KR20160000222A - 다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치 - Google Patents

다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160000222A
KR20160000222A KR1020140077334A KR20140077334A KR20160000222A KR 20160000222 A KR20160000222 A KR 20160000222A KR 1020140077334 A KR1020140077334 A KR 1020140077334A KR 20140077334 A KR20140077334 A KR 20140077334A KR 20160000222 A KR20160000222 A KR 20160000222A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
beamforming vector
interference
transmit
transmit beamforming
vector
Prior art date
Application number
KR1020140077334A
Other languages
English (en)
Inventor
정민호
권형진
이석규
이재승
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020140077334A priority Critical patent/KR20160000222A/ko
Priority to US14/748,000 priority patent/US20150372726A1/en
Publication of KR20160000222A publication Critical patent/KR20160000222A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0634—Antenna weights or vector/matrix coefficients

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

다운링크 MU-MIMO을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치가 제공된다. 간섭 정렬 방법은 임의로 생성한 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신하고, 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭을 최소화 하도록 계산된 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하고, 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 송신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 구체적으로, 간섭 정렬 방법은 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하고, 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하고, 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 송신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다.

Description

다운링크 MU-MIMO을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ITERATIVE INTERFERENCE ALIGNMENT FOR DOWNLINK MULTI-USER MULIT-INPUT MULTI-OUTPUT}
아래의 설명은 다운링크 MU-MIMO을 위한 반복적 간섭 정렬 기법을 이용하여 통신을 수행하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하고, 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기회적 간섭 정렬(Opportunistic Interference Alignment, OIA)는 멀티유저 다이버시티(multiuser diversity)를 이용하여 간섭 정렬을 수행할 수 있다. 기회적 간섭 정렬은 사용자 단말의 수가 많을 수록 간섭 정렬이 정확하게 이루어진다. 따라서, 일정 수준 이상의 스루풋을 얻기 위해서는 다수의 사용자 단말이 각 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS) 내에 존재하여야 한다. 하지만, 각 기본 서비스 세트 내 사용자 단말의 개수가 적을 경우 기회적 간섭 정렬만으로 간섭 정렬을 수행하기 어렵다. 이 때, 효과적으로 간섭 정렬을 수행하기 위해서는 송신기 및 수신기의 상호 채널을 고려한 빔포밍이 수행되어야 한다.
따라서, 사용자 단말의 개수가 적은 경우에는 반복적 간섭 정렬(Iterative Interference Alignment, Iterative IA)이 보다 효과적일 수 있다. 다만, 기존의 반복적 간섭 정렬은 K-사용자 간섭 채널(K-user interference channel)을 가정으로 한다. 기존의 반복적 간섭 정렬은 MU-MIMO(Multi-User Multi-Input Multi-Out)의 통신 환경에 적용하는 경우 그 효율이 높지 않은 문제가 있다.
따라서, DL MU-MIMO의 환경에서도 높은 스루풋을 가지는 반복적 간섭 정렬 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 인터-기본 서비스 세트의 간섭 및 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하여 송신 빔포밍 벡터를 업데이트함으로써, DL MU-MIMO의 통신 환경에서도 효과적으로 간섭 정렬을 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어함으로써, 통신 장치 또는 사용자 단말의 개수가 적거나 간섭하는 기본 서비스 세트의 개수가 많은 경우 등과 같은 환경적 요인에도 불구하고 간섭 정렬을 효과적으로 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법은 임의로 생성한 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신하는 단계; 상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭을 최소화 하도록 계산된 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는 단계; 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는 단계; 및 상기 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는 단계는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산된 간섭 벡터의 고유값들에 대응되는 고유벡터들을 이용하여 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는 단계는, 상기 송신 빔포밍 벡터를 송신하는 통신 장치와 쌍을 이루지 않는 사용자 단말이 상기 송신 빔포밍 벡터를 수신하여 디코딩하는 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터가 제거되도록 송신 빔포밍 매트릭스를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하는 단계 및 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계는, 상기 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지, 또는 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법은 상기 사용자 단말의 간섭 누출에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 단계는, 상기 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 적거나 또는 송신 빔포밍 벡터의 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 높은 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터의 전력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 간섭 누출은, 상기 송신 빔포밍 벡터에 의해 발생되는 간섭 레벨이 네트워크에 속하는 다른 통신 장치로 브로드캐스팅됨으로써 다른 통신 장치와 공유될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법은 통신 장치로부터 송신 빔포밍 벡터를 수신하는 단계; 상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계; 및 상기 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 송신 빔포밍 벡터는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 업데이트될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 정렬 방법에서 상기 송신 빔포밍 벡터는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 업데이트될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치는 임의로 생성한 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신하는 송신부; 상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭을 최소화 하도록 계산된 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하는 수신부; 및 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 업데이트부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치에서 상기 업데이트부는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는 제1 계산부; 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는 제2 계산부; 및 상기 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 송신 빔포밍 벡터부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치에서 상기 제1 계산부는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산된 간섭 벡터의 고유값들에 대응되는 고유벡터들을 이용하여 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치에서 상기 제2 계산부는, 상기 송신 빔포밍 벡터를 송신하는 통신 장치와 쌍을 이루지 않는 사용자 단말이 상기 송신 빔포밍 벡터를 수신하여 디코딩하는 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터가 제거되도록 송신 빔포밍 매트릭스를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치에서 상기 수신부 및 상기 업데이트부는, 상기 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지, 또는 미리 설정된 횟수만큼 각각 그 기능을 반복적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치는 상기 사용자 단말의 간섭 누출에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 전력 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치에서 상기 전력 제어부는, 상기 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 적거나 또는 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 높은 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터의 전력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 장치에서 상기 간섭 누출은, 상기 송신 빔포밍 벡터에 의해 발생되는 간섭 레벨이 네트워크에 속하는 다른 통신 장치로 브로드캐스팅됨으로써 다른 통신 장치와 공유될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말은 통신 장치로부터 송신 빔포밍 벡터를 수신하는 수신부; 상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 업데이트부; 및 상기 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함하고, 상기 송신 빔포밍 벡터는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 업데이트될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말에서 상기 송신 빔포밍 벡터는, 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 업데이트될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 인터-기본 서비스 세트의 간섭 및 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하여 송신 빔포밍 벡터를 업데이트함으로써, DL MU-MIMO의 통신 환경에서도 효과적으로 간섭 정렬을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어함으로써, 통신 장치 또는 사용자 단말의 개수가 적거나 간섭하는 기본 서비스 세트의 개수가 많은 경우 등과 같은 환경적 요인에도 불구하고 간섭 정렬을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따라 간섭 정렬 방법을 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라 반복적 간섭 정렬 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따라 반복적 간섭 정렬 방법에 기초하는 통신 장치 및 사용자 단말의 간섭 정렬 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 통신 장치가 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라 통신 장치 및 사용자 단말의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 일실시예에 따라 사용자 단말의 안테나 개수에 따른 합전송률을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 일실시예에 따라 간섭 정렬 방법을 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
간섭 정렬(Interference Alignment, IA)은 간섭 채널 상황에서 수신기의 공간을 2개로 분류하고, 해당 수신기에 대응되는 송신기로부터 수신된 신호를 하나의 공간으로 정렬하고, 그 외의 송신기로부터 수신된 간섭 신호를 다른 하나의 공간으로 정렬하여 ZF(Zero Forcing)하는 기법이다.
WLAN에서 간섭 정렬을 이용할 경우, 간섭 네트워크의 각 수신기가 받는 간섭 신호들을 제한된 차원(dimension)을 갖는 공간에 맵핑함으로써 전체 네트워크 상의 DoF(degrees-of-freedom)를 간섭의 액세스 포인트(Access Point, AP)의 개수에 비례하여 증가시킬 수 있고, 최종적으로는 네트워크 환경의 합전송률(sum-rate)을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따라 정렬 방법을 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템은 MU-MIMO(Multi-User Multi-Input Multi-Out)에서 통신을 수행한다고 가정한다. 즉, 통신 시스템은 복수의 통신 장치들(111~113) 및 복수의 사용자 단말(121~123)을 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 통신 장치들(111~113) 및 복수의 사용자 단말(121~123)은 각각 Mj, Ni개의 안테나를 가질 수 있다. 그리고, j번째 통신 장치는 i번째 사용자 단말과 쌍을 이루고, 통신 장치는 쌍을 이루는 사용자 단말만을 대상으로 통신을 하기 원하는 상황을 고려할 수 있다.
여기서, 통신 장치는 다운링크를 이용하여 사용자 단말로 데이터를 송신하고, 업링크를 이용하여 사용자 단말로부터 데이터를 수신하는 장치로서, 일례로, 액세스 포인트, 기지국 등을 포함할 수 있다. 그리고, 사용자 단말은 자신이 속하는 네트워크를 이용하여 통신 장치와 통신을 수행할 수 있는 장치로서, 일례로, 모바일 스테이션, 테블릿, 랩탑, PDA, 휴대용 단말 등을 포함할 수 있다.
복수의 통신 장치들(111~113)은 각각 고유의 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 사용자 단말과 통신을 수행할 수 있다. 그리고, 복수의 사용자 단말들(121~123)은 복수의 통신 장치들(111~113)로부터 복수의 송신 빔포밍 벡터들을 수신할 수 있고, 수신된 복수의 송신 빔포밍 벡터들을 간섭 정렬할 수 있다. 구체적으로, 복수의 사용자 단말들(121~123) 각각은 자신과 쌍을 이루는 통신 장치로부터 수신된 송신 빔포밍 벡터와 그 외의 통신 장치로부터 수신된 송신 빔포밍 벡터를 서로 다른 공간에 정렬할 수 있다.
여기서, 송신 빔포밍 벡터는 통신 장치가 사용자 단말로 송신하는 송신 빔의 방향 및 크기를 나타내는 벡터를 의미할 수 있다. 그리고, 수신 빔포밍 벡터는 사용자 단말이 통신 장치로부터 송신하는 수신 빔의 방향 및 크기를 나타내는 벡터를 의미할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따라 반복적 간섭 정렬 방법을 나타낸 도면이다.
간섭 정렬 중에서도 반복적 간섭 정렬(iterative IA)은 채널의 대칭성(reciprocity)와 인지원리(cognitive principle)에 기초하여 통신 장치와 사용자 단말 간의 반복적인 채널 정보 전송을 통해 지역 채널 정보(local channel knowledge)만으로 간섭 정렬을 수행하는 기법이다. 여기서, 채널의 대칭성은 통신 장치와 사용자 단말 간의 채널이 업링크 및 다운링크에 대해 동일하다는 것을 의미할 수 있다.
먼저, 통신 장치는 임의의 송신 빔포밍 벡터를 생성하고, 생성된 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신할 수 있다(210). 복수의 통신 장치들로부터 복수의 송신 빔포밍 벡터를 수신한 사용자 단말은 복수의 송신 빔포밍 벡터로부터 간섭 신호를 확인할 수 있다. 그리고, 사용자 단말은 확인된 간섭 신호의 크기가 최소화될 수 있는 수신 빔포밍 벡터를 계산할 수 있다.
그리고, 사용자 단말은 계산된 수신 빔포밍 벡터를 다시 통신 장치로 송신할 수 있다(220). 복수의 사용자 단말들로부터 복수의 수신 빔포밍 벡터를 수신한 통신 장치는 복수의 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 송신 빔포밍 벡터를 재설계할 수 있다.
그리고, 통신 장치는 재설계된 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신할 수 있다(210). 즉, 통신 장치는 재설계된 송신 빔포밍 벡터를 브로드캐스팅할 수 있다.
상술된 방식으로 통신 장치 및 사용자 단말은 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지 송신 빔포밍 벡터 및 수신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 그래서, 사용자 단말은 통신 장치로부터 수신한 송신 빔포밍 벡터에 포함된 간섭 신호들을 미리 결정된 공간에 정렬시킬 수 있다.
도 3은 일실시예에 따라 반복적 간섭 정렬 방법에 기초하는 통신 장치 및 사용자 단말의 간섭 정렬 방법을 나타낸 도면이다.
일실시예에 따른 간섭 정렬 방법은 통신 장치 및 사용자 단말에 구비된 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
단계(311)에서, 통신 장치는 사용자 스케줄링을 수행할 수 있다. 통신 장치는 무선 자원을 사용자 단말에 할당할 수 있다.
단계(312)에서, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터를 초기화할 수 있다. 일례로, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터를 임의로 생성할 수 있다.
단계(313)에서, 통신 장치는 임의로 생성된 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신할 수 있다. 여기서, 송신 빔포밍 벡터는 통신 장치와 쌍을 이루는 사용자 단말뿐만 아니라 상술된 통신 장치와 쌍을 이루지 않는 사용자 단말로도 송신될 수 있다.
단계(314)에서, 사용자 단말은 수신한 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭이 최소화되도록 하는 수신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 일례로, 사용자 단말은 수신한 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 간섭 신호를 확인하고, 확인된 간섭 신호에 기초하여 간섭을 최소화하는 수신 빔포밍 벡터를 계산할 수 있다.
구체적으로, 사용자 단말은 인터-기본 서비스 세트의 간섭 및 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화할 수 있는 단위 벡터(unit vector)를 계산할 수 있다. 사용자 단말은 다음과 같은 수식에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다.
Figure pat00001
위의 수학식 1에서,
Figure pat00002
은 g번째 기본 서비스 세트에 속한 사용자 단말의 s번째 스트림(stream)에 대한 수신 빔포밍 벡터를 나타내고,
Figure pat00003
은 Lx1 크기의 벡터 차원을 표시하며,
Figure pat00004
은 g번째 기본 서비스 세트에서 g번째 기본 서비스 세트의 통신 장치로 송신되는 s번째 스트림에 대한 통신 채널을 나타내고,
Figure pat00005
은 g번째 기본 서비스 세트의 통신 장치로부터의 송신 빔포밍 벡터의 공간을 표현하는 정규직교 벡터(orthonormal vector)를 의미하며,
Figure pat00006
은 q번째 스트림의 송신 빔포밍 매트릭스를 나타내고,
Figure pat00007
은 k번째 기본 서비스 세트의 통신 장치로부터의 송신 빔포밍 벡터를 나타낸다.
그리고,
Figure pat00008
에서,
Figure pat00009
는 정규직교 벡터로 구성되는 벡터 공간을 나타내고,
Figure pat00010
는 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스
Figure pat00011
를 나타낸다.
수학식 1에서 첫 번째 항
Figure pat00012
은 인트라-기본 서비스 세트의 간섭량을 나타낸다. 그리고, 수학식 1에서 두 번째 항
Figure pat00013
은 인터-기본 서비스 세트의 데이터 전송으로 인한 간섭량을 나타낼 수 있다.
간섭량을 최소화할 수 있는 수신 빔포밍 벡터는 다양한 방법을 통해 계산될 수 있으나, 여기서는 고유값분해(Eigenvalue Decomposition)를 이용하여 수신 빔포밍 벡터를 계산할 수 있다.
사용자 단말은 수신한 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 다음과 같은 간섭 벡터
Figure pat00014
를 계산할 수 있다.
Figure pat00015
사용자 단말은 간섭 벡터
Figure pat00016
의 고유값(eigenvalue) 중에서 최소 개수로 구성되는 고유값을 구하고, 최소 개수의 고유값에 대응되는 고유벡터(eigenvector)를 계산할 수 있다. 그래서, 사용자 단말은 최소 개수의 고유값에 대응되는 고유벡터를 이용하여 간섭량을 최소화할 수 있다. 다시 말해, 사용자 단말은 최소 개수의 고유값에 대응되는 고유벡터에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다.
단계(322)에서, 사용자 단말은 업데이트된 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치로 송신할 수 있다. 여기서, 수신 빔포밍 벡터는 사용자 단말과 쌍을 이루는 통신 장치뿐만 아니라 상술된 사용자 단말과 쌍을 이루지 않는 통신 장치로도 송신될 수 있다.
단계(314)에서, 통신 장치는 사용자 단말로부터 수신한 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭이 최소화되도록 송신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 과정은 도 4에서 구체적으로 설명된다.
그리고, 단계(315)에서, 통신 장치는 업데이트된 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신할 수 있다.
단계(321, 322, 314, 315)는 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지, 또는 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 수행될 수 있다. 즉, 프레임 오버헤드 측면 및 무선 채널의 코히런스 타임(coherence time) 제한으로 인해 반복을 무한정 수행할 수 없고, 통신 시스템은 반복을 종료하는 기준을 미리 설정할 수 있다.
단계(323)에서, 사용자 단말은 마지막으로 업데이트된 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치로 송신할 수 있다.
단계(316)에서, 상술된 반복을 종료하는 기준이 만족되면, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어할 수 있다.
일례로, 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 적거나 또는 송신 빔포밍 벡터의 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 높은 경우, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터의 전력을 증가시킬 수 있다. 통신 장치는 상술된 조건이 만족하는 경우에 송신 빔포밍 벡터의 전력을 미리 설정된 크기만큼 또는 미리 설정된 비율만큼 증가시킬 수 있다.
또한, 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 크거나 또는 송신 빔포밍 벡터의 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 낮은 경우, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터의 전력을 미리 설정된 크기만큼 또는 미리 설정된 비율만큼 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 통신 장치는 간섭 누출(Leakage of Interference, LIF)에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어할 수 있다. 통신 장치는 간섭 누출을 다음과 같은 수학식으로 계산할 수 있다.
Figure pat00017
위의 수학식 3에서, LIF(g, s)는 g번째 통신 장치와 s번째 사용자 단말 간의 간섭 누출을 의미할 수 있다.
통신 장치는 자신이 송신하는 송신 빔포밍 벡터가 야기할 수 있는 간섭 레벨을 계산할 수 있으며, 계산된 간섭 레벨을 통신 네트워크에 속하는 다른 통신 장치로 브로드캐스팅할 수 있다. 그래서, 통신 장치는 다른 통신 장치와 간섭 누출을 공유할 수 있다.
그리고, 통신 장치는 간섭 누출에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 조절할 수 있다. 송신 빔포밍 벡터의 전력
Figure pat00018
은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00019
송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어함으로써, (1) 통신 장치의 안테나 개수 또는 사용자 단말의 안테나 개수가 적을 경우 또는 (2) 간섭하는 기본 서비스 세트의 개수가 많은 경우에 간섭 정렬이 완벽히 이루어지지 않는 점을 보완할 수 있다.
단계(317)에서, 통신 장치는 전력이 제어된 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 데이터를 사용자 단말로 송신할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라 통신 장치가 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 방법을 나타낸 도면이다.
일실시예에 따른 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 방법은 통신 장치에 구비된 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
단계(410)에서, 통신 장치는 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산할 수 있다. 일례로, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터의 공간
Figure pat00020
을 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00021
위의 수학식 5에서, M는 g번째 기본 서비스 세트의 통신 장치에서 k번째 기본 서비스 세트의 s번째 스트림으로 전송되는 채널의 차원을 나타내고, S는 전송 스트림의 총 개수를 나타내고,
Figure pat00022
은 k번째 기본 서비스 세트에 속한 사용자 단말의 s번째 스트림에 대한 수신 빔포밍 벡터의 단위 벡터를 나타내고,
Figure pat00023
은 g번째 기본 서비스 세트의 통신 장치로부터 k번째 기본 서비스 세트에 속한 사용자 단말로 송신되는 s번째 스트림에 대한 통신 채널을 나타낸다.
통신 장치는 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화할 수 있는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 고유값분해를 이용하여 계산할 수 있다. 다시 말해, 통신 장치는 사용자 단말에서의 벡터 공간을 구하는 것과 동일한 방법으로 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산할 수 있다.
일례로, 통신 장치는 사용자 단말로부터 수신한 수신 빔포밍 벡터를 이용하여 간섭 벡터를 계산할 수 있다. 그리고, 통신 장치는 간섭 벡터의 고유값 중에서 최소의 고유값을 구하고, 최소의 고유값에 대응되는 고유벡터를 계산할 수 있다. 그래서, 통신 장치는 최소의 고유값에 대응되는 고유벡터를 송신 빔포밍 벡터의 공간으로 설정할 수 있다.
단계(420)에서, 통신 장치는 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산할 수 있다. 일례로, 통신 장치는 자신과 쌍을 이루지 않는 사용자 단말이 송신 빔포밍 벡터를 수신하여 디코딩하는 경우, 사용자 단말에서 송신 빔포밍 벡터가 제거(null out)되도록 송신 빔포밍 매트릭스를 설계할 수 있다. 구체적으로, 통신 장치는 다음과 같이 송신 빔포밍 매트릭스
Figure pat00024
를 계산할 수 있다.
Figure pat00025
위의 수학식 6에서,
Figure pat00026
은 g번째 기본 서비스 세트의 통신 장치로부터 전송되는 s번째 스트림에 대한 송신 빔포밍 벡터를 나타내고,
Figure pat00027
은 송신 스트림의 총 개수인 S 크기만큼의 행과 열을 갖는 복소수 매트릭스의 차원을 나타낸다.
단계(430)에서, 통신 장치는 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 송신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 일례로, 통신 장치는 다음과 같이 송신 빔포밍 벡터
Figure pat00028
를 업데이트할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라 통신 장치 및 사용자 단말의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
반복적 간섭 정렬 방법을 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템은 복수의 통신 장치와 복수의 사용자 단말을 포함할 수 있다. 다만, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 하나의 통신 장치와 하나의 사용자 단말만을 표시하였으며, 이에 제한 해석되지 않는다.
통신 장치(510)는 송신부(511), 수신부(512), 업데이트부(513) 및 전력 제어부(514)를 포함할 수 있다. 여기서, 통신 장치(510)는 사용자 단말(520)과 쌍을 이룰 수 있다.
송신부(511)는 임의로 생성한 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말(520)로 송신할 수 있다. 송신부(511)는 업데이트된 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말(520)로 송신할 수 있다. 그리고, 송신부(511)는 전력이 제어된 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 데이터를 사용자 단말(520)로 송신할 수 있다.
수신부(512)는 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭을 최소화 하도록 계산된 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신할 수 있다.
업데이트부(513)는 수신부(512)로부터 전달받은 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 송신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 구체적으로, 업데이트부(513)는 제1 계산부, 제2 계산부 및 송신 빔포밍 벡터부를 포함할 수 있다.
제1 계산부는 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산할 수 있다. 그리고, 제1 계산부는 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산된 간섭 벡터의 고유값들에 대응되는 고유벡터들을 이용하여 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산할 수 있다.
제2 계산부는 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산할 수 있다. 그리고, 제2 계산부는 송신 빔포밍 벡터를 송신하는 통신 장치와 쌍을 이루지 않는 사용자 단말이 송신 빔포밍 벡터를 수신하여 디코딩하는 경우, 송신 빔포밍 벡터가 제거되도록 송신 빔포밍 매트릭스를 계산할 수 있다.
송신 빔포밍 벡터부는 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 송신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다.
그리고, 송신부(511), 수신부(512) 및 업데이트부(513)는 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지, 또는 미리 설정된 횟수만큼 각각 그 기능을 반복적으로 수행할 수 있다.
전력 제어부(514)는 사용자 단말의 간섭 누출에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어할 수 있다. 그리고, 전력 제어부(514)는 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 적거나 또는 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 높은 경우, 송신 빔포밍 벡터의 전력을 증가시킬 수 있다. 여기서, 간섭 누출은 송신 빔포밍 벡터에 의해 발생되는 간섭 레벨이 네트워크에 속하는 다른 통신 장치로 브로드캐스팅됨으로써 다른 통신 장치와 공유될 수 있다.
사용자 단말(520)은 수신부(521), 업데이트부(522) 및 송신부(523)를 포함할 수 있다. 여기서, 사용자 단말(520)은 통신 장치(510)와 쌍을 이루어 통신을 수행할 수 있다.
수신부(521)는 통신 장치(510)로부터 송신 빔포밍 벡터를 수신할 수 있다. 그리고, 수신부(521)는 통신 장치(510)로부터 송신 빔포밍 벡터를 이용하여 데이터를 수신할 수 있다.
업데이트부(522)는 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다. 업데이트부(522)는 인터-기본 서비스 세트의 간섭 및 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화할 수 있는 수신 빔포밍 벡터를 업데이트할 수 있다.
송신부(523)는 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치(510)로 송신할 수 있다.
도 6 및 도 7은 일실시예에 따라 사용자 단말의 안테나 개수에 따른 합전송률을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 DL MU-MIMO를 위한 반복적 간섭 정렬을 이용하는 경우의 합전송률에 대한 성능 그래프를 나타낸다. 여기서, 성능 그래프는 다음과 같은 파라미터를 기초로 표시되었다.
Parameter 항목 Parameter value
Number of APs (K) 3
Number of AP antennas 4
Number of user antennas 2, 4
Noise variation 1
Number of streams for each AP network 2
Iterative number 5, 10, 15, 100(ideal)
SNR range 0 ~ 50dB
도 6은 3-기본 서비스 세트의 환경에서 사용자 단말의 안테나 개수가 4개인 경우의 성능 그래프를 표시한다.
이 때, 반복 횟수를 무한적으로 반복하는 경우, 성능 그래프는 SNR(Signal to Noise Ratio)이 증가함에 따라 계속해서 합전송률이 증가하는 결과를 나타낸다. 다만, 실제 반복적 간섭 정렬을 이용하는 경우, 통신 시스템은 프레임 오버헤드 및 무선 채널의 코히런스 타임 제한으로 인해 반복을 무한정 수행할 없다. 그래서, 최대 스루풋(achievable throughput)이 제한될 수 있다.
도 6의 성능 그래프는 만약 안테나 공간(antenna space)가 확장되는 경우, 적은 반복 횟수만으로도 더 높은 스루풋을 얻을 수 있음을 나타낼 수 있다.
도 7은 3-기본 서비스 세트의 환경에서 사용자 단말의 안테나 개수가 2개인 경우의 성능 그래프를 표시한다.
사용자 단말의 안테나 개수가 2개인 경우, 완벽한 간섭 정렬은 불가능하다는 것을 알 수 있다. 그리고, 도 7의 성능 그래프는 잔여 간섭(remaining interference)으로 인한 스루풋 포화 현상이 발생함을 나타낸다. 이 경우, 통신 시스템은 잔여 간섭을 고려한 전력 제어를 통해 스루풋을 향상시키는 것이 가능할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
510: 통신 장치
511: 송신부
512: 수신부
513: 업데이트부
514: 전력 제어부
520: 사용자 단말
521: 수신부
522: 업데이트부
523: 송신부

Claims (20)

  1. 임의로 생성한 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신하는 단계;
    상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭을 최소화 하도록 계산된 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하는 단계; 및
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계
    를 포함하는 간섭 정렬 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는 단계;
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는 단계; 및
    상기 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계
    를 포함하는, 간섭 정렬 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는 단계는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산된 간섭 벡터의 고유값들에 대응되는 고유벡터들을 이용하여 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는, 간섭 정렬 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는 단계는,
    상기 송신 빔포밍 벡터를 송신하는 통신 장치와 쌍을 이루지 않는 사용자 단말이 상기 송신 빔포밍 벡터를 수신하여 디코딩하는 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터가 제거되도록 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는, 간섭 정렬 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하는 단계 및 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계는,
    상기 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지, 또는 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 수행되는, 간섭 정렬 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말의 간섭 누출에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 단계
    를 더 포함하는, 간섭 정렬 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 단계는,
    상기 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 적거나 또는 송신 빔포밍 벡터의 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 높은 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터의 전력을 증가시키는, 간섭 정렬 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 간섭 누출은,
    상기 송신 빔포밍 벡터에 의해 발생되는 간섭 레벨이 네트워크에 속하는 다른 통신 장치로 브로드캐스팅됨으로써 다른 통신 장치와 공유되는, 간섭 정렬 방법.
  9. 통신 장치로부터 송신 빔포밍 벡터를 수신하는 단계;
    상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 단계; 및
    상기 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치로 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 송신 빔포밍 벡터는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 업데이트되는, 간섭 정렬 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 송신 빔포밍 벡터는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간 및
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스
    를 이용하여 업데이트되는, 간섭 정렬 방법.
  11. 임의로 생성한 송신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로 송신하는 송신부;
    상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 간섭을 최소화 하도록 계산된 수신 빔포밍 벡터를 사용자 단말로부터 수신하는 수신부; 및
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 업데이트부
    를 포함하는 통신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 업데이트부는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는 제1 계산부;
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는 제2 계산부; 및
    상기 송신 빔포밍 벡터의 공간 및 송신 빔포밍 매트릭스를 이용하여 상기 송신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 송신 빔포밍 벡터부
    를 포함하는, 통신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 계산부는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산된 간섭 벡터의 고유값들에 대응되는 고유벡터들을 이용하여 송신 빔포밍 벡터의 공간을 계산하는, 통신 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 계산부는,
    상기 송신 빔포밍 벡터를 송신하는 통신 장치와 쌍을 이루지 않는 사용자 단말이 상기 송신 빔포밍 벡터를 수신하여 디코딩하는 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터가 제거되도록 송신 빔포밍 매트릭스를 계산하는, 통신 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 수신부 및 상기 업데이트부는,
    상기 송신 빔포밍 벡터 또는 수신 빔포밍 벡터가 수렴할 때까지, 또는 미리 설정된 횟수만큼 각각 그 기능을 반복적으로 수행하는, 통신 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 사용자 단말의 간섭 누출에 기초하여 송신 빔포밍 벡터의 전력을 제어하는 전력 제어부
    를 더 포함하는, 통신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전력 제어부는,
    상기 송신 빔포밍 벡터의 간섭 레벨이 미리 설정된 임계값보다 적거나 또는 스루풋 효율이 미리 설정된 임계값보다 높은 경우, 상기 송신 빔포밍 벡터의 전력을 증가시키는, 통신 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 간섭 누출은,
    상기 송신 빔포밍 벡터에 의해 발생되는 간섭 레벨이 네트워크에 속하는 다른 통신 장치로 브로드캐스팅됨으로써 다른 통신 장치와 공유되는, 통신 장치.
  19. 통신 장치로부터 송신 빔포밍 벡터를 수신하는 수신부;
    상기 송신 빔포밍 벡터에 기초하여 수신 빔포밍 벡터를 업데이트하는 업데이트부; 및
    상기 수신 빔포밍 벡터를 통신 장치로 송신하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 송신 빔포밍 벡터는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 업데이트되는, 사용자 단말.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 송신 빔포밍 벡터는,
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인터-기본 서비스 세트의 간섭을 최소화하는 송신 빔포밍 벡터의 공간 및
    상기 수신 빔포밍 벡터에 기초하여 계산되고, 인트라-기본 서비스 세트의 간섭을 고려하는 송신 빔포밍 매트릭스
    를 이용하여 업데이트되는, 사용자 단말.
KR1020140077334A 2014-06-24 2014-06-24 다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치 KR20160000222A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140077334A KR20160000222A (ko) 2014-06-24 2014-06-24 다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치
US14/748,000 US20150372726A1 (en) 2014-06-24 2015-06-23 Iterative interference alignment (ia) method and apparatus for performing downlink multi-user multiple-input and multiple-output (dl mu-mimo) communication

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140077334A KR20160000222A (ko) 2014-06-24 2014-06-24 다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160000222A true KR20160000222A (ko) 2016-01-04

Family

ID=54870597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140077334A KR20160000222A (ko) 2014-06-24 2014-06-24 다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150372726A1 (ko)
KR (1) KR20160000222A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102186869B1 (ko) * 2019-08-06 2020-12-04 서울과학기술대학교 산학협력단 대규모 mimo 시스템의 하이브리드 빔포밍 시스템

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102215381B1 (ko) * 2014-06-24 2021-02-16 한국전자통신연구원 무선랜에서 이종의 간섭정렬 기법에 기초하여 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치
CN105721033B (zh) * 2016-02-23 2018-12-28 清华大学 一种多用户毫米波通信***的波束赋形方法及***
WO2019095305A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd. Method and apparatus for reducing par of beamforming output signals
US11533094B2 (en) 2018-10-26 2022-12-20 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Systems and methods for providing forced full orthogonality for beams in a MU/MIMO radio system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102186869B1 (ko) * 2019-08-06 2020-12-04 서울과학기술대학교 산학협력단 대규모 mimo 시스템의 하이브리드 빔포밍 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20150372726A1 (en) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10312993B2 (en) Cooperative clustering for enhancing MU-massive-MISO-based UAV communication
US10944451B2 (en) Apparatus and method for operating full-duplex scheme in communication system supporting beam-forming scheme
US10079627B1 (en) Joint power allocation, precoding, and decoding method and base station thereof
US10116365B2 (en) Wireless communication device and wireless communication method
US9894658B2 (en) Joint pattern beam sectorization method and apparatuses performing the same
US10194465B2 (en) Apparatus and method for performing user terminal selection operation and beam forming operation in wireless communication system supporting MIMO technology
US10305563B2 (en) Massive antenna-based pattern/polarization beam division, multiple access method, and apparatus performing the same
US9706415B2 (en) Method for RF management, frequency reuse and increasing overall system capacity using network-device-to-network-device channel estimation and standard beamforming techniques
KR20160000222A (ko) 다운링크 mu-mimo을 위한 반복적 간섭 정렬 방법 및 장치
WO2021142629A1 (en) Downlink beamforming in mu-mimo system
KR20120126572A (ko) 다중 사용자 다중 입출력 인지 무선 통신 시스템에서 인지 무선 기지국 및 인지 무선 기지국의 통신 방법 및 장치
WO2018086486A1 (zh) 电子设备、无线通信方法以及介质
CN109412663A (zh) 用于mimo通信的方法、设备和计算机可读介质
KR101669857B1 (ko) 대규모 다중-입력 다중-출력 통신 시스템에서 채널 추정 및 피드백 방법
WO2021026833A1 (en) User selection for mu-mimo communications
KR101998998B1 (ko) 중계기를 사용하는 다중 안테나 다중 송수신 통신 시스템에서 송수신 신호 처리 방법 및 장치
WO2022133471A1 (en) Methods of extending type ii port selection codebook for supporting higher rank transmission
WO2020069459A1 (en) Joint orthogonal compression and quantization for type ii channel state information feedback
KR101819318B1 (ko) 제한된 채널 피드백 환경에서 다중 사용자 다중 안테나 시스템의 효율적 간섭 제거 방법 및 그 시스템
WO2022214935A1 (en) Downlink channel covariance matrix approximation in frequency division duplex systems
WO2021053370A1 (en) Pmi distance (pmid) assisted mu-mimo transmission
KR102079436B1 (ko) 가시선 채널 환경에서 원형 배열 안테나를 이용한 다중 안테나 시스템과 그 설계 장치 및 방법
WO2024103248A1 (en) Channel reconstruction
KR102215381B1 (ko) 무선랜에서 이종의 간섭정렬 기법에 기초하여 무선 통신을 수행하는 방법 및 장치
KR101813781B1 (ko) 파일럿 빔 생성 방법 및 이를 수행하는 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid