KR101997822B1 - 다중셀 협력통신 시스템에서 협력적 신호 전송 방법 - Google Patents

다중셀 협력통신 시스템에서 협력적 신호 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 셀이 협력하여 사용자를 서비스하는 협력통신(CoMP) 환경에서 기지국과 사용자가 협력적으로 서비스 받을 셀을 선택하여 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 사용자가 처한 채널 상태에 따라서 서비스 후보 셀 중에 실제 서비스 받을 셀을 채널 양자화 오차를 고려하여 선택함으로써 다중 셀 협력전송 시에 주파수 효율 향상을 얻을 뿐 아니라, 다중 셀 협력전송을 위한 채널 정보 궤환량을 감소시키는 동시에 다중 사용자 스케줄링 복잡도를 감소시킬 수 있다.

Description

다중셀 협력통신 시스템에서 협력적 신호 전송 방법 {METHODS FOR COOPERATIVE TRANSMISSION IN MULTI-CELL COOPERATION SYSTEMS}
본 발명은 다중 셀이 협력하여 사용자에게 신호를 전송하는 무선 통신 시스템에서 사용자가 신호 전송 후보 셀들 중 실제 서비스 받을 셀들을 결정하는 과정에서, 채널 방향 정보의 양자화 오차가 작은 셀들을 선택하고, 선택한 셀 정보와 함께 해당 셀들에 대한 채널 정보를 궤환 함으로써 채널 궤환 오버헤드를 줄이는 동시에 전송 효율을 향상시킬 수 있는 기지국과 사용자 간의 협력적 전송 기법에 관한 것이다.
다중 안테나 기술은 무선 통신 시스템의 전송 효율을 향상시키기 위한 기술로써 많은 주목을 받고 있다. 특히 다중 안테나를 이용한 빔포밍을 이용하면 다중 채널 간의 보강간섭으로 인하여 무선통신 전송 링크의 신호 대 간섭 잡음비(SINR)을 향상시킬 수 있다. 또한, 다중 안테나 기반의 다중 셀 간의 협력 운용 기술(CoMP)은 인접 섹터나 인접 셀로부터 받는 간섭을 제거하고, 다중 셀이 협력적으로 신호를 전송함으로써 셀 경계 사용자 성능 향상을 얻을 수 있는 기법으로 널리 고려되고 있다.
상기 다중 셀 협력 운용 기술을 효율적으로 적용하기 위하여 사용자가 수신단에서 추정한 채널 정보를 송신단 기지국에게 궤환(feedback)해주는 과정이 필요하다. 일례로, 명시적 채널 양자화(explicit channel quantization)의 경우에 단말이 추정한 현재 채널 방향 정보(channel direction information, CDI)와 가장 오차가 작은 코드북(codebook) 인덱스를 궤환하는 방법으로 고려되고 있다. 특히 다중 셀 협력 운용 환경에서는 다수의 셀에 대한 채널 방향 정보를 궤환하여 서비스 받게 되므로 궤환 오버헤드가 커지게 되는 문제가 발생한다.
이와 더불어, 다중 안테나를 이용하여 다중 빔을 생성하고 여러 명의 사용자를 같은 자원에서 동시에 서비스를 하는 경우, 양자화 오차에 따른 부정확한 채널 방향 정보는 다중 빔 간의 간섭을 유발하게 된다. SINR에 관하여 로그(log) 스케일로 증가하는 무선 채널 용량의 특성상 서빙 신호의 세기가 클 때에 사용되는 공간 다중화 빔포밍의 특성상 다중 빔 간 간섭은 사용자 성능 저하의 주요한 원인이 된다.
다중 셀 협력 전송 시에 궤환 오버헤드를 줄이는 동시에 양자화 오차로 인한 성능 저하를 완화하기 위하여 지능적으로 움직이는 단말이 협력 후보 셀들 중 양자화 오차가 작은 셀들을 적응적으로 선택하고, 선택된 셀 정보와 함께 채널 방향 정보를 함께 궤환하여 무선 통신의 채널 용량을 향상을 가지고 올 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 개 이상의 안테나를 사용하여 통신하는 통신 시스템에서 단말기의 통신 방법은 1개 이상의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 파일럿 신호를 기반으로 채널 상태 정보를 추정하는 단계; 및 상기 추정된 채널 상태 정보를 기반으로 채널 상태 정보를 양자화 하고, 상기 양자화된 채널 상태 정보와 상기 추정된 채널 상태 정보 사이의 오차를 판단하는 단계;를 포함한다.
또한, 돈 발명의 다른 측면에 따르는 1개 이상의 안테나를 사용하여 통신하는 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법은 파일럿 신호를 전송하는 단계; 및 선택된 기지국 정보 및 양자화된 채널 상태 정보를 수신하는 단계를 포함한다.
다중 셀 간의 협력 운용 시에 다중 안테나를 이용한 다중 사용자 빔포밍을 사용함으로써 무선 채널 용량을 획기적으로 증대시킬 수 있으나, 부정확한 채널 방향 정보의 궤환은 다중 빔 간의 간섭 문제를 야기하므로 성능 개선의 한계가 발생한다. 본 발명은 협력에 참여하는 기지국들 중에 양자화 오차가 작은 기지국들만을 선택하여 선택한 기지국 인덱스와 함께 채널 방향 정보를 전달하게 함으로써 종래 기법을 사용한 경우에 대비하여 다중 기지국 협력 운용의 성능을 개선시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 단말에서 채널 정보를 궤환하는 절차를 나타내는 순서도이다.
도 3은 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 실시예에 따른 기지국에서 통신 절차를 나타내는 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 실시예에 따른 기지국과 단말 사이에 신호 전송 절차를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 발명의 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
하기되는 내용에서 기지국과 통신하는 단말은 사용자로 표시될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전체적인 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 다른 통신 시스템은 협력 전송에 참여하는 1개 이상의 기지국 1,…,N(101) 및 상기 1개 이상의 기지국이 협력 빔포밍을 통하여 서비스하는 사용자 u1,…,uM(103)을 포함할 수 있다.
상기 협력에 참여하는 1개 이상의 기지국(101)은 각각 NT 개의 송신 안테나를 사용하여 한 개이상의 수신 안테나를 가진 상기 사용자들(103)을 서비스할 수 있다. 실시예에 따라 사용자가 다수 개의 수신 안테나를 사용하는 경우로의 확장은 쉽게 가능하다.
실시예에서 상기 사용자들(103)은 상기 1개 이상의 기지국(101)에 대하여 서로 다른 채널 환경을 갖는다고 가정한다. 또한 상기 사용자는 파일럿 신호를 통해 추정한 채널 방향 정보를 협력 운용을 위하여 1개 이상의 서빙 기지국에게 궤환할 수 있다.
상기 채널 방향 정보를 수신한 상기 1개 이상의 기지국(101)의 빔생성기(105)에서는 궤환 받은 채널 방향 정보를 고려하여 생성된 빔 가중치 벡터를 이용하여 신호생성기(107)에서 생성되는 신호를 상기 사용자들(103)에게 전송할 수 있다.
여기서 협력에 참여하는 기지국들은 유선 백홀 링크(109)로 연결되어 상기 사용자에게 보낼 데이터 신호 및 상기 사용자가 궤환한 채널 방향 정보를 공유할 수 있다. 실시예에 따라 상기 기지국들은 유선 백홀 링크(109)를 통해 수신된 사용자가 궤환한 채널 방향 정보를 기반으로 서비스할 사용자를 결정 할 수 있다.
기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 특성을 나타내는 채널 백터를
Figure 112012048299818-pat00001
라고 하면, 사용자 uk 가 수신하는 신호는 하기 <수학식 1>과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112012048299818-pat00002
여기서
Figure 112012048299818-pat00003
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 경로 감쇠(path loss)를 나타내고,
Figure 112012048299818-pat00004
는 평균이 0이고 분산이
Figure 112012048299818-pat00005
인 복소 가우시안 잡음(complex Gaussian noise)을 나타내고,
Figure 112012048299818-pat00006
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 단기 페이딩(small-scale fading) 성분을 나타내며,
Figure 112012048299818-pat00007
는 기지국 i가 사용자 uj를 서비스 해주기 위하여 생성한
Figure 112012048299818-pat00008
빔 가중치를 나타내며,
Figure 112012048299818-pat00009
는 사용자 uj에게 전송해줄 데이터를 나타낸다.
사용자 uk는 자신과 기지국 i 사이의 채널인 hi , uk에 대하여 채널 방향 정보를 양자화하여 기지국 i에게 궤환한다. 이 때 명시적 채널 양자화(explicit channel quantization)를 사용하는 시스템에서 양자화된 채널 방향 정보
Figure 112012048299818-pat00010
는 단위 벡터(unit vector)들로 이루어진 코드북(codebook) 벡터 집합
Figure 112012048299818-pat00011
중 하나의 원소로 정해지며, 하기 <수학식 2>, <수학식 3>과 같은 조건을 따른다.
Figure 112012048299818-pat00012
Figure 112012048299818-pat00013
이 때, B는 채널 양자화 궤환 비트수를 나타내며,
Figure 112012048299818-pat00014
는 유클리드 놈 연산자 (Euclidean norm operator)를 나타내며,
Figure 112012048299818-pat00015
는 행렬
Figure 112012048299818-pat00016
의 복소전치 행렬(Hermitian matrix)을 나타낸다.
한편, 기지국 i는 사용자 uk를 서비스하기 위하여 상기 사용자
Figure 112012048299818-pat00017
에 직교하면서도
Figure 112012048299818-pat00018
가 가장 큰 SINR 이득을 얻을 수 있는 빔을 형성한다. 이를 하기 <수학식 4>를 만족하는 집합
Figure 112012048299818-pat00019
에 대하여 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012048299818-pat00020
Figure 112012048299818-pat00021
위와 같은 시스템에서 사용자
Figure 112012048299818-pat00022
가 받는 간섭을 수식적으로 나타내면 하기 <수학식 6>과 같다.
Figure 112012048299818-pat00023
따라서, 사용자
Figure 112012048299818-pat00024
가 양자화 오차로 인하여 부정확한 채널 정보를 궤환하게 될 경우, 인접 사용자에게 보내는 신호를 간섭을 받게 되어 성능 저하를 일으키게 된다.
이러한 간섭 문제를 방지하기 위하여 실시예에서 사용자는 전체 협력 후보 기지국들 중에 양자화 오차가 작은 기지국을 선택하여 채널 방향 정보를 궤환하는 방법을 제시한다.
우선 사용자
Figure 112012048299818-pat00025
는 전체 협력 후보 기지국들에 대해 추정한 채널 방향 정보를 양자화할 때에 발생하는 양자화 오차를 계산할 수 있다. 일례로, 기지국 i 에 대한 양자화 오차는 하기 <수학식 7>과 같이 계산한다.
Figure 112012048299818-pat00026
사용자
Figure 112012048299818-pat00027
는 상기 계산한 양자화 오차
Figure 112012048299818-pat00028
에 기반하여 양자화 오차가 가장 작은 상위
Figure 112012048299818-pat00029
개의 기지국을 선택할 수 있다. 또한 이렇게 선택된 기지국들에 대한 인덱스 정보와 함께 채널 방향 정보를 서빙 기지국에게 궤환할 수 있다. 상기
Figure 112012048299818-pat00030
의 값은 기 설정된 값일 수 있다.
도 2는 실시 예에 따른 단말에서 채널 정보를 궤환하는 절차를 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면 201단계에서 사용자는 파일럿 신호를 수신하고, 수신된 파일럿 신호를 이용하여 각 기지국과 자신 사이의 채널을 추정하고, 채널 방향 정보를 계산할 수 있다.
203단계에서 사용자는 상기 201단계에서 계산한 채널 방향 정보를 양자화한다. 채널 방향 정보를 양자화하는 것은 코드북을 통해서 이루어 지며, 실시예에 따라 채널 양자화를 사용하여 채널 정보를 양자화 할 수 있다.
205단계에서 사용자는 상기 203단계에서 구한 양자화된 채널 방향 정보와 실제 채널 방향 정보 사이의 양자화 오차 값을 계산할 수 있다.
207단계에서는 상기 205단계에서 사용자가 계산한 양자화 오차에 기반하여 전체 N개의 기지국 중 양자화 오차를 가장 작게 가지는
Figure 112012048299818-pat00031
개의 기지국들을 선택할 수 있다.
209단계에서는 상기 207단계에서 선택한 기지국의 인덱스와 함께 해당 기지국들에 대한 양자화된 채널 정보를 궤환할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면 실시예에 따른 단말 K(300)은 신호를 송수신 할 수 있는 송수신부(310)를 포함할 수 있다. 상기 송수신부(310)는 1개 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
또한 단말 K(300)은 상기 송수신부(310)를 통해 수신된 신호를 기반으로 채널 정보를 판단하고, 상기 채널 정보를 양자화 하며 양자화된 채널 방향 정보와 실제 채널 방향 정보 사이의 양자화 오차 값을 계산할 수 있는 제어부(320)을 포함할 수 있다. 상기 제어부(320)는 상기 계산된 양자화 오차 값을 기반으로 신호를 송신한 기지국 중 양자화 오차 값이 작은 기지국
Figure 112012048299818-pat00032
개를 선택할 수 있다. 한편 상기 선택된 기지국 정보와 양자화된 채널 정보는 상기 송수신부(310)를 통해 기지국으로 궤환 될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 기지국에서 통신 절차를 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면 단계 410에서 기지국은 인접한 단말에게 파일럿 신호를 동보할 수 있다. 동보하는 파일럿 신호는 기 설정된 신호 일 수 있으며 이를 수신한 단말은 채널 정보를 파악 할 수 있다.
단계 420에서 기지국은 단말로부터 선택된 기지국 인덱스 및 채널 방향 정보 궤환을 수신할 수 있다. 단말이 선택된 기지국 인덱스는 도 2에서 설명한 바와 같이 양자화 오차를 계산하고 계산된 양자화 오차가 작은 기지국 중 기 설정된 개수의 기지국이 선택될 수 있다.
단계 430에서 기지국은 수신한 상기 선택된 기지국 인덱스를 기반으로 서비스할 사용자를 선택할 수 있다. 또한 수신된 채널 방향 정보 궤환을 기반으로 서비스할 사용자에 대응되는 빔 가중치를 생성할 수 있다.
단계 440에서 기지국은 상기 서비스할 사용자에게 상기 빔 가중치를 적용하여 데이터를 전송 할 수 있다
도 5는 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 기지국 I (500)는 데이터 수신부(501), 신호 생성부(503), 궤환 정보 수신부(505), 신호 전송 판단부(507) 및 신호 전송부(509)를 포함할 수 있다. 데이터 수신부(301), 궤환 정보 수신부(305) 및 신호 전송부(309)를 송수신부라 칭할 수 있다. 또한 신호 생성부(303) 및 신호 전송 판단부(307)를 제어부라 칭할 수 있다.
데이터 수신부(501)에서는 상위 네트워크로부터 서비스 후보 사용자들에 대한 데이터를 수신하여 신호 생성부(503)에 전달할 수 있다. 또한 궤환 정보 수신부(505)에서는 사용자들로부터 궤환받은 기지국 인덱스와 채널 방향 정보를 신호 전송 판단부(507)에게 전달할 수 있다.
신호 전송 판단부(507)에서는 상기 사용자들이 궤환한 기지국 인덱스에 따라서 자신이 어떤 사용자를 서비스 할 것인지를 판단하여 해당 사용자들에 대한 채널 방향 정보와 함께 신호 생성부(503)에게 전달한다.
신호 생성부(503)에서는 상기 신호 전송 판단부(507)로부터 전달받은 서비스할 사용자들에게 보낼 데이터만을 상기 데이터 수신부(501)로부터 전달받은 사용자 데이터에서 선택하고, 해당 사용자들에 대한 채널 방향 정보에 따라 전송할 빔 가중치를 생성하여 실제 전송할 신호를 생성하고, 이를 신호 전송부(509)에게 전달한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국과 사용자 간에 수행되는 신호 전송을 위한 절차를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, N 개의 협력 전송 후보 기지국들(601)은 주변 사용자들(603)에게 파일럿 신호를 동보(broadcast)(605)할 수 있다.
상기 파일럿 신호를 받은 상기 사용자들(603)은 각 기지국(401)에 대응되는 채널을 추정하고, 양자화 오차를 계산(607)할 수 있다.
또한 상기 단말(603)은 양자화 오차를 고려하여 채널 정보를 궤환할 기지국을 선택(609)하고, 선택된 기지국 인덱스와 함께 해당 기지국에 대한 채널 방향 정보를 궤환(611)할 수 있다.
궤환받은 정보들을 바탕으로 기지국들은 서비스할 사용자들을 결정하고, 상기 결정된 사용자들을 서비스하기 위한 빔 가중치를 생성(613)할 수 있다. 상기 설정된 빔 가중치를 바탕으로 하여 기지국들은 사용자들에게 서비스해줄 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101 : 기지국
103 : 단말
105 : 빔 형성기
107 : 신호 생성기
109 : 유선 백홀 링크

Claims (18)

1개 이상의 안테나를 포함하는 통신시스템의 단말기의 통신 방법에 있어서,
복수 개의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계;
수신한 상기 파일럿 신호를 기반으로 채널 상태 정보를 추정하는 단계;
추정된 상기 채널 상태 정보를 단위 벡터(unit vector)들로 이루어진 코드북(codebook) 벡터 집합 중 하기의 수학식(1) 및 수학식(2)를 만족하는 어느 하나의 원소로 양자화 하는 단계;
상기 양자화 단계에서 발생되는 양자화된 상기 채널 상태 정보와 추정된 상기 채널 상태 정보 사이의 오차를 하기의 수학식(3)에 기반하여 확인하는 단계;
상기 파일럿 신호를 송신한 복수 개의 기지국들 중 양자화된 상기 채널 상태 정보를 전송할 N개의 기지국을 확인된 상기 오차가 작은 순으로 선택하는 단계; 및
선택된 상기 기지국의 정보와 선택된 상기 기지국에 대한 양자화된 상기 채널 상태 정보를 선택된 상기 기지국에만 전송하는 단계를 포함하고,
상기 N은 기 설정된 값인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
수학식(1)
Figure 112018130014282-pat00039

수학식(2)
Figure 112018130014282-pat00040

수학식(3)
Figure 112018130014282-pat00041

여기서
Figure 112018130014282-pat00042
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 특성을 나타내는 채널 벡터이고,
Figure 112018130014282-pat00043
는 양자화된 채널 방향 정보이고,
Figure 112018130014282-pat00044
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 방향 정보를 양자화 과정에서 발생되는 오차이고,
Figure 112018130014282-pat00045
은 단위 벡터들로 이루어진 코드북 벡터 집합 중 하나의 원소이고, B는 채널 양자화 궤환 비트수이고,
Figure 112018130014282-pat00046
는 유클리드 놈 연산자 (Euclidean norm operator)이고,
Figure 112018130014282-pat00047
는 행렬
Figure 112018130014282-pat00048
의 복소전치 행렬(Hermitian matrix)이다.
제1항에 있어서,
상기 채널 상태 정보에는 채널 방향 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 채널 상태 정보를 추정하는 단계는 상기 1개 이상의 기지국에 대한 순시적인 단기 페이딩 채널을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 채널 상태 정보를 양자화 하는 단계는 기설정된 코드북을 기반으로 상기 추정된 채널 상태 정보와 가장 유사한 상기 코드북의 채널 상태 정보를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
1개 이상의 안테나를 포함하는 통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,
파일럿 신호를 단말로 전송하는 단계; 및
상기 파일럿 신호를 송신한 복수 개의 기지국들 중 선택된 N개의 기지국 정보 및 단위 벡터(unit vector)들로 이루어진 코드북(codebook) 벡터 집합 중 하기의 수학식(4) 및 수학식(5)를 만족하는 어느 하나의 원소로 양자화된 채널 상태 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
상기 기지국 정보에는 하기의 수학식(6)에 기반하여 확인된 상기 파일럿 신호를 기반으로 추정된 채널 상태 정보와 상기 단말에 의해 양자화된 채널 상태 정보 사이의 오차가 작은 순으로 선택된 N개의 기지국에 대한 정보가 포함되고,
상기 N은 기 설정된 값인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
수학식(4)
Figure 112018130014282-pat00049

수학식(5)
Figure 112018130014282-pat00050

수학식(6)
Figure 112018130014282-pat00051

여기서
Figure 112018130014282-pat00052
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 특성을 나타내는 채널 벡터이고,
Figure 112018130014282-pat00053
는 양자화된 채널 방향 정보이고,
Figure 112018130014282-pat00054
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 방향 정보를 양자화 과정에서 발생되는 오차이고,
Figure 112018130014282-pat00055
은 단위 벡터들로 이루어진 코드북 벡터 집합 중 하나의 원소이고, B는 채널 양자화 궤환 비트수이고,
Figure 112018130014282-pat00056
는 유클리드 놈 연산자 (Euclidean norm operator)이고,
Figure 112018130014282-pat00057
는 행렬
Figure 112018130014282-pat00058
의 복소전치 행렬(Hermitian matrix)이다.
제5항에 있어서,
상기 수신된 선택된 기지국 정보 및 양자화된 채널 상태 정보를 기반으로 송신 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 통신 방법.
제6항에 있어서,
상기 송신 신호를 생성하는 단계는 상기 수신된 선택된 기지국 정보에 상기 기지국이 포함된 경우에 송신 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제6항에 있어서,
상기 송신 신호를 생성하는 단계는 상기 수신된 양자화된 채널 상태 정보를 기반으로 상기 1개 이상의 안테나에 각각 대응되는 빔 포밍 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
1개 이상의 안테나부를 포함하며 복수 개의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 송수신부; 및
상기 수신된 파일럿 신호를 기반으로 채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 상기 채널 상태 정보를 단위 벡터(unit vector)들로 이루어진 코드북(codebook) 벡터 집합 중 하기의 수학식(7) 및 수학식(8)를 만족하는 어느 하나의 원소로 양자화 하고, 상기 양자화 시에 발생되는 양자화된 상기 채널 상태 정보와 추정된 상기 채널 상태 정보 사이의 오차를 하기의 수학식(9)에 기반하여 확인하고, 상기 파일럿 신호를 송신한 복수 개의 기지국들 중 양자화된 상기 채널 상태 정보를 전송할 N개의 기지국을 확인된 상기 오차가 작은 순으로 선택하고, 선택된 상기 기지국 정보와 양자화된 상기 채널 상태 정보를 선택된 상기 기지국에만 전송하는 제어부를 포함하고,
상기 N은 기 설정된 값인 것을 특징으로 하는 단말장치.
수학식(7)
Figure 112018130014282-pat00059

수학식(8)
Figure 112018130014282-pat00060

수학식(9)
Figure 112018130014282-pat00061

여기서
Figure 112018130014282-pat00062
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 특성을 나타내는 채널 벡터이고,
Figure 112018130014282-pat00063
는 양자화된 채널 방향 정보이고,
Figure 112018130014282-pat00064
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 방향 정보를 양자화 과정에서 발생되는 오차이고,
Figure 112018130014282-pat00065
은 단위 벡터들로 이루어진 코드북 벡터 집합 중 하나의 원소이고, B는 채널 양자화 궤환 비트수이고,
Figure 112018130014282-pat00066
는 유클리드 놈 연산자 (Euclidean norm operator)이고,
Figure 112018130014282-pat00067
는 행렬
Figure 112018130014282-pat00068
의 복소전치 행렬(Hermitian matrix)이다.
제9항에 있어서,
상기 채널 상태 정보에는 채널 방향 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 1개 이상의 기지국에 대한 순시적인 단기 페이딩 채널을 추정하여 상기 채널 상태 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 기설정된 코드북을 기반으로 상기 추정된 채널 상태 정보와 가장 유사한 상기 코드북의 채널 상태 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
1개 이상의 안테나부를 포함하며 데이터를 송수신 하는 송수신부; 및
상기 송수신부를 제어하여 파일럿 신호를 단말로 전송하고, 상기 파일럿 신호를 송신한 복수 개의 기지국들 중 선택된 N개의 기지국 정보 및 단위 벡터(unit vector)들로 이루어진 코드북(codebook) 벡터 집합 중 하기의 수학식(10) 및 수학식(11)를 만족하는 어느 하나의 원소로 양자화된 채널 상태 정보를 수신하는 제어부를 포함하고,
상기 기지국 정보에는 하기의 수학식(12)에 기반하여 확인된 상기 파일럿 신호를 기반으로 추정된 채널 상태 정보와 상기 단말에 의해 양자화된 채널 상태 정보 사이의 오차가 작은 순으로 선택된 N개의 기지국에 대한 정보가 포함되고,
상기 N은 기 설정된 값인 것을 특징으로 하는 기지국장치.
수학식(10)
Figure 112018130014282-pat00069

수학식(11)
Figure 112018130014282-pat00070

수학식(12)
Figure 112018130014282-pat00071

여기서
Figure 112018130014282-pat00072
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 특성을 나타내는 채널 벡터이고,
Figure 112018130014282-pat00073
는 양자화된 채널 방향 정보이고,
Figure 112018130014282-pat00074
는 기지국 i와 사용자 uk 사이의 채널 방향 정보를 양자화 과정에서 발생되는 오차이고,
Figure 112018130014282-pat00075
은 단위 벡터들로 이루어진 코드북 벡터 집합 중 하나의 원소이고, B는 채널 양자화 궤환 비트수이고,
Figure 112018130014282-pat00076
는 유클리드 놈 연산자 (Euclidean norm operator)이고,
Figure 112018130014282-pat00077
는 행렬
Figure 112018130014282-pat00078
의 복소전치 행렬(Hermitian matrix)이다.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수신된 선택된 기지국 정보 및 양자화된 채널 상태 정보를 기반으로 송신 신호를 생성하도록 더 설정되는 특징으로 하는 기지국장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수신된 선택된 기지국 정보 및 양자화된 채널 상태 정보를 기반으로 송신 신호를 생성하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수신된 양자화된 채널 상태 정보를 기반으로 상기 1개 이상의 안테나부에 각각 대응되는 빔 포밍 가중치를 결정하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
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