KR20210067762A - 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법 및 장치 - Google Patents

다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에서는, 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하고, 프리코딩된 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신할 수 있다. 본 발명에서는 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩할 수 있다.

Description

다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PRECODING DOWNLINK DATA IN MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM}
본 개시는 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법 및 장치를 제공한다.
대규모 다중입출력 시스템에서는 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해 기지국이 데이터를 프리코딩하여 전송한다. 이 때, 프리코딩은 하향링크 채널 정보를 필요로 한다.
기존의 셀룰러 시스템에서 가장 많이 쓰이는 주파수 분할 이중통신(FDD, frequency division duplex) 시스템에서는 상향링크와 하향링크에서 서로 다른 주파수 자원을 할당하여 사용하기 때문에 기지국이 하향링크 채널 정보를 얻기 위해서 사용자 단말로 하향링크 파일럿 신호를 전송한다.
사용자 단말은 수신된 하향링크 파일럿 신호를 사용하여 하향링크 채널을 추정하고, 양자화된 하향링크 채널 정보를 기지국에 피드백 한다. 기지국은 피드백 받은 하향링크 채널 정보를 기반으로 데이터를 프리코딩하여 사용자 단말로 전송한다.
최근에는 대용량 안테나 시스템에서 파일럿 오버헤드와 피드백 오버헤드를 감소시키기 위한 필요성이 요구되는 실정이다.
한국 등록 특허: KR 10-1669857 B1 (공고일: 2016.10.27)
다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제 1 측면은, 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법에 있어서, 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하는 단계; 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신하는 단계; 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 선택적 경로이득 정보를 수신하는 단계는, 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 양자화된 선택적 경로이득 정보를 수신하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신하고, 상기 상향링크 파일럿 신호의 각도 정보에 기초하여 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보를 추정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 하향링크 데이터를 프리코딩하는 단계는, 상기 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보 및 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 제 2 측면은, 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 장치를 구동하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하고, 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신하며, 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 제 3 측면은, 데이터를 전송하는 다중안테나 시스템에 있어서, 기지국; 및 상기 기지국과 데이터를 송수신하는 사용자 단말;을 포함하고, 상기 기지국은, 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하고, 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 상기 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신하며, 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 기지국으로부터 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 수신하고, 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 이용하여 선택적 경로이득 정보를 추정하고, 추정된 상기 선택적 경로이득 정보를 양자화하며, 양자화된 상기 선택적 경로이득 정보를 상기 기지국으로 전송하는 것인, 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기지국은, 상기 사용자 단말로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신하고, 상기 상향링크 파일럿 신호의 각도 정보에 기초하여 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보를 추정하며, 상기 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보 및 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 코드북을 이용하여 추정된 상기 선택적 경로이득 정보를 양자화하고, 상기 선택적 경로이득 정보에는 코드워드 및 인덱스가 포함되는 것인, 시스템을 제공할 수 있다.
본 개시의 제 4 측면은, 제 1 측면의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 상향링크와 하향링크에서 채널의 각도 정보가 비슷하다는 특성을 이용하여 기지국은 사용자 단말의 상향링크 파일럿 신호로부터 하향링크 각도 정보를 직접 추정할 수 있다. 이에 따라 사용자 단말은 채널의 다중경로요소 중 경로이득 정보만을 피드백하여 파일럿 오버헤드가 감소된다.
또한, 전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 기지국은 사용자 단말의 채널 벡터 전체가 아닌, 선택적 경로이득 벡터를 수신하도록 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하여 전송한다. 이에 따라, 사용자 단말이 추정하고 피드백 하는 벡터는 안테나 개수 차원의 채널 벡터가 아닌, 이보다 훨씬 적은 차원의 경로이득 벡터가 된다. 그 결과, 경로이득 벡터를 추정하기 위한 파일럿 자원과 경로이득 벡터를 피드백 하기 위한 피드백 자원은 더 이상 전송 안테나 개수에 비례하지 않고 선택하는 경로의 개수에 비례하므로, 대용량 안테나 시스템에서 피드백 오버헤드가 감소된다.
도 1은 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 기지국과 사용자 단말 간의 데이터 전송 흐름을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 기술을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시예에서" 또는 "일 실시예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 다중안테나 시스템은 기지국(base station)(110) 및 사용자 단말(120)을 포함한다.
사용자 단말(120)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 지칭될 수 있다.
기지국(110)은 일반적으로 사용자 단말(120)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 지칭될 수 있다. 하나의 기지국(110)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
하향링크(downlink; DL)는 기지국(110)에서 사용자 단말(120)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 사용자 단말(120)에서 기지국(110)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(110)의 일부일 수 있고 수신기는 사용자 단말(120)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 사용자 단말(120)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(110)의 일부일 수 있다.
사용자 단말(120)과 기지국(110)은 무선통신을 수행할 수 있다. 무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.
다중안테나 시스템은 다중입출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템일 수 있다. 또는 다중안테나 시스템은 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템 또는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템 또는 싱글 입력 다중 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
도 2는 일 실시예에 따른 기지국과 사용자 단말 간의 데이터 전송 흐름을 나타내는 예시적인 도면이다.
이하에서는 균등하게 배열된 N개의 선형안테나 시스템을 가지는 기지국(210)과 단일 안테나를 가지는 K개의 사용자 단말(220)을 포함하는 대용량 안테나 시스템을 전제하였다.
기지국(210)과 사용자 단말 k 사이의 하향링크 채널
Figure pat00001
는, 수학식 1과 같이 P개의 경로로 이루어진 다중경로채널 모델을 사용하여 표현할 수 있다.
Figure pat00002
상기 수학식 1에서
Figure pat00003
는 i번째 경로의 경로이득을 나타내고,
Figure pat00004
는 i번째 경로의 각도를 나타낸다.
Figure pat00005
는 아래의 수학식 2와 같이 정의된 방향 벡터를 나타낸다.
Figure pat00006
방향행렬
Figure pat00007
는 방향 벡터
Figure pat00008
를 이용하여 수학식 3과 같이 정의된다. 또한,
Figure pat00009
는 경로이득 벡터로서 수학식 4와 같이 정의된다.
Figure pat00010
Figure pat00011
한편, 각도 정보인
Figure pat00012
는 상향링크와 하향링크에서 유사하므로, 기지국(210)은 하향링크의 각도 정보를 사용자 단말(220)로부터 피드백 받지 않고, 사용자 단말(220)의 상향링크 파일럿 신호로부터 하향링크의 각도 정보를 추정할 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말(220)은 경로이득만을 기지국(210)에 피드백하게 된다.
다만, 전파경로의 개수는, 6GHz 이상의 mmwave 대역에서 2~8개, sub-6GHz의 대역에서는 10~20개로, 3GPP 채널 모델로 설정되어 있어, 피드백 자원이 충분하지 않은 경우 피드백 오버헤드가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 사용자 단말(220)이 전체 P개의 경로이득 중에 일부분인 L개의 경로이득만을 피드백함으로써 피드백 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
사용자 단말 k는 수학식 5의 선택적 경로이득 벡터
Figure pat00013
를 추정하고 기지국에 피드백할 수 있다. 선택적 경로이득 정보를 피드백하는 구체적인 과정은 도 3에서 후술하기로 한다.
Figure pat00014
도 3은 일 실시예에 따른 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 기술을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 기지국(310)은 사용자 단말 k(320)으로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신할 수 있다.
도 2에서 상술한 바와 같이, 상향링크와 하향링크의 각도 정보는 서로 유사하므로, 기지국(310)은 하향링크의 각도 정보를 사용자 단말 k(320)로부터 피드백 받지 않고, 사용자 단말 k(320)의 상향링크 파일럿 신호로부터 하향링크의 각도 정보를 추정할 수 있다.
기지국(310)은 선택적 경로이득 추정을 위해 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩할 수 있다.
일반적으로 시간 t에 기지국(310)에서 전송하는 하향링크 파일럿 신호
Figure pat00015
는 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00016
상기 수학식 6에서
Figure pat00017
는 각 안테나 요소를 위한 파일럿 심볼 벡터를 나타낸다. 본 발명에서 제안하는 하향링크 파일럿 프리코딩 기술을 하향링크 파일럿 신호
Figure pat00018
에 적용하면, 시간 t에 기지국(310)에서 전송하는 하향링크 파일럿 신호
Figure pat00019
를 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00020
상기 수학식 7에서
Figure pat00021
는 파일럿 프리코딩 행렬을 나타낸다. 시간 t에 사용자 단말 k(320)가 수신하는 수신신호
Figure pat00022
는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
상기 수학식 8에서
Figure pat00026
는 가우시안 노이즈를 나타낸다. 행렬-벡터 형태로 모은 사용자 단말 k(320)의 수신신호
Figure pat00027
는 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00028
상기 수학식 9에서
Figure pat00029
는 파일럿 심볼 행렬로서 수학식 10과 같이 나타낼 수 있고,
Figure pat00030
는 가우시안 노이즈 벡터로서 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00031
Figure pat00032
사용자 단말 k(320)는 수신신호
Figure pat00033
에 파일럿 심볼 행렬
Figure pat00034
를 곱한 값인 수학식 12의
Figure pat00035
를 수신한다.
Figure pat00036
Figure pat00037
상기 수학식 12에서 최종적으로
Figure pat00038
값만이 남게 된 것은, 아래 수학식 13에 제시된 파일럿 프리코딩 행렬의 직교성 때문이다.
Figure pat00039
즉, 본 발명에서는 파일럿 프리코딩 행렬
Figure pat00040
를 적절히 디자인함으로써, 사용자 단말 k(320)가 실제 채널 벡터
Figure pat00041
가 아닌 선택적 경로이득 벡터
Figure pat00042
를 수신하도록 할 수 있다.
파일럿 프리코딩 행렬
Figure pat00043
는, 채널 벡터
Figure pat00044
를 경로이득 벡터
Figure pat00045
로 줄이는 역행렬
Figure pat00046
와, 경로이득 벡터
Figure pat00047
를 선택적 경로이득 벡터
Figure pat00048
로 압축하는 압축행렬
Figure pat00049
를 포함한다. 역행렬
Figure pat00050
는 수학식 14와 같이 나타낼 수 있고, 압축행렬
Figure pat00051
는 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00052
Figure pat00053
상기 수학식 14 및 수학식 15를 종합하면, 하향링크 파일럿 프리코딩 행렬
Figure pat00054
는 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00055
상기 수학식 16을 상기 수학식 12에 적용하면, 사용자 단말 k(320)가 수신하는 수신신호
Figure pat00056
는 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00057
선형최소제곱오차 추정기법을 이용하면 선택적 경로이득 벡터
Figure pat00058
는 수학식 18과 같이 추정된다.
Figure pat00059
사용자 단말 k(320)는 상술한 과정을 통해 선택적 경로이득 벡터
Figure pat00060
를 추정한 후,
Figure pat00061
를 양자화할 수 있다. 사용자 단말 k(320)는 코드북을 이용하여
Figure pat00062
를 양자화할 수 있다.
구체적으로, B-비트 코드북
Figure pat00063
가 주어졌을 때, 사용자 단말 k(320)가 기지국(310)으로 피드백하는 코드워드의 인덱스
Figure pat00064
는 수학식 19와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00065
코드워드와 인덱스가 결정되면 사용자 단말 k(320)는 기지국(310)으로 결정된 인덱스
Figure pat00066
를 피드백한다.
기지국(310)은 사용자 단말 k(320)로부터 선택적 경로이득 정보
Figure pat00067
를 피드백 받은 후,
Figure pat00068
를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩할 수 있다.
구체적으로, 선택적 경로이득 정보
Figure pat00069
에 기초하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 데이터 프리코딩 벡터
Figure pat00070
는 수학식 20과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00071
이 때,
Figure pat00072
는 선택적 방향행렬로서, 수학식 21과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00073
기지국(310)은 데이터 프리코딩 벡터
Figure pat00074
를 이용하여 송신신호 x를 전송할 수 있다. 송신신호 x는 수학식 22와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00075
상기 수학식 22에서
Figure pat00076
는 사용자 단말 j를 위한 데이터 심볼이다. 사용자 단말 k(320)의 수신신호
Figure pat00077
는 수학식 23과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
상기 수학식 23에서
Figure pat00081
는 가우시안 노이즈를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서 기지국은 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩할 수 있다.
또한, 기지국은 사용자 단말로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신하고, 상향링크 파일럿 신호의 각도 정보에 기초하여 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보를 추정할 수 있다. 즉, 기지국은 하향링크의 각도 정보를 사용자 단말로부터 피드백 받지 않고, 사용자 단말의 상향링크 파일럿 신호로부터 하향링크의 각도 정보를 추정할 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말은 경로이득만을 기지국에 피드백하게 된다.
단계 420에서 기지국은 프리코딩된 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신할 수 있다.
기지국은 프리코딩된 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 사용자 단말로부터 양자화된 선택적 경로이득 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 기지국이 프리코딩된 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하면, 사용자 단말은 프리코딩된 하향링크 파일럿 신호를 이용하여 선택적 경로이득 정보를 추정할 수 있다. 사용자 단말은 추정된 선택적 경로이득 정보를 양자화하며, 양자화된 상기 선택적 경로이득 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
한편, 사용자 단말은 기 저장된 코드북을 이용하여 추정된 선택적 경로이득 정보를 양자화할 수 있다. 사용자 단말에서 기지국으로 전송되는 선택적 경로이득 정보에는 코드워드 및 인덱스가 포함될 수 있다.
단계 430에서 기지국은 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩할 수 있다.
또한, 기지국은 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보 및 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩할 수 있다.
본 개시에 따르면 기지국은 사용자 단말의 채널 벡터 전체가 아닌, 선택적 경로이득 벡터를 수신하도록 하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하여 전송할 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말이 추정하고 피드백 하는 벡터는 안테나 개수 차원의 채널 벡터가 아닌, 이보다 훨씬 적은 차원의 경로이득 벡터가 된다. 그 결과, 경로이득 벡터를 추정하기 위한 파일럿 자원과 경로이득 벡터를 피드백 하기 위한 피드백 자원은 더 이상 전송 안테나 개수에 비례하지 않고 선택하는 경로의 개수에 비례하므로, 대용량 안테나 시스템에서 피드백 오버헤드가 감소될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 장치(500)는 프로세서(510), 통신부(520) 및 메모리(530)를 포함할 수 있다. 도 5의 장치(500)에는 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
장치(500)는 PC(personal computer), 서버 디바이스, 모바일 디바이스, 임베디드 디바이스 등의 다양한 종류의 디바이스들로 구현될 수 있다. 장치(500)는 기지국에 탑재될 수 있다.
프로세서(510)는 도 1 내지 도 4에서 상술한, 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하기 위한 일련의 프로세스를 제어할 수 있다.
프로세서(510)는 장치(500)를 제어하기 위한 전반적인 기능들을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 프로세서(510)는 장치(500) 내의 메모리(530)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 장치(500)를 전반적으로 제어한다. 프로세서(510)는 장치(500) 내에 구비된 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(520)는 근거리 통신부, 이동 통신부, 방송 수신부를 포함할 수 있다. 통신부(520)는 복수의 안테나들을 포함하는 복수의 서브 어레이들로부터, 복수의 서브 어레이들 각각의 출력 신호를 획득할 수 있다. 또는, 통신부(520)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있고, 이 경우 통신부(520)는 외부로부터 신호를 직접 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(520)는 복수의 사용자 단말들로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신할 수 있다.
메모리(530)는 장치(500) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리(530)는 통신부(520)에서 수신한 데이터들, 장치(500)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(530)는 장치(500)에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다. 메모리(530)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.
본 실시예들은 전자 디바이스에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는 전자 디바이스로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 어플리케이션의 형태로 구현될 수 있다. 상기 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때, 개시된 실시예들의 소정의 동작들을 수행할 수 있다.
본 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 내용이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 실시예의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 방법에 있어서,
    하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하는 단계;
    프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신하는 단계;
    상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적 경로이득 정보를 수신하는 단계는,
    프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 양자화된 선택적 경로이득 정보를 수신하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 사용자 단말로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신하고, 상기 상향링크 파일럿 신호의 각도 정보에 기초하여 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보를 추정하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 하향링크 데이터를 프리코딩하는 단계는,
    상기 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보 및 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  4. 다중안테나 시스템에서 하향링크 데이터를 프리코딩하는 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 장치를 구동하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하고,
    프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신하며,
    상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 양자화된 선택적 경로이득 정보를 수신하는 것인, 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 단말로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신하고, 상기 상향링크 파일럿 신호의 각도 정보에 기초하여 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보를 추정하며,
    상기 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보 및 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 장치.
  7. 데이터를 전송하는 다중안테나 시스템에 있어서,
    기지국; 및
    상기 기지국과 데이터를 송수신하는 사용자 단말;
    을 포함하고,
    상기 기지국은,
    하향링크 파일럿 신호를 프리코딩하고,
    프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 상기 사용자 단말에 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 선택적 경로이득 정보를 수신하며,
    상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 기지국으로부터 프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 수신하고,
    프리코딩된 상기 하향링크 파일럿 신호를 이용하여 선택적 경로이득 정보를 추정하고,
    추정된 상기 선택적 경로이득 정보를 양자화하며,
    양자화된 상기 선택적 경로이득 정보를 상기 기지국으로 전송하는 것인, 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 사용자 단말로부터 상향링크 파일럿 신호를 수신하고, 상기 상향링크 파일럿 신호의 각도 정보에 기초하여 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보를 추정하며,
    상기 하향링크 파일럿 신호의 각도 정보 및 상기 선택적 경로이득 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 프리코딩하는 것인, 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    코드북을 이용하여 추정된 상기 선택적 경로이득 정보를 양자화하고,
    상기 선택적 경로이득 정보에는 코드워드 및 인덱스가 포함되는 것인, 시스템.
  11. 제 1 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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