand, after
이하, 제602 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예 및 그 실시예를 수행하는 본 발명에 의한 기지국의 구성 및 동작을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment according to the present invention for
도 27은 도 24에 도시된 제602 단계에 대한 실시예(제500 ∼ 제512 단계들)를 수행하기 위한 본 발명에 의한 기지국의 실시예의 블럭도로서, 승산부(320), 승산부(532), 가산부(534), 안테나 어레이(536), 베이시스 파일롯트 생성부(538), 제3 가중치 추출부(640), 기지국 장기 정보 결정부(542) 및 기지국 신호 변환부(642)로 구성된다.FIG. 27 is a block diagram of an embodiment of a base station according to the present invention for performing the embodiment (
도 27에 도시된 기지국은 기지국 신호 변환부(642)를 더 마련하고, 제2 가중치 추출부(540)와 달리 동작하는 제3 가중치 추출부(640)를 마련하는 것을 제외하면 도 23에 도시된 기지국과 동일한 구성을 갖고 동일한 동작을 수행하므로, 동일한 구성 및 동작에 대한 설명은 생략한다. 이동국이 도 25에 도시된 바와 같이 동작하고, 도 26에 도시된 바와 같이 구현될 경우, 기지국은 도 22에 도시된 제500 ∼ 제512 단계들을 수행한다. 여기서, 제500 ∼ 제510 단계들에 대해서는 전술한 바와 동일한다. 즉, 도 22의 제500 ∼ 제510 단계들은 도 19에 도시된 제452 단계에 대한 실시예이고, 도 22의 제500 ∼ 제512 단계들은 도 24에 도시된 제602 단계에 대한 실시예이다.The base station illustrated in FIG. 27 further includes a base
한편, 제510 단계후에, 도 27에 도시된 기지국 신호 변환부(642)는 기지국 장기 정보 결정부(542)에서 결정된 장기 정보를 무선 신호로 변환하여 안테나 어레이(536)를 통해 도 26에 도시된 이동국으로 전송한다(제512 단계). 여기서, 기지국 신호 변환부(642)는 기지국 장기 정보 포맷부(미도시)로 구현될 수 있다. 여기서, 기지국 장기 정보 포맷부는 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력한 장기 정보를 포맷하고, 포맷한 결과를 출력단자 OUT2를 통해 안테나 어레이(536)로 출력한다. 이 때, 안테나 어레이(536)는 기지국 장기 정보 포맷부에서 포맷된 결과를 도 26에 도시된 이동국으로 전송한다.On the other hand, after
이 때, 도 23에 도시된 제2 가중치 추출부(540)는 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB) 및/또는 고유값들(λ
1 ∼ λant)을 장기 정보로서 입력할 수 있는 반면, 도 27에 도시된 제3 가중치 추출부(640)는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB) 및/또는 고유값들(λ
1 ∼ λant) 뿐만 아니라, 빔수(NB) 및/또는 모드 신호(Mode)를 장기 정보로서 입력할 수 있다. 이를 제외하면, 제3 가중치 추출부(640)는 제2 가중치 추출부(540)와 동일한 역할을 수행한다. 즉, 제3 가중치 추출부(640)는 안테나 어레이(536)를 통해 수신한 궤환 신호로부터 단기 정보를 복원하고, 복원된 단기 정보 및 기지국 장기 정보 결정부(542)에서 결정된 장기 정보를 이용하여 복수개의 가중치들(w1, w2, ... 및 want
)을 추출하고, 추출된 복수개의 가중치들(w1, w2, ... 및 want)을 승산부(532)로 출력한다.At this time, the second
이하, 도 21 또는 도 26에 도시된 제2 단기 정보 결정부(480)의 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 동작을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the second short-term
도 28은 도 21 또는 도 26에 도시된 제2 단기 정보 결정부(480)의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도로서, 제3 베이시스 벡터 조합부(660), 수신 전력 게산부(662) 및 최대 전력 발견부(664)로 구성된다.FIG. 28 is a block diagram of an embodiment of the second short-term
도 28에 도시된 수신 전력 계산부(662) 및 최대 전력 발견부(664)는 도 14에 도시된 수신 전력 계산부(282) 및 최대 전력 발견부(284)와 동일한 기능을 수행하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이 때, 제3 베이시스 벡터 조합부(660)는 유효한 베이시스 벡터들(v
1∼v
NB) 대신에 단위 베이시스 벡터들을 입력하는 것을 제외하면 제1 베이시스 벡터 조합부(280)와 동일한 기능을 수행한다. 따라서, 도 28에 도시된 제2 단기 정보 결정부(480)는 도 13에 도시된 실시예(44A)를 수행함을 알 수 있다.Since the received
예컨데, 도 28에 도시된 제3 베이시스 벡터 조합부(660)는 제3 또는 제4 계수 저장부(484 또는 620)로부터 입력단자 IN6을 통해 입력한 계수들을 이용하여 다음 수학식 14와 같이 표현되는 NB개의 단위 베이시스 벡터들을 조합하고, 조합된 결과들을 가중치 벡터들(w
0∼w
B'-1)로서 수신 전력 계산부(662)로 출력한다(제260 단계).For example, the third basis
여기서, 각 단위 베이시스 벡터에는 NB개의 성분들이 존재한다.Here, N B components exist in each unit basis vector.
제260 단계후에, 수신 전력 계산부(662)는 제3 베이시스 벡터 조합부(660)로부터 입력한 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1) 각각과 도 21 또는 도 26에 도시된 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)을 승산하고, 승산된 결과에 놈(norm)의 제곱을 취한 수신 전력을 최대 전력 발견부(664)로 출력한다(제262 단계). 이 때, 도 28에 도시된 수신 전력 계산부(662)는 도 14에 도시된 바와 같이 B'개의 수신 전력 계산기들(290, 292, ... 및 294)로 구현될 수 도 있고, 수학식 15를 이용하면 달리 구현될 수도 있다.After
이하, 수학식 15를 이용하여 달리 구현된 수신 전력 계산부(662)의 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention of the reception
도 29는 도 28에 도시된 수신 전력 계산부(662)의 실시예의 블럭도로서, 하향 단기 시공 공분산 행렬 생성부(680), 서브(sub) 전력 계산기들(682, 684, 686, ... 및 688)로 구성된다.FIG. 29 is a block diagram of an embodiment of the received
제262 단계를 수행하기 위해, 수신 전력 계산부(662)의 하향 단기 시공 공분산 행렬(R
DL
ST) 생성부(680)는 도 21 또는 도 26에 도시된 이동국 채널 특성 측정부(62)로부터 입력한 채널의 하향 특성(H
DL)으로부터 하향 단기 시공 공분산 행렬(R
DL
ST)을 생성하고, 생성된 R
DL
ST를 서브 전력 계산기들(682, 684, 686, ... 및 688)로 출력한다. 이 때, 서브 전력 계산기들(682, 684, 686, ... 및 688)은 R
DL
ST를 가중치 벡터들(w
0 ∼ w
B'-1) 및 가중치 벡터들을 공액 전치한 결과들(w
H
0 ∼ w
H
B'-1)과 승산하고, 승산된 결과를 출력단자 OUT3을 통해 최대 전력 발견부(664)로 출력한다.In order to perform
제262 단계후에, 최대 전력 발견부(664)는 도 14에 도시된 최대 전력 발견부(284)와 동일하게 최대의 수신 전력에 해당하는 인덱스(b)를 찾는다(제264 단계).After
이하, 도 19에 도시된 제452 단계에 대한 도 22에 도시된 실시예에서 제502 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(502A)를 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an
도 30은 도 19에 도시된 제452 단계에 대한 도 22에 도시된 실시예에서 제502 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(502A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 복원한 단기 정보만을 이용하여 추출한 계수들과 장기 정보[(v
1 ∼ v
NB
) 또는 (v
1 ∼ v
NB 및 λ1∼λNB)]을 이용하여 가중치들을 구하는 단계(제700 ∼ 제704 단계들)로 이루어진다.FIG. 30 is a flowchart for explaining an
제2 가중치 추출부(540)는 제502 단계를 수행하기 위해, 먼저, 안테나 어레이(536)를 통해 수신한 궤환 신호로부터 단기 정보를 복원한다(제700 단계). 제700 단계후에, 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖고 미리 결정된 테이블들중에서 복원된 단기 정보에 해당하는 계수들을 추출한다(제702 단계). 제702 단계후에, 추출된 계수들과 제500 단계에서 결정된 장기 정보[(v
1 ∼ v
NB) 또는 (v
1 ∼ v
NB 및 λ1∼λNB)]를 이용하여 복수개의 가중치들(w1 ∼ want)을 구한다(제704 단계). 여기서, 복수개의 가중치들(w1 ∼ want)이 수학식 10 에 의해 구해질 경우, 장기 정보는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)이고, 복수개의 가중치들이 수학식 11에 의해 구해질 경우, 장기 정보는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB) 및 고유값들(λ1 ∼ λNB)을 의미한다.
In order to perform
이하, 도 24에 도시된 제602 단계에 대한 도 22에 도시된 실시예에서 제502 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(502B)를 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an
도 31은 도 24에 도시된 제602 단계에 대한 도 22에 도시된 실시예에서 제502 단계에 대한 본 발명에 의한 다른 실시예(502B)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 복원한 단기 정보와 결정한 장기 정보를 이용하여 추출한 계수들과 장기 정보를 이용하여 가중치들을 구하는 단계(제710 ∼ 제714 단계들)로 이루어진다.FIG. 31 is a flowchart for explaining another
제3 가중치 추출부(640)는 제502 단계를 수행하기 위해, 먼저, 안테나 어레이(536)를 통해 수신한 궤환 신호로부터 단기 정보를 복원한다(제710 단계). 제710 단계후에, 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖고 장기 정보[빔수(NB) 및/또는 모드 신호(Mode)]별로 미리 결정된 테이블들중에서 단기 정보 및 제500 단계에서 결정된 장기 정보[빔수(NB) 및/또는 모드 신호(Mode)]에 해당하는 계수들을 추출한다(제712 단계). 제712 단계후에, 추출된 계수들과 제500 단계에서 결정된 장기 정보를 이용하여 복수개의 가중치들을 구한다(제714 단계). 여기서, 장기 정보는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 빔수(NB)이거나, 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 빔수(N
B)와 모드 신호(Mode)이거나, 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 빔수(NB)와 고유값들(λ1 ∼ λNB)이거나, 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 빔수(NB)와 모드 신호(Mode)와 고유값들(λ1 ∼ λNB)이 될 수 있다.In order to perform
이하, 도 30 또는 도 31에 도시된 실시예들(502A 및 502B)을 수행하는 도 23 또는 도 27에 도시된 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)의 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration of an embodiment according to the present invention of the second or third
도 32는 도 30 또는 도 31에 도시된 실시예(502A 또는 502B)를 수행하기 위한 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도로서, 제3 정보 복원부(730), 제5 계수 저장부(732) 및 제4 베이시스 벡터 조합부(734)로 구성된다.FIG. 32 is a block diagram of an embodiment of the present invention of a second or
도 32에 도시된 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)의 제3 정보 복원부(730)는 안테나 어레이(536)를 통해 수신하고 입력단자 IN7을 통해 입력한 궤환 신호로부터 단기 정보(b)를 복원하고, 복원된 단기 정보(b)를 제5 계수 저장부(732)로 출력한다(제700 또는 제710 단계).The third
제700 단계후에, 제5 계수 저장부(732)는 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖는 테이블을 미리 결정하여 저장하고, 제3 정보 복원부(730)로부터 입력한 단기 정보(b)에 해당하는 계수들을 추출하고, 추출된 계수들을 제4 베이시스 벡터 조합부(734)로 출력한다(제702 단계).After
또는, 제710 단계후에, 제5 계수 저장부(732)는 조합되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 계수들을 인덱스별로 달리 갖는 테이블들을 장기 정보 예를 들면 빔수(NB) 및/또는 조합 모드별로 미리 결정하여 저장하고, 제3 정보 복원부(730)로부터 입력한 단기 정보 및 입력단자 IN8을 통해 입력한 장기 정보에 포함되는 빔수(NB) 및/또는 모드 신호(Mode)에 응답하여 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에서 추출한 계수들을 제4 베이시스 벡터 조합부(734)로 출력한다(제712 단계).Alternatively, after
제702 또는 제712 단계후에, 제4 베이시스 벡터 조합부(734)는 제5 계수 저장부(732)로부터 입력한 계수들과 도 23 또는 도 27에 도시된 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력단자 IN9를 통해 입력한 장기 정보를 조합하고, 조합된 결과들을 복수개의 가중치들(w1 ∼ want)로서 승산부(532)로 출력한다(제704 또는 제714 단계). 여기서, 입력단자 IN9를 통해 입력되는 장기 정보는, 가중치가 수학식 10에 의해 구해질 경우 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)이고, 가중치가 수학식 11에 의해 구해질 경우, 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB) 및 고유값들(λ
1 ∼ λNB)들이다.After
이하, 도 22에 도시된 제500 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(500A) 및 그 실시예(500A)를 수행하는 도 23 또는 도 27에 도시된 본 발명에 의한 기지국 장기 정보 결정부(542)의 실시예의 구성 및 동작을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the base station long-term
도 33은 도 22에 도시된 제500 단계에 대한 본 발명에 의한 실시예(500A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 측정한 상향 특성(H
UL)으로부터 생성한 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)을 하향 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)로 변환하는 단계(제750 ∼ 제754 단계들) 및 변환된 하향 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)로부터 장기 정보를 생성하는 단계(제756 단계)로 이루어진다.FIG. 33 is a flowchart for describing an
도 34는 도 33에 도시된 실시예(500A)를 수행하기 위한 본 발명에 의한 기지국 장기 정보 결정부(542)의 실시예의 블럭도로서, 기지국 채널 특성 측정부(780), 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT) 생성부(782), 채널 정보 변환부(784) 및 장기 정보 생성부(786)로 구성된다.FIG. 34 is a block diagram of an embodiment of a base station long term
도 34에 도시된 기지국 채널 특성 측정부(780)는 도 21 또는 도 26에 도시된 이동국으로부터 전송되고 안테나 어레이(536)를 통해 수신된 신호를 입력단자 IN10을 통해 입력하고, 입력한 신호로부터 안테나별 채널의 상향 특성(H
UL)을 측정하고, 측정된 상향 특성(H
UL)을 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT) 생성부(782)로 출력한다(제750 단계). 여기서, 기지국 채널 특성 측정부(780)의 동작 원리와 이동국 채널 특성 측정부(62)의 동작 원리는 동일하다.The base station channel
제750 단계후에, 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT) 생성부(782)는 기지국 채널 특성 측정부(780)에서 측정된 상향 특성(H
UL)으로부터 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)을 생성하고, 생성된 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)을 채널 정보 변환부(784)로 출력한다(제752 단계). 여기서, 상향 특성(H
UL)과 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)은 다음 수학식 16과 같은 관계를 갖는다.After the
제752 단계후에, 채널 정보 변환부(784)는 상향 장기 시공 공분산 행렬부(782)에서 생성된 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)을 하향 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)로 변환하고, 변환된 하향 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)을 장기 정보 생성부(786)로 출력한다(제754 단계). 여기서, 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT
)을 하향 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)로 변환하는 과정은 "Smart Antennas for Wireless Communications: IS-95 and Third Generation CDMA Applications"라는 제목으로 'J. C. Liberti', 'Jr., & Theodore S. Rappaport'의해 저술되고 1999년도 에 Prentice Hall 출판사에 의해 출간되었으며 코드 번호 ISBN 0-13-719287-8를 갖는 책에 개시되어 있다.After
제754 단계후에, 장기 정보 생성부(786)는 전술한 고유 분석법을 통해, 채널 정보 변환부(784)로부터 입력한 하향 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)로부터 장기 정보 예를 들면, 고유값들(λ1 ∼ λNB)과 빔수(NB)와 모드 신호(Mode)들중 적어도 하나와 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 생성하고, 생성된 장기 정보를 출력단자 OUT5를 통해 출력한다(제756 단계).After
한편, 도 34에 도시된 장기 정보 생성부(786)는 고유 분석법을 통해 자체에서 생성한 장기 정보 및/또는 기지국 채널 특성 측정부(780)로부터 입력한 상향 특성(H
UL)을 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성하는 제2 모드 신호 생성부(미도시)를 마련할 수 있다.Meanwhile, the long-
이하, 장기 정보 생성부(786)의 내부에 마련되는 제2 모드 신호 생성부의 본 발명에 의한 실시예들에 대해 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention of the second mode signal generator provided inside the long
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 모드 신호 생성부는 도 8에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126A)와 동일하게 구현될 수 있다. 이 경우, R
DL
ST 계산부(160)는 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)로부터 상향 단기 시공 공분산 행렬(R
UL
ST)을 계산 하고, 계산된 상향 단기 시공 공분산 행렬(R
UL
ST)을 기대값 계산부(162)로 출력한다. 여기서, 상향 장기 시공 공분산 행렬(R
UL
LT)과 상향 단기 시공 공분산 행렬(
R
UL
ST)을 전술한 수학식 16과 같은 관계를 이용하여 구한다.According to an embodiment of the present invention, the second mode signal generator may be implemented in the same manner as the first
이 때, 제2 모드 신호 생성부의 기대값 계산부(162)는 장기 정보에 포함되는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 입력단자 IN11을 통해 도 32에 도시된 제5 계수 저장부(732)로부터 입력한 계수들을 이용하여, 도 7에 도시된 전술한 제140 단계에서와 같이 기대값들(ESL 및 EEG)을 계산한다. 이를 위해, 도 32에 도시된 제5 계수 저장부(732)는 추출한 계수들을 출력단자 OUT4를 통해 장기 정보 생성부(786)에 마련되는 제2 모드 신호 생성부의 기대값 계산부(162)로 출력한다. 이 때, 제1 비교부(164)는 계산된 기대값들(ESL 및 EEG)을 도 7에 도시된 바와 같이 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성한다.In this case, the expected
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제2 모드 신호 생성부는 도 10에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126B)와 동일하게 구현되어 도 9를 수행할 수 있다. 이 경우, 위치각 계산부(200)는 기지국 채널 특성 측정부(780)로부터 입력한 채널의 상향 특성(H
UL)으로부터 도 26에 도시된 이동국의 위치각들을 계산하여 제2 비교부(202)로 출력하고, 제2 비교부(202)는 인접한 위치각들간의 차이와 제2 임계값(Vth2)을 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 모드 신호(Mode)를 발생한다.According to another embodiment of the present invention, the second mode signal generator may be implemented in the same manner as the first
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제2 모드 신호 생성부는 도 12에 도시된 제1 모드 신호 생성부(126C)와 동일하게 구현되어 도 11을 수행할 수 있다. 이 경우, 퍼짐 정도 계산부(240)는 기지국 채널 특성 측정부(780)로부터 입력한 채널의 상향 특성(H
UL)으로부터 이동국의 위치각들의 퍼짐 정도들을 계산하여 제3 비교부(242)로 출력하고, 제3 비교부(242)는 퍼짐 정도들의 평균값을 제3 임계값(Vth3)과 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 모드 신호(Mode)를 발생한다.According to another embodiment of the present invention, the second mode signal generator is implemented in the same manner as the first
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제2 모드 신호 생성부는 고유값들(λ1 ∼ λNB)을 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성할 수도 있다. 이하, 고유값들(λ1 ∼ λNB)을 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성하는 본 발명에 의한 제2 모드 신호 생성부의 실시예의 구성 및 동작과 그의 실시예에서 모드 신호(Mode)를 생성하는 과정을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.According to another embodiment of the present invention, the second mode signal generator may generate a mode signal using the eigenvalues λ 1 to λ NB . Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the second mode signal generator according to the present invention for generating the mode signal Mode using the eigenvalues λ 1 to λ NB and the mode signal in the embodiment With reference to the accompanying drawings, a process for doing this will be described as follows.
도 35는 도 34에 도시된 장기 정보 생성부(786)가 마련하는 제2 모드 신호 생성부에서 장기 정보에 포함되는 모드 신호(Mode)를 생성하는 과정을 설명하기 위한 본 발명에 의한 플로우차트로서, 고유값들(λ1 ∼ λNB)간의 차이를 이용하여 모드 신호(Mode)를 생성하는 단계(제800 ∼ 제806 단계들)로 이루어진다.35 is a flowchart according to the present invention for explaining a process of generating a mode signal included in long term information in a second mode signal generator provided by the long
도 36는 도 35에 도시된 모드 신호(Mode)를 생성하는 과정을 수행하는 제2 모드 신호 생성부(미도시)의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도로서, 제4 비교부(810)로 구성된다.FIG. 36 is a block diagram of an embodiment of the present invention of a second mode signal generator (not shown) that performs a process of generating a mode signal shown in FIG. 35 and includes a
먼저, 도 34에 도시된 장기 정보 생성부(786)는 고유 분석법을 통해 장기 시공 공분산 행렬(R
DL
LT)로부터 자체적으로 고유값들(λ1 ∼ λNB
)을 생성하고, 생성된 고유값들(λ1 ∼ λNB)을 장기 정보에 포함시킨다. 이 때, 도 36에 도시된 제4 비교부(810)는 장기 정보에 포함되는 고유값들(λ1 ∼ λNB)중에서 첫 번째로 큰 고유값(λmax1)과 두 번째로 큰 고유값(λmax2)간의 차이를 제4 임계값(Vth4)과 비교하고, 비교된 결과를 모드 신호(Mode)로서 출력한다. 예컨데, 제4 비교부(810)는 고유값들(λ1 ∼ λNB)중에서 첫 번째로 큰 고유값(λmax1)과 두 번째로 큰 고유값(λmax2)간의 차이를 구한다(제800 단계). 제800 단계후에, 그 고유값들(λmax1 및 λmax2)간의 차이가 제4 임계값(Vth4)보다 적은가를 판단한다(제802 단계).
First, the long-
만일, 차이가 제4 임계값(Vth4)보다 적은 것으로 판단되면, 선택 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성한다(제804 단계). 그러나, 차이가 제4 임계값(Vth4)보다 적지 않은 것으로 판단되면, 등가 이득 조합 모드를 나타내는 모드 신호(Mode)를 생성한다(제806 단계). 전술한 제2, 제3 및 제4 임계값들(Vth2, Vth3 및 Vth1)은 실험적으로 결정된다.If it is determined that the difference is less than the fourth threshold value V th4 , a mode signal Mode indicating the selected combination mode is generated (step 804). However, if it is determined that the difference is not less than the fourth threshold value V th4 , a mode signal Mode representing the equivalent gain combination mode is generated (step 806). The aforementioned second, third and fourth thresholds V th2 , V th3 and V th1 are determined experimentally.
이하, 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538)의 본 발명에 의한 실시예들 각각의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of each embodiment according to the present invention of the basis
도 37은 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538)의 본 발명에 의한 실시예(538A)의 블럭도로서, 빔수(NB)개의 승산부들(830, 832, ... 및 834) 및 가산부(836)로 구성된다.FIG. 37 is a block diagram of an
본 발명의 실시예에 의하면, 도 37에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538A)는 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력단자 IN4를 통해 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 수인 빔수(NB) 만큼의 파일롯트 채널 신호들[P1(k) ∼ PNB(k)]과 유효한 베이시스 벡터들(v
1, v
2, ... 및 v
NB)을 승산하고, 승산된 결과들을 가산하며, 가산된 결과를 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k) ∼ uant(k)]로서 가산부(534)로 출력한다. 이를 위해, 베이시스 파일롯트 생성부(538A)의 승산부들(830, 832, ... 및 834)은 빔수(NB) 만큼의 파일롯트 채널 신호들[P1(k) ∼ PNB(k)]과 입력단자 IN4를 통해 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1, v
2, ... 및 v
NB)을 승산하고, 승산된 결과를 가산부(836)로 출력한다. 여기서, 각 승산부(830, 832, ... 또는 834)는 ant개의 승산기들을 마련한다. 예컨데, 승산부(830)는 첫 번째 파일롯트 채널 신호[P1(k)]와 첫 번째 유효한 베이시스 벡터(v
1)의 각 성분(v11, v12, v13, ... 및 v1ant)을 승산하고, 승산된 결과를 가산부(836)로 출력하는 ant개의 승산기들(840, 842, 844, ... 및 846)을 마련한다. 승산부(832)는 두 번째 파일롯트 채널 신호[P2(k)]와 두 번째 유효한 베 이시스 벡터(v
2)의 각 성분(v21, v22, v23, ... 및 v
2ant)을 승산하고, 승산된 결과를 가산부(836)로 출력하는 ant개의 승산기들(850, 852, 854, ... 및 856)을 마련한다. 이와 비슷하게, 승산부(834)는 세 번째 파일롯트 채널 신호[P3(k)]와 세 번째 유효한 베이시스 벡터(v
3)의 각 성분(v31, v32, v33, ... 및 v3ant)을 승산하고, 승산된 결과를 가산부(836)로 출력하는 ant개의 승산기들(860, 862, 864, ... 및 866)을 마련한다.According to an embodiment of the present invention, the basis
이 때, 가산부(836)는 승산부들(830, 832, ... 및 834)에서 승산된 결과들을 안테나별로 가산하고, 가산된 결과들을 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k) ∼ uant(k)]로서 도 23 또는 도 27에 도시된 가산부(534)로 출력한다. 이를 위해, 가산부(836)는 ant개의 가산기들(870, 872, 874, ... 및 876)을 마련한다. 여기서, 가산기(870)는 승산부들(830, 832, ... 및 834) 각각의 첫 번째 승산기들(840, 850, ... 및 860)에서 승산된 결과들을 가산하고, 가산된 결과를 첫 번째 베이시스 파일롯트 신호[u1(k)]로서 가산기(560)로 출력한다. 이 때, 가산기(872)는 승산부들(830, 832, ... 및 834) 각각의 두 번째 승산기들(842, 852, ... 및 862)에서 승산된 결과들을 가산하고, 가산된 결과를 두 번째 베이시스 파일롯트 신호[u2(k)]로서 가산기(562)로 출력한다. 이와 비슷하게, 가산기(876)는 승산부들(830, 832, ... 및 834) 각각의 ant번째 승산기들(846, 856, ... 및 866)에서 승산된 결과들을 가산하고, 가산된 결과를 ant번째 베이시스 파일롯트 신호[uant(k)]로서 가산기(566)로 출력한다.At this time, the
도 38은 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538)의 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 블럭도로서, 바이패스부(900), 제1, 제2, ... 및 제NB-1 크기 조정기들(902, 904, ... 및 906)로 구성된다.FIG. 38 is a block diagram illustrating another embodiment of the
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 베이시스 파일롯트 생성부(538)는 도 23 또는 도 27에 도시된 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력단자 IN4를 통해 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1, v
2, ... 및 v
NB)의 크기를 조정하고, 빔수(NB) 만큼의 파일롯트 신호들[P1(k) ∼ Pant(k)]과 조정된 크기를 갖는 유효한 베이시스 벡터들(v'1, v'2, ... 및 v'NB)을 승산하고, 승산된 결과들을 가산하며, 가산된 결과를 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k) ∼ uant(k)]로서 가산부(534)로 출력한다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the basis
이를 위해, 도 37에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538A)는 도 38에 도시된 바이패스부(900), 제1, 제2, ... 및 제NB-1 크기 조정기들(902, 904, ... 및 906)를 더 마련할 수 있다.To this end, the basis
도 38에 도시된 바이패스부(900)는 첫 번째의 유효한 베이시스 벡터(v
1) 자체를 조정된 크기를 갖는 첫 번째 유효한 베이시스 벡터(v'1)로서 도 37에 도시된 승산부(830)로 바이패스시킨다. 이 때, 제1 크기 조정기(902)는 제2 고유값(λ2)으로부터 제1 고유값(λ1)을 제산하고, 제산된 결과(λ2/λ1)를 두 번째 유효한 베이시 스 벡터(v
2)에 승산하고, 승산된 결과(λ2
v
2/λ1)를 조정된 크기를 갖는 두 번째 유효한 베이시스 벡터(v'2)로서 승산부(832)로 유효한 베이시스 벡터(v
2) 대신에 입력시킨다. 이와 비슷하게, 제NB-1 크기 조정기(906)는 제NB 고유값(λNB)으로부터 제1 고유값(λ1)을 제산하고, 제산된 결과(λNB/λ1)를 NB번째 유효한 베이시스 벡터(v
NB)에 승산하고, 승산된 결과(λNB
v
NB/λ1)를 조정된 크기를 갖는 N
B 번째 유효한 베이시스 벡터(v'NB)로서 승산부(834)로 유효한 베이시스 벡터(v
NB) 대신에 입력시킨다.The
이하, 장기 정보를 이동국(20, 22, ... 또는 24) 대신에 기지국(10)에서 결정하는 도 19 ∼ 도 38에 도시된 본 발명에 의한 이동 통신 장치 및 방법의 동작례를 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, an operation example of the mobile communication apparatus and method according to the present invention shown in Figs. 19 to 38 in which long-term information is determined by the
첫 번째로, 빔수(NB)가 고정되어 있고 모드 신호(Mode)가 장기 정보로서 결정되지 않았다고 가정한다. 즉, 기지국에서 결정된 장기 정보가 이동국으로 전송되지 않았다고 가정한다. 이 경우, 도 21에 도시된 이동국 및 도 23에 도시된 기지국이 이용될 수 있다.First, assume that the beam number N B is fixed and the mode signal Mode has not been determined as long term information. In other words, it is assumed that long-term information determined at the base station has not been transmitted to the mobile station. In this case, the mobile station shown in Fig. 21 and the base station shown in Fig. 23 can be used.
도 21에 도시된 제3 계수 저장부(484) 및 도 32에 도시된 제5 계수 저장부(732) 각각은 고정된 빔수(NB) 및 고정된 조합 모드에 해당하는 하나의 테이블 예를 들면, 표 1 ∼ 표 5들중 하나를 저장한다. 이 때, 도 34에 도시된 기지국 장기 정보 결정부(542A)의 장기 정보 생성부(786)는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 장기 정보로서 결정하거나, 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 고유값들(λ1 ∼ λNB)을 장기 정보로서 결정하여 출력단자 OUT5를 통해 제2 가중치 추출부(540)의 제4 베이시스 벡터 조합부(734)로 출력한다.Each of the third
예를 들면, 빔수(NB)가 2로 고정되어 있고 모드 신호(Mode)가 장기 정보로서 결정되지 않았으며, 제4 및 제5 계수 저장부들(484 및 732)은 등가 이득 조합 모드에 해당하며 빔수(NB)가 2에 해당하는 테이블을 저장할 경우, 도 28에 도시된 제2 단기 정보 결정부의 제3 베이시스 벡터 조합부(660)는 두 개의 단위 베이시스 벡터들([10]T 및 [01]T)을 입력하여 네 개의 가중치 벡터들(w
0∼w
3)을 출력한다. 이 때, 도 37에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538)는 두 개의 유효한 베이시스 벡터들(v
1 및 v
2)과 두 개의 파일롯트 채널 신호들[P1(k) 및 P2(k)]을 입력하여 ant개의 베이시스 파일롯트 신호들[u1(k)∼uant(k)]을 생성한다.For example, the beam number N B is fixed at 2 and the mode signal Mode is not determined as long term information, and the fourth and fifth
두 번째로, 기지국에서 결정된 장기 정보가 이동국으로 전송되었다고 가정한다. 즉, 빔수(NB)는 고정되고 모드 신호(Mode)가 발생되거나, 빔수(NB)가 고정되지 않고 모드 신호(Mode)가 발생되거나, 빔수(NB)가 고정되지 않고 모드 신호(Mode)가 발생되지 않는다고 가정한다. 이 경우, 도 26에 도시된 이동국과 도 27에 도시된 기지국이 이용될 수 있다.Second, suppose that the long term information determined at the base station has been transmitted to the mobile station. That is, the number of beams N B is fixed and the mode signal Mode is generated, the number of beams N B is not fixed and the mode signal Mode is generated, or the number of beams N B is not fixed and the mode signal Mode is Assume that does not occur. In this case, the mobile station shown in FIG. 26 and the base station shown in FIG. 27 can be used.
예를 들면, 빔수(NB)가 고정되어 있지 않거나 모드 신호(Mode)가 발생될 경 우, 도 26에 도시된 제2 정보 복원부(622)는 장기 정보로서 빔수(NB) 또는 모드 신호(Mode)를 복원해내고, 제4 계수 저장부(620)는 빔수(NB)별 또는 조합 모드별로 미리 결정하여 저장한 테이블들중에서 빔수(NB) 또는 모드 신호(Mode)에 응답하여 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에 저장된 계수들을 제2 단기 정보 결정부(480)로 출력한다. 이 때, 도 27에 도시된 기지국 장기 정보 결정부(542)의 장기 정보 생성부(786)는 빔수(NB) 또는 모드 신호(Mode)를 장기 정보로서 결정하여 기지국 신호 변환부(642)와 어레이 안테나(536)을 통해 도 26에 도시된 이동국으로 전송할 뿐만 아니라 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)중 하나와 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 장기 정보로서 제3 가중치 추출부(640)로 출력한다. 이 때, 도 32에 도시된 제3 가중치 추출부(640)의 제5 계수 저장부(732)는 빔수(NB)별 또는 조합 모드별로 미리 결정하여 저장한 테이블들중에서 입력단자 IN8을 통해 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력한 빔수(NB) 또는 모드 신호(Mode)에 응답하여 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에서 해당하는 계수들을 제4 베이시스 벡터 조합부(734)로 출력한다.For example, when the number of beams N B is not fixed or a mode signal is generated, the second
다른 예를 들면, 빔수(NB)가 고정되어 있지 않고 모드 신호(Mode)가 발생될 경우, 도 26에 도시된 제2 정보 복원부(622)는 도 27에 도시된 기지국으로부터 전송되고 안테나 어레이(536)를 통해 수신된 신호로부터 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode) 를 갖는 장기 정보를 복원해내고, 제4 계수 저장부(620)는 빔수(NB) 및 조합 모드별로 미리 결정된 테이블들중에서 제2 정보 복원부(622)에서 복원된 장기 정보에 포함된 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)에 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에 저장된 계수들을 추출하여 제2 단기 정보 결정부(480)로 출력한다. 이 때, 도 27에 도시된 기지국의 기지국 장기 정보 결정부(542)의 장기 정보 생성부(786)는 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)를 장기 정보로서 결정하고, 결정된 장기 정보를 기지국 신호 변환부(642)와 안테나 어레이(536)를 통해 도 26에 도시된 이동국으로 전송할 뿐만 아니라 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB), 빔수(NB
) 및 모드 신호(Mode)를 장기 정보로서 제3 가중치 추출부(640)로 출력한다. 따라서, 도 32에 도시된 제3 가중치 추출부(640)의 제5 계수 저장부(732)는 빔수(NB) 및 조합 모드별로 저장한 테이블들중에서 입력단자 IN8을 통해 입력한 빔수(NB) 및 모드 신호(Mode)에 응답하여 해당하는 테이블을 선택하고, 선택된 테이블에 저장된 계수들을 제4 베이시스 벡터 조합부(734)로 출력한다.In another example, when the beam number N B is not fixed and the mode signal Mode is generated, the second
세 번째로, 기지국에서 추출되는 가중치가 수학식 10 또는 수학식 11에 의해 결정될 경우, 도 21 및 도 23에 도시된 이동국 및 기지국이 사용되거나 도 26 및 도 27에 도시된 이동국 및 기지국이 사용될 수 있다.Third, when the weight extracted from the base station is determined by
예를 들면, 기지국에서 추출되는 가중치가 수학식 10에 의해 결정될 경우, 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538)는 도 37에 도시된 베 이시스 파일롯트 생성부(538A)로 실시될 수 있고, 기지국 장기 정보 결정부(542)의 장기 정보 생성부(786)는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 장기 정보로서 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)로 출력한다. 이 때, 도 32에 도시된 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)의 제4 베이시스 벡터 조합부(734)는 입력단자 IN9를 통해 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)을 이용하여 수학식 10에서와 같이 가중치들을 구한다.For example, when the weight extracted from the base station is determined by
다른 예를 들면, 기지국에서 추출되는 가중치가 수학식 11에 의해 결정될 경우, 도 23 또는 도 27에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538)는 도 37에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538A) 및 도 38에 도시된 회로를 모두 마련한다. 즉, 도 38에 도시된 바이패스부(900), 제1 ∼ 제NB-1 크기 조정기들(902 ∼ 906)에 의해 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)의 크기가 조정되고, 도 37에 도시된 베이시스 파일롯트 생성부(538A)의 승산부들(830, 832,... 및 834)은 조정된 크기를 갖는 유효한 베이시스 벡터들(v'1 ∼ v'NB)을 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB) 대신에 입력한다. 이 때, 기지국 장기 정보 결정부(542)의 장기 정보 생성부(786)는 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB)과 고유값들(λ1 ∼ λant
)을 장기 정보로서 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)로 출력한다. 이 때, 도 32에 도시된 제2 또는 제3 가중치 추출부(540 또는 640)의 제4 베이시스 벡터 조합부(734)는 입력단자 IN9를 통해 기지국 장기 정보 결정부(542)로부터 입력한 유효한 베이시스 벡터들(v
1 ∼ v
NB) 및 고유값들(λ1 ∼ λant)을 이용하여 수학식 11에서와 같이 가중치들을 구한다.
For another example, when the weight extracted from the base station is determined by
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치 및 방법은 시공간 채널의 상관 특성을 반영한 베이시스 벡터들을 사용하여 안테나 어레이(326)의 안테나들간에 존재하는 상관값에 따른 궤환 정보량을 최소화시키므로 안테나 어레이(326)에 안테나가 많은 경우에도 이동국의 이동 속도가 증가함에 따른 성능 열화를 감소시킬 수 있고, 이동국에서 요구되는 수신 신호 대 잡음비를 현저하게 낮출 수 있고, 채널의 장기 및 단기 특성들을 잘 조화시켜 정보를 궤환시키므로 궤환 대역폭을 효율적으로 사용하여 동일한 대역폭에 많은 사용자를 수용할 수 있고, 다이버시티 효과와 빔포밍 효과를 채널 특성에 맞추어 극대화시킬 수 있는, 한편, 장기 정보가 이동국에서 결정되지 않고 기지국에서 결정될 경우 이동국을 소형화시킬 수 있고 이동국의 전력 소모를 줄일 수 있으며, 기지국 대신에 이동국에서 장기 정보를 결정하여 통신 성능을 향상시킬 수도 있는 효과를 갖는다.As described above, in the mobile communication apparatus and method including the antenna array according to the present invention, the amount of feedback information according to the correlation values existing between the antennas of the
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