KR102114837B1 - Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a wireless communication system - Google Patents
Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a wireless communication system Download PDFInfo
- Publication number
- KR102114837B1 KR102114837B1 KR1020130125157A KR20130125157A KR102114837B1 KR 102114837 B1 KR102114837 B1 KR 102114837B1 KR 1020130125157 A KR1020130125157 A KR 1020130125157A KR 20130125157 A KR20130125157 A KR 20130125157A KR 102114837 B1 KR102114837 B1 KR 102114837B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal transmission
- null
- signal
- transmission direction
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
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
- H04B7/06—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
- H04B7/0636—Feedback format
- H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection
-
- 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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신기가 다수개의 안테나를 사용하여 송신기로부터 다수개의 신호를 수신하고, 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 이득 및 발사각(Angle of Departure)을 추정하고, 상기 다수개의 신호에 대한 인덱스를 신호 이득이 큰 순서로 정렬하고, 상기 정렬된 인덱스를 기반으로 상기 다수개의 신호 각각에 대한 발사각과 관련된 정보를 상기 신호 이득이 큰 순서로 정렬하고, 상기 정렬된 발사각과 관련된 정보 중 적어도 하나를 피드백 정보로서 상기 송신기로 송신한다.In the present invention, in a wireless communication system, a receiver receives a plurality of signals from a transmitter using a plurality of antennas, estimates a gain and an angle of angle (Agle of Departure) for at least one of the plurality of signals, and Sort the indexes for the signal gains in a large order, and based on the aligned indexes, sort the information related to the launch angles for each of the plurality of signals in the order of the signal gains, and at least one of the information related to the sorted launch angles. One is sent to the transmitter as feedback information.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving signals in a wireless communication system.
종래의 ZF(Zero-Forcing) 및 RZF(Regularized Zero-Forcing) 등의 전 처리기(pre-coder) 기법들이 사용될 경우, 송신기는 각 수신기가 사용하는 모든 채널에 대한 정보를 획득해야 한다. 따라서 밀리미터파(millimeter wave: mmWave) 통신 시스템과 같이 massive MIMO(Multiple Input Multiple Output)의 사용이 용이한 환경에서는 다수의 피드백(feedback) 정보의 송수신에 따른 부담이 커지게 된다. 또한 송신 신호의 전력이 안테나마다 다르게 할당됨에 따라 송신 안테나 수만큼의 무선 주파수(Radio Frequency: RF)-체인(chain)이 필요하므로 mmWave 환경에서 하드웨어적으로 많은 비용이 드는 문제가 있다.When conventional pre-coder (ZF) and regularized zero-forcing (RZF) techniques are used, the transmitter must acquire information on all channels used by each receiver. Accordingly, in an environment in which massive multiple input multiple output (MIMO) is easy to use, such as a millimeter wave (mmWave) communication system, the burden of transmitting and receiving a large number of feedback information increases. In addition, as power of a transmission signal is allocated differently for each antenna, radio frequency (RF) -chain as many as the number of transmission antennas is required, and thus, there is a problem in that a hardware cost is high in an mmWave environment.
이러한 문제를 고려하여 mmWave 채널 상의 신호의 이득, 발사각(Angle of Departure)(이하 'AOD'라 칭함) 및 도래각(Angle of Arrival)(이하 'AOA'라 칭함) 등과 같은 정보를 사용하는 방식들이 제안되고 있다. 상기 방식들 중 대표적인 방식으로서 빔 조정(beam steering) 방식과 널 조정(null steering) 방식이 있다. In consideration of these problems, methods that use information such as signal gain on the mmWave channel, angle of departure (hereinafter referred to as 'AOD') and angle of arrival (hereinafter referred to as 'AOA') are used. Is being proposed. Among the above methods, there are a beam steering method and a null steering method.
상기 빔 조정 방식은 송신기가 AOD 정보를 기반으로 원하는 방향에서 빔을 송신하는 방식이다. 하지만 상기 빔 조정 방식은 다른 수신기로의 간섭을 고려하지 않는 방식이므로, 단일 사용자(single-user) 환경에서는 효과적으로 사용될 수 있으나 다중 사용자(multi-user) 환경에서는 적합하지 않다. 따라서 상기 빔 조정 방식이 다중 사용자 환경에서 사용될 경우 수신기 전체의 전송률(sum rate)이 저하되는 단점이 있다. The beam steering method is a method in which a transmitter transmits a beam in a desired direction based on AOD information. However, since the beam steering method does not consider interference with other receivers, it can be effectively used in a single-user environment, but is not suitable in a multi-user environment. Therefore, when the beam steering method is used in a multi-user environment, there is a disadvantage in that the overall rate of the receiver is reduced.
한편, 상기 널 조정 방식은 송신기가 AOD 정보를 기반으로 원하지 않는 방향에서 빔을 송신하지 않도록 하는 방식으로서 간섭 제어 효과를 제공한다. 하지만 상기 널 조정 방식이 다중 사용자 및 다중 신호가 형성되어 있는 무선 통신 환경에서 무분별하게 사용될 경우, 유사 방향으로 널이 형성되는 경우가 발생함에 따라 송신 전력을 증폭시켜야 하는 문제가 있다.On the other hand, the null adjustment method provides a interference control effect as a method of preventing a transmitter from transmitting a beam in an unwanted direction based on AOD information. However, when the null adjustment method is used indiscriminately in a wireless communication environment in which multiple users and multiple signals are formed, there is a problem in that a transmission power must be amplified as a null is formed in a similar direction.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치를 제안한다.The present invention proposes a method and apparatus for transmitting and receiving signals in a wireless communication system.
그리고 본 발명은 무선 통신 시스템에서 안테나 수보다 적은 RF 체인수를 사용하면서 피드백 정보 양을 줄이면서 간섭을 제어할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제안한다. In addition, the present invention proposes a method and apparatus for controlling interference while reducing the amount of feedback information while using fewer RF chains than the number of antennas in a wireless communication system.
또한 본 발명은 다중 사용자 mmWave 환경에서 널 조정 방식 전 처리기의 전력 증폭 현상을 방지하면서 전송률을 향상시킬 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제안한다. In addition, the present invention proposes a method and apparatus for improving a transmission rate while preventing a power amplification phenomenon of a null adjustment type preprocessor in a multi-user mmWave environment.
본 발명에서 제안하는 방법은; 무선 통신 시스템에서 송신기의 신호 송신 방법에 있어서, 다수개의 안테나를 사용하여 수신기로 다수개의 신호를 송신하는 과정과, 상기 수신기로부터 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각(Angle of Departure) 정보가 수신되면, 상기 발사각 정보를 기반으로 신호 송신 방향을 결정하는 과정과, 상기 결정된 신호 송신 방향에서 미리 설정된 송신 전력을 사용하여 신호를 송신하는 과정과, 상기 결정된 신호 송신 방향을 제외한 나머지 신호 송신 방향에서 널(null) 송신을 수행하는 과정을 포함하며, 상기 발사각 정보는 신호 이득이 큰 순서로 정렬된 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각 정보를 포함한다.The method proposed in the present invention; In a signal transmission method of a transmitter in a wireless communication system, a process of transmitting a plurality of signals to a receiver using a plurality of antennas, and an angle of departure information for at least one of the plurality of signals are received from the receiver If it is, the process of determining a signal transmission direction based on the launch angle information, the process of transmitting a signal using a predetermined transmission power in the determined signal transmission direction, and the signal transmission direction other than the determined signal transmission direction is null It includes a process of performing (null) transmission, and the launch angle information includes launch angle information for at least one of the plurality of signals arranged in order of large signal gain.
본 발명에서 제안하는 장치는; 무선 통신 시스템에서 송신기에 있어서, 다수개의 안테나와, 상기 다수개의 안테나를 사용하여 수신기로 다수개의 신호를 송신하는 송신부와, 상기 수신기로부터 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각(Angle of Departure) 정보를 수신하는 수신부와, 상기 발사각 정보가 수신되면 상기 발사각 정보를 기반으로 신호 송신 방향을 결정하고, 상기 송신부를 제어하여 상기 결정된 신호 송신 방향에서 미리 설정된 송신 전력을 사용하여 신호를 송신하고, 상기 결정된 신호 송신 방향을 제외한 나머지 신호 송신 방향에서 널(null) 송신을 수행하는 제어부를 포함하며, 상기 발사각 정보는 신호 이득이 큰 순서로 정렬된 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각 정보를 포함한다.The device proposed by the present invention; In a transmitter in a wireless communication system, a plurality of antennas, a transmitter for transmitting a plurality of signals to a receiver using the plurality of antennas, and an angle of launch (Angle of Departure) information for at least one of the plurality of signals from the receiver When receiving the launch angle information, and the launch angle information, determines a signal transmission direction based on the launch angle information, controls the transmitter to transmit a signal using a predetermined transmission power in the determined signal transmission direction, and the determined It includes a control unit for performing null transmission in the signal transmission direction other than the signal transmission direction, and the launch angle information includes launch angle information for at least one of the plurality of signals arranged in order of large signal gain.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 안테나 수보다 적은 RF 체인수를 사용하면서 피드백 정보 양을 줄이면서 간섭을 제어할 수 있다. 또한 본 발명은 다중 사용자 mmWave 환경에서 널 조정 방식 전 처리기의 전력 증폭 현상을 방지하면서 전송률을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. The present invention can control interference while reducing the amount of feedback information while using fewer RF chains than the number of antennas in a wireless communication system. In addition, the present invention has the advantage of improving the transmission rate while preventing the power amplification phenomenon of the null adjustment type preprocessor in a multi-user mmWave environment.
도 1은 일반적인 널 조정 방식이 사용된 무선 통신 시스템에서 송신기의 송신 방향 별 송신 전력을 나타낸 그래프,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신기와 수신기를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 수신기가 송신기로 피드백 정보를 송신하는 과정을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 송신 방향 별 송신 전력을 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 널 조정 빔포머를 기반으로 구성된 베이스밴드 프리코더와 RF 체인부를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 동작을 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 동작을 나타낸 순서도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방식에 따른 성능을 나타낸 그래프.1 is a graph showing transmission power for each transmission direction of a transmitter in a wireless communication system in which a general null adjustment method is used,
2 is a view showing a wireless communication system according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing a transmitter and a receiver of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing a process of transmitting feedback information to a plurality of receivers according to an embodiment of the present invention,
5 is a graph showing transmission power for each transmission direction of a transmitter according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing a baseband precoder and an RF chain unit configured based on a null steering beamformer according to an embodiment of the present invention,
7 is a flowchart illustrating the operation of a receiver according to an embodiment of the present invention,
8 is a flowchart illustrating an operation of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing performance according to an interference control method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the operation principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 간섭 제어 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides an interference control method and apparatus in a wireless communication system.
본 발명의 실시 예의 설명에 앞서, 간섭 제어를 위해 일반적으로 사용되는 널 조정(Null steering) 방식에 대해 설명하기로 한다.Prior to the description of the embodiment of the present invention, a null steering method generally used for interference control will be described.
상기 널 조정 방식은 송신기가 신호를 송신하기 원하는 방향()과 신호를 송신하기 원하지 않는 방향()을 동시에 고려하여 간섭을 제어하는 방식이다. 상기 송신기가 신호를 송신할 수 있는 각 방향을 어레이 벡터(array vector)를 사용하여 행렬 N으로 나타내면 다음 수학식 1과 같다.The null adjustment method is a direction in which the transmitter wants to transmit a signal ( ) And the direction in which you do not want to transmit the signal ( ) At the same time to control interference. When each direction in which the transmitter can transmit a signal is represented by a matrix N using an array vector,
상기와 같이 행렬 N이 결정되면 널 조정 벡터(null steering vector)(f)가 다음 수학식 2 및 3을 기반으로 결정될 수 있다. When the matrix N is determined as described above, a null steering vector (f) may be determined based on
상기 수학식 2 및 3에서 H는 허미시안(Hermitian) 연산을 나타내고, +는 의사 역행렬(pseudo inverse)을 나타낸다. 그리고 수학식 2 및 3에서는 첫 번째 어레이 벡터의 송신 전력을 1로 설정하고, 나머지 송신 전력은 0으로 설정하는 것을 일 예로 보이고 있다.In
상기 송신기는 상기 널 조정 벡터가 결정되면, 상기 결정된 널 조정 벡터를 기반으로 해당 방향에서는 널 송신을 수행하고 나머지 방향에서는 신호를 송신한다. 이를 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. When the null adjustment vector is determined, the transmitter performs null transmission in a corresponding direction and transmits a signal in the other direction based on the determined null adjustment vector. This will be described in detail with reference to FIG. 1 as follows.
도 1은 일반적인 널 조정 방식이 사용된 무선 통신 시스템에서 송신기의 송신 방향 별 송신 전력을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing transmission power for each transmission direction of a transmitter in a wireless communication system in which a general null adjustment method is used.
도 1에 도시된 그래프에서 가로 방향은 발사각(Angle of Departure)(이하 'AOD'라 칭함)을 나타내며, 세로 방향은 송신 전력을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 상기 송신기는 널 조정 벡터가 결정되면 상기 결정된 널 조정 벡터를 기반으로 널 송신을 수행해야 할 방향(, )(100, 120)을 결정한다. 그리고 상기 송신기는 상기 결정된 방향(, )(100, 120)에서 널 송신을 수행한다. In the graph illustrated in FIG. 1, the horizontal direction represents an angle of angle (hereinafter referred to as “AOD”), and the vertical direction represents transmission power. Referring to FIG. 1, when a null steering vector is determined, the transmitter should perform a null transmission based on the determined null steering vector ( , ) (100, 120). And the transmitter is the determined direction ( , ) (100, 120) to perform a null transmission.
또한 상기 송신기는 상기 결정된 방향(, )(100, 120)을 제외한 나머지 방향 중 신호를 송신하기 원하는 방향()(140)에서는 가장 큰 송신 전력을 사용하여 신호를 송신한다. 여기서 상기 널 송신이라는 것은 송신 전력을 0으로 설정하는 것을 의미할 수 있다. In addition, the transmitter is the determined direction ( , ) (100, 120), the direction in which you want to transmit the signal ( ) 140, the signal is transmitted using the largest transmission power. Here, the null transmission may mean setting the transmission power to 0.
이처럼 상기 송신기는 원하지 않는 방향에서는 널 송신을 수행하고, 원하는 방향에서는 가장 큰 세기로 신호를 송신함으로써 다른 수신기들로의 간섭을 제어하면서 해당 수신기에 신호가 정확히 전달될 수 있도록 할 수 있다. As described above, the transmitter performs null transmission in an undesired direction and transmits a signal with the greatest intensity in the desired direction, so that it can accurately transmit a signal to the corresponding receiver while controlling interference to other receivers.
본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 널 조정 방식을 사용하여 다중 사용자 밀리미터파(millimeter wave: mmWave) 통신 환경에서 전 처리기의 전력 증폭 현상을 방지하면서 전송률(sum rate)를 향상시킬 수 있도록 하는 방안을 제시한다. In an embodiment of the present invention, a method for improving a sum rate while preventing power amplification of a preprocessor in a multi-user millimeter wave (mmWave) communication environment using the null adjustment method as described above present.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템은 도 2에 나타난 바와 같다.A wireless communication system according to an embodiment of the present invention is as shown in FIG. 2.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 무선 통신 시스템은 송신기(200)와 다수의 수신기 일 예로, 수신기 1(210), 수신기 2(220) 및 수신기 3(230)을 포함할 수 있다. 상기 송신기(200)는 신호를 송신하는 기지국이 될 수 있으며, 상기 수신기 1(210), 수신기 2(220) 및 수신기 3(230)은 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 이동 단말이 될 수 있다. 상기 수신기 1(210), 수신기 2(220) 및 수신기 3(230)는 서로 다른 위치에 존재한다. 따라서 상기 수신기 1(210), 수신기 2(220) 및 수신기 3(230)가 상기 송신기(200)에 의해 송신된 신호를 수신하는 방향 역시 상이할 수 밖에 없다.Referring to FIG. 2, the wireless communication system may include a
예를 들어, 상기 수신기 1(210)은 상기 송신기(200)가 송신한 신호 중 θ 1 방향에서 송신한 신호를 수신할 수 있으며, 상기 수신기 2(220)는 상기 송신기(200)가 송신한 신호 중 θ 2 방향에서 송신한 신호를 수신할 수 있으며, 상기 수신기 3(230)는 상기 송신기(200)가 송신한 신호 중 θ 3 방향에서 송신한 신호를 수신할 수 있다. For example, the
이에 따라 상기 송신기(200)는 각 수신기로부터 각 신호 별 AOD 정보 등이 포함된 피드백 정보를 수신하여 신호를 송신할 방향을 결정하고, 해당 방향에서 가장 큰 송신 전력을 사용하여 신호를 송신할 수 있다. 그리고 상기 송신기(200)는 다른 수신기들에 대해 간섭을 미치는 방향에서는 앞서 설명한 널 조정 방식 등을 사용함으로써 간섭이 제어될 수 있도록 할 수 있다. Accordingly, the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신기와 수신기를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a transmitter and a receiver of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 3에서는 도 2에 도시된 바와 같은 무선 통신 시스템에 포함된 송신기와 수신기의 일 예를 보이고 있다. 도 3을 참조하면, 상기 송신기(300)와 상기 다수의 수신기(320-1~320-K) 각각은 다수의 안테나를 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 그리고 도 3에 도시되어 있지는 않지만 상기 송신기(300)와 상기 다수의 수신기(320-1~320-K)는 각각 상기 무선 통신을 수행함에 의해 발생하는 다양한 데이터 및 정보를 저장하는 메모리와, 상기 송신기와 상기 다수의 수신기 각각의 전반적인 동작을 제어하는 제어부 등을 포함할 수 있다.FIG. 3 shows an example of a transmitter and a receiver included in the wireless communication system as shown in FIG. 2. Referring to FIG. 3, each of the
상기 송신기(300)는 N t 개의 송신 안테나를 가지고 있으며, K명의 사용자에 의해 사용되는 다수의 수신기(320-1~320-K)는 각각 N r 개의 송신 안테나를 가지고 있다. 상기 송신기(300)는 N RF 개의 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 체인(chain)부(310-1~310-N RF )을 통해 전체 N ts 개의 송신 스트림을 송신할 수 있다. 그리고 상기 다수의 수신기(320-1~320-K)는 각각 해당 채널(H 1 … H K , 여기서 H K 는 K번째 수신기의 채널을 나타냄)을 통해 N s 개의 스트림을 수신할 수 있다.The
한편, 전체 K개의 수신기(320-1~320-K) 중 k번째 수신기의 채널(H k )을 L개의 신호(ray)를 가지는 형태로 나타내면 다음 수학식 4와 같다.On the other hand, if the channel ( H k ) of the k- th receiver among the total K receivers (320-1 to 320-K) has L signals (ray), it is expressed by
상기 수학식 4에서 은 k번째 수신기의 l번째 신호에 대한 이득(gain)을 나타내고, 는 k번째 수신기의 l번째 신호에 대한 AOD를 나타내고, 은 k번째 수신기의 l번째 신호에 대한 도래각(Angle of Arrival)(이하 'AOA'라 칭함)를 나타내고, H는 허미시안 연산을 나타낸다. 그리고 상기 수학식 4에서 어레이 벡터인 a r (θ) 및 a t (θ) 는 각각 다음 수학식 5 및 6에 나타난 바와 같이 균일 선형 배열(Uniform Linear Array: ULA) 형태로 구성될 수 있다. In
상기 수학식 5 및 6에서 d는 안테나 이격 거리(antenna spacing)를 나타내고, λ는 신호의 파장(wave length)을 나타낸다. In
상기 송신기에서는 전체 스트림 수(N ts =N s ⅹK)에 해당하는 신호 s:[N ts ⅹ1]가 베이스밴드 프리코더(baseband precoder)(F bb :[N RF ⅹN ts ])(300)와 RF 체인부 (F RF :[N t ⅹN RF ])(310-1~310-N RF )를 거치게 된다. 여기서 전처리부로 통칭될 수 있는 상기 베이스밴드 프리코더(300)와 RF 체인부(310-1~310-N RF )는 하나의 행렬로 표현되는 구성부로 나타낼 수 있다. 이를 본 발명의 실시 예에서는 널 조정 빔포머(null steering beamformer)(F null :[N t ⅹN ts ])로 정의하고 다음 수학식 7과 같이 나타내기로 한다.In the transmitter, the signal s: [ N ts ⅹ1] corresponding to the total number of streams ( N ts = N s ⅹ K ) is a baseband precoder ( F bb : [ N RF ⅹ N ts ]) (300) And RF chain ( F RF : [ N t ⅹ N RF ]) (310-1 ~ 310- N RF ). Here, the
상기 수학식 7에서 f k,1 은 k번째 수신기로 송신할 첫 번째 스트림을 나타내고, f k,2 는 k번째 수신기로 송신할 두 번째 스트림을 나타내고, f k,Ns 는 k번째 수신기로 송신할 N s 번째 스트림을 나타낸다. In Equation 7, f k, 1 denotes the first stream to be transmitted to the k th receiver, f k, 2 denotes the second stream to be transmitted to the k th receiver, and f k, Ns to be transmitted to the k th receiver N s th stream.
상기 송신기가 K개의 수신기로 F null 의 신호를 송신하면, 상기 k번째 수신기는 다수의 안테나를 통해 해당 신호를 수신하고, 결합기(combiner)를 통해 하기 다음 수학식 8과 같은 수신 신호를 획득할 수 있다.When the transmitter transmits a signal of F null to K receivers, the k- th receiver receives the corresponding signal through a plurality of antennas, and a combiner Through the received signal as shown in
상기 수학식 8에서 y k 는 상기 k번째 수신기의 수신 신호를 나타내고, n k 는 k번째 사용자가 수신한 잡음(noise)을 나타낸다.In
본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 정의된 널 조정 빔포머를 사용하여 간섭 제어를 수행할 수 있도록 하는 방법을 제안한다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에서 제안하는 간섭 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. In an embodiment of the present invention, a method is proposed in which interference control can be performed using the null-adjusted beamformer defined as above. Hereinafter, the interference control method proposed in the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 수신기가 송신기로 피드백 정보를 송신하는 과정을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a process in which a plurality of receivers transmit feedback information to a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 4에서는 K개의 수신기(420-1~420-K)가 각각 상기 널 조정 빔포머(400)를 포함하는 송신기로 피드백 정보로서 AOD 정보를 송신하는 것을 보이고 있다. 도 4에 도시된 K개의 수신기(420-1~420-K)는 도 3에 도시된 K개의 수신기(320-1~320-K)에 대응될 수 있다. 상기 피드백 정보를 송신하는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.4, K receivers 420-1 to 420-K respectively transmit AOD information as feedback information to a transmitter including the
먼저, 상기 K개의 수신기(420-1~420-K) 중 k번째 수신기는 상기 송신기로부터 L개의 신호를 수신하고, 상기 L개의 신호에 대한 이득, AOD 및 AOA를 추정한다. 그리고 상기 k번째 수신기는 상기 L개의 신호에 대한 이득이 큰 순서로 상기 L개의 신호에 대한 인덱스를 정렬하고, 정렬된 순서에 따라 인덱스 정보를 저장한다. 여기서 상기 저장된 인덱스 정보(Q k )는 하기 수학식 9와 같이 나타날 수 있다. First, of the K receivers 420-1 to 420-K, the k- th receiver receives L signals from the transmitter and estimates gain, AOD, and AOA for the L signals. In addition, the k- th receiver sorts the indexes for the L signals in the order in which the gain for the L signals is large, and stores index information according to the sorted order. Here, the stored index information Q k may be expressed as Equation 9 below.
상기 수학식 9는 상기 k번째 수신기에 대한 L개의 신호의 인덱스가 신호 이득이 큰 순서로 정렬된 것을 보이고 있다.Equation (9) shows that the indexes of L signals for the k- th receiver are arranged in order of high signal gain.
상기 저장된 인덱스 정보를 기반으로, 상기 k번째 수신기는 AOA에 대해서도 상기 L개의 신호에 대한 이득이 큰 순서로 정렬하고, 정렬된 AOA의 정보를 기반으로 상기 k번째 수신기에 대한 결합기를 구성한다. 상기 결합기는 하기 수학식 10을 기반으로 구성될 수 있다.Based on the stored index information, the k- th receiver sorts AOA in order of gain for the L signals, and configures a combiner for the k- th receiver based on the aligned AOA information. The combiner may be configured based on
상기 수학식 10에서 W k,i 는 상기 k번째 수신기가 다수개의 안테나를 통해 수신한 신호들(일 예로, N S 개의 스트림)에 대한 결합 신호를 나타내고, a r ()은 어레이 벡터를 나타내며, 는 상기 k번째 수신기가 수신한 신호에 대한 AOA를 나타낸다.In
이어 상기 k번째 수신기는 AOD에 대해서도 상기 L개의 신호에 대한 이득이 큰 순서로 정렬한다. 그리고 상기 k번째 수신기는 정렬된 AOD 정보를 상기 송신기로 피드백한다. 여기서 상기 피드백되는 AOD 정보를 수학식으로 표현하면 다음 수학식 11과 같다.Subsequently, the k- th receiver sorts AOD in order of gain for the L signals. Then, the k- th receiver feeds the aligned AOD information to the transmitter. Here, when the feedback AOD information is expressed by Equation 11, Equation 11 below is expressed.
상기 수학식 11에서 는 상기 k번째 수신기가 피드백하는 AOD 정보를 나타내고, B는 상기 k번째 수신기가 피드백하는 AOD 정보의 개수를 나타낸다. 상기 L개의 신호 전체에 대한 AOD 정보가 피드백되면 피드백량이 많아지게 되므로, 상기 B는 통신 환경에 따라 다양하게 조정될 수 있다. In Equation 11 above Denotes AOD information fed back by the k- th receiver, and B denotes the number of AOD information fed back by the k- th receiver. . When the AOD information for all the L signals is fed back, the amount of feedback increases, so the B can be adjusted in various ways depending on the communication environment.
상기 송신기는 상기 K개의 수신기(420-1~420-K) 모두로부터 AOD 정보가 피드백되면, 상기 피드백된 AOD 정보를 사용하여 k번째 수신기의 i번째 스트림에 대한 널 조정 벡터를 결정할 수 있다. When the AOD information is fed back from all of the K receivers 420-1 to 420-K, the transmitter may determine a null adjustment vector for the i th stream of the k th receiver using the fed back AOD information.
먼저 어레이 벡터들로 구성된 행렬 N k,i (m)을 N k,i 의 m번째 행(column) 벡터를 나타내는 것으로 정의하고, 송신 방향에 대한 어레이 벡터가 이고 m > 1이면, 널에 대한 어레이 벡터는 와 같이 나타낼 수 있다. 그러면 상기 송신기는 어레이 벡터들로 구성된 행렬 N k,i 를 다음 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.First, a matrix N k, i ( m ) consisting of array vectors is defined as representing the m- th column vector of N k, i , and the array vector for the transmission direction is And m > 1, the array vector for null is Can be represented as Then, the transmitter may express a matrix N k, i composed of array vectors as in Equation 12 below.
그리고 상기 송신기는 N k,i 를 사용하여 널 조정 벡터를 수학식 13 내지 15를 기반으로 계산한 후, 최종적으로 송신 전력을 결정할 수 있다.Then, the transmitter may calculate the null adjustment vector based on Equations 13 to 15 using N k, i , and finally determine the transmit power.
상기와 같은 과정이 수행되면, 도 5에 나타난 바와 같은 결과가 나타날 수 있다. When the above process is performed, a result as shown in FIG. 5 may appear.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 송신 방향 별 송신 전력을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing transmission power for each transmission direction of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 송신 방향에 대한 어레이 벡터 N k,i (1)(520)는 가장 큰 송신 전력을 가지며, 널에 대한 어레이 벡터(이하 '널 벡터'라 칭함) N k ,i (m)(500)는 가장 작은 송신 전력(일 예로, 송신 전력이 0으로 설정됨)을 가짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the array vector N k, i (1) 520 for the transmission direction has the largest transmission power, and the array vector for null (hereinafter referred to as the “null vector”) N k , i ( m ) 500 can be seen to have the smallest transmission power (eg, transmission power is set to 0).
한편, 상기 널 조정 벡터를 계산하는 과정에서 유사 어레이 벡터(즉, 유사 방향을 갖는 어레이 벡터)가 존재하게 된다면 N k,i 의 최소 고유값(minimum eigen-value)이 매우 작은 값으로 나타나게 된다. 이는 곧 의사 역행렬 N k,i +를 계산하는 과정에서 최대 고유값(maximum eigen-value)이 발산하여 결과적으로 의 크기가 커져 정규화로 인한 성능 열화 현상이 나타남을 의미한다. 이를 방지하기 위해 N k,i 구성 시 상관(correlation) 값이 어레이 벡터를 제외시키는 방안이 필요하다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에서는 하기 수학식 16을 사용한다. On the other hand, in the process of calculating the null adjustment vector, if a similar array vector (ie, an array vector having similar directions) is present, the minimum eigen-value of N k, i appears as a very small value. This results in the maximum eigen-value diverging in the process of calculating the pseudo inverse matrix N k, i + . It means that the performance deterioration due to normalization appears due to the increase in the size of. In order to prevent this , a method of excluding the array vector whose correlation value is required when constructing N k, i is necessary. For this, in the embodiment of the present invention, Equation 16 below is used.
상기 수학식 16은 새로운 널 벡터를 결정할 때 이전에 구성되어 있는 어레이 벡터와의 상관값을 비교하여, 해당 상관값이 특정 임계값 이하인 경우 해당 어레이 벡터를 사용할 수 있도록 함을 나타낸다.Equation 16 shows that when determining a new null vector, the correlation value with the previously constructed array vector is compared, so that the corresponding array vector can be used when the correlation value is less than or equal to a specific threshold.
한편, 모든 수신기의 스트림에 대한 널 조정 벡터 가 결정되면, 널 조정 벡터의 특성에 따라 각 벡터의 엘리먼트(element)의 크기가 서로 비슷한 크기의 범위를 가짐을 알 수 있다. 이러한 특성을 기반으로 널 조정 빔포머(F null )를 하이브리드(hybrid) 빔포밍 시스템에 적용하기 위해 하기 수학식 17 내지 19가 사용될 수 있다.Meanwhile, the null adjustment vector for the streams of all receivers When is determined, it can be seen that the size of the elements of each vector has a similar size range according to the characteristics of the null adjustment vector. Based on these characteristics, the following equations 17 to 19 may be used to apply a null steering beamformer ( F null ) to a hybrid beamforming system.
상기 송신기의 RF 체인부는 위상 천이기(phase shift)를 포함하기 때문에 상기 RF 체인부 내의 엘리먼트들은 크기를 가질 수 없다. 따라서, 상기 수학식 17 에 나타난 바와 같이, 상기 RF 체인부(F RF )는 널 조정 빔포머(F null )의 위상 성분을 기반으로 하는 엘리먼트들을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. Since the RF chain portion of the transmitter includes a phase shift, elements in the RF chain portion cannot have a size. Accordingly, as shown in Equation 17, the RF chain part F RF may be configured to include elements based on a phase component of a null steering beamformer F null .
그리고 베이스밴드 프리코더(F BB )는 상기 수학식 18에 나타난 바와 같이, 상기 RF 체인부의 엘리먼트들을 포함하는 행렬의 유사 역행렬 연산을 수행함으로써 결정된 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이와 같은 방식은 널 조정 벡터의 엘리먼트가 비슷한 크기 값을 가지기 때문에 적용이 가능하며 실제로 베이스밴드 프리코더에서 대각 행렬 형태의 엘리먼트가 포함됨을 확인할 수 있다. In addition, the baseband precoder ( F BB ) may include elements determined by performing a pseudo inverse matrix operation of a matrix including elements of the RF chain, as shown in Equation 18 above. This method can be applied because the elements of the null adjustment vector have similar size values, and it can be confirmed that the baseband precoder includes diagonal matrix elements.
결과적으로, 상기 RF 체인부(F RF )와 상기 베이스밴드 프리코더(F BB )는 상기 수학식 19에 나타난 바와 같이 널 조정 빔포머(F null )와 유사한 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이를 도면으로 표현하면 도 6에 나타난 바와 같다.As a result, the RF chain portion ( F RF ) and the baseband precoder ( F BB ) may include elements similar to the null steering beamformer ( F null ) as shown in Equation 19. If this is represented by a drawing, it is as shown in FIG. 6.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 널 조정 빔포머를 기반으로 구성된 베이스밴드 프리코더와 RF 체인부를 나타낸 도면이다. 도 6에 나타난 바와 같이, 베이스밴드 프리코더(620)와 RF 체인부(640)는 널 조정 빔포머(600)와 유사한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성이 사용될 경우, RF 체인의 개수는 안테나 개수 보다 작은 전체 스트림의 개수만큼 줄어들 수 있다.6 is a view showing a baseband precoder and an RF chain unit configured based on a null steering beamformer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 송신기와 수신기의 동작을 도 7 및 도 8을 참조하여 각각 설명하기로 한다.Next, the operation of the transmitter and the receiver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8, respectively.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 동작을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an operation of a receiver according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 수신기는 700 단계에서 송신기로부터 L개의 신호를 수신한다. 그리고 상기 수신기는 702 단계에서 상기 L개의 신호에 대한 이득, AOA 및 AOD를 추정한다.Referring to FIG. 7, in
이어 상기 수신기는 704 단계에서 신호 이득이 큰 순서로 상기 L개의 신호에 대한 인덱스 정보를 정렬하고 저장한다. 그리고 상기 수신기는 706 단계에서 상기 저장된 인덱스 정보를 기반으로, 신호 이득이 큰 순서로 AOA를 정렬하고 수신 신호를 결합한다. Subsequently, in
상기 수신기는 708 단계에서 상기 저장된 인덱스 정보를 기반으로 상기 신호 이득이 큰 순서로 AOD를 정렬하고, 정렬된 AOD에 대한 정보를 상기 송신기로 피드백한다.In
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 동작을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating an operation of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 상기 송신기는 800 단계에서 K개의 수신기로부터 신호 이득이 큰 순서로 정렬된 AOD 정보를 수신한다. 그리고 상기 송신기는 802 단계에서 상기 K개의 수신기의 각 스트림에 대한 어레이 행렬을 구성한다. Referring to FIG. 8, in
상기 송신기는 804 단계에서 상기 어레이 행렬을 구성하는 벡터들의 상관값을 임계값과 비교한다. 그리고 상기 송신기는 806 단계에서 상기 상관값이 임계값보다 작은 경우, 808 단계로 진행하여 상기 K개의 수신기의 각 스트림에 대한 널 조정 벡터를 산출한다. In
그리고 상기 송신기는 810 단계에서 상기 널 조정 벡터의 위상 성분을 사용하여 무선 처리 동작을 결정한다. 이어 상기 송신기는 812 단계에서 상기 널 조정 벡터와 무선 처리된 벡터를 기반으로 베이스밴드 처리 동작을 결정하고, 814 단계에서 상기 결정된 베이스밴드 처리 동작 및 무선 처리 동작에 따라 신호를 송신한다.In
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방식에 따른 성능을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing performance according to an interference control method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 효과를 살펴보기 위한 채널 환경은 LOS(Line Of Sight) 성분이 강한 신호(ray) 기반 채널 구조()를 가지며, AOD()의 분포는 각 수신기의 중심 각도(θ k )에서 균등 분포(uniform distribution) 를 갖도록 한다. 그리고 AOA()의 분포는 채널의 산란(scattering) 특성에 의해 결정되므로, 로 설정된 경우 신호의 개수는 4~10개 사이로 발생시켜 그 성능을 살펴보았다. The channel environment for examining the effect according to the embodiment of the present invention is a signal-based channel structure having a strong line of sight (LOS) component ( ), And AOD ( ) Is distributed uniformly at the central angle ( θ k ) of each receiver. To have. And AOA ( ) Distribution is determined by the scattering characteristics of the channel, When set to, the number of signals was generated between 4 and 10 and the performance was examined.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 빔 조정 방식이 사용될 경우 간섭을 고려하지 않기 때문에 SNR이 높아질수록 전송률(sum rate)은 완만하게 증가됨을 알 수 있다(Beam steering 그래프 참조). Referring to (a) and (b) of FIG. 9, it can be seen that the sum rate is gradually increased as the SNR is increased because interference is not taken into account when the beam steering method is used (see Beam steering graph). .
그리고 간섭을 고려한 일반적인 널 조정 방식이 사용될 경우 높은 SNR에서는 간섭 제거의 효과가 있지만, 전 처리기의 전력을 정규화(normalize)하는 과정에서 생기는 성능 저하 현상이 나타남을 알 수 있다(Null steering 그래프 참조). In addition, when a general null adjustment method considering interference is used, there is an effect of removing interference at a high SNR, but it can be seen that a performance degradation phenomenon occurs in the process of normalizing the power of the preprocessor (see Null steering graph).
이를 고려한 본 발명의 실시 예에 따른 상관(correlation) 기반의 널 조정 방식을 이용하면 성능 저하 현상이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다(Null steering(corr) 그래프 참조). If a null adjustment scheme based on correlation according to an embodiment of the present invention is considered in consideration of this, an effect of reducing performance degradation may be obtained (see a null steering (corr) graph).
한편, 앞서 설명한 널 조정 방식은 베이스밴드 기반의 널 조정 방식이며, 널 조정 방식을 하이브리드 빔포밍 시스템에 적용하게 되면 베이스밴드 기반의 널 조정 방식 보다 RF 체인의 수가 약 64(안테나 수)개에서 8(사용자 수)개로 감소된다. 여기서 근사화로 인한 성능 열화는 존재할 수도 있지만 어느 정도 간섭 제거 효과를 볼 수 있다.On the other hand, the null adjustment method described above is a baseband based null adjustment method, and when the null adjustment method is applied to a hybrid beamforming system, the number of RF chains is about 64 (number of antennas) from 8 to 8 than the baseband based null adjustment method. It is reduced to (number of users). Here, performance degradation due to approximation may exist, but interference cancellation effect can be seen to some extent.
도 9의 (a)에 비해 도 9의 (b)와 같이 피드백 신호의 수가 더 많은 환경에서는 널 조정 방식이 좀 더 높은 성능을 가질 수 있으며, 상관 기반의 선별 방법으로 인한 성능 이득도 증가하는 이점이 있다. 9 (b) compared to FIG. 9 (a), in an environment where the number of feedback signals is larger, the null adjustment method may have higher performance, and the performance gain due to the correlation-based selection method also increases. There is this.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. On the other hand, in the detailed description of the present invention, although specific embodiments have been described, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of claims to be described later, but also by the scope and equivalents of the claims.
Claims (20)
다수개의 안테나를 사용하여 수신기로 다수개의 신호를 송신하는 과정과,
상기 수신기로부터 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각(Angle of Departure) 정보가 수신되면, 상기 발사각 정보를 기반으로 신호 송신 방향을 결정하는 과정과,
상기 결정된 신호 송신 방향에서 미리 설정된 송신 전력을 사용하여 신호를 송신하는 과정과,
상기 결정된 신호 송신 방향을 제외한 나머지 신호 송신 방향에서 널(null) 송신을 수행하는 과정을 포함하며,
상기 발사각 정보는 신호 이득이 큰 순서로 정렬된 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각 정보를 포함하고,
상기 신호를 송신하는 과정은, 널 조정 빔포머(beamformer)를 사용하여 상기 신호를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 널 조정 빔포머는 각 수신기 별로 결정된 널 조정 벡터와 무선 처리를 위한 벡터 정보를 기반으로 하는 베이스밴드 프리코딩 동작과, 상기 널 조정 벡터의 위상 정보를 기반으로 하는 무선 처리 동작을 수행하며,
상기 널 조정 벡터는 신호 송신 방향과 널 송신을 수행해야 할 방향 정보에 따른 어레이 벡터를 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 방법.A method for transmitting a signal from a transmitter in a wireless communication system,
A process of transmitting a plurality of signals to a receiver using a plurality of antennas,
Determining the signal transmission direction based on the launch angle information, when the launch angle information of at least one of the plurality of signals is received from the receiver;
Transmitting a signal using a predetermined transmission power in the determined signal transmission direction,
And performing a null transmission in the remaining signal transmission directions except for the determined signal transmission direction,
The launch angle information includes launch angle information for at least one of the plurality of signals arranged in the order in which signal gain is large,
The step of transmitting the signal includes the step of transmitting the signal using a null steering beamformer, wherein the null steering beamformer is based on a null steering vector determined for each receiver and vector information for radio processing. Baseband precoding operation and radio processing operation based on phase information of the null adjustment vector,
The null adjustment vector is a signal transmission method characterized in that it represents an array vector according to the signal transmission direction and direction information to perform null transmission.
상기 널 송신을 수행하는 과정은,
상기 나머지 신호 송신 방향에서의 송신 전력을 0으로 설정하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법.According to claim 1,
The process of performing the null transmission,
And setting the transmission power in the remaining signal transmission direction to zero.
상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정은,
상기 다수개의 신호 중 신호 이득이 가장 큰 신호에 대한 발사각 정보를 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법. According to claim 1,
The process of determining the signal transmission direction,
And determining a signal transmission direction based on launch angle information for a signal having the largest signal gain among the plurality of signals.
상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정은,
상기 다수개의 신호에 대한 어레이 행렬을 결정하는 과정과,
상기 어레이 행렬에 포함된 벡터들 간 상관값을 계산하는 과정과,
상기 계산된 상관값을 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법.According to claim 1,
The process of determining the signal transmission direction,
Determining an array matrix for the plurality of signals,
Calculating a correlation value between vectors included in the array matrix,
And determining the signal transmission direction based on the calculated correlation value.
상기 계산된 상관값을 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정은,
상기 계산된 상관값을 임계값과 비교하는 과정과,
상기 비교 결과를 기반으로 상기 벡터들 중 적어도 두 개를 상기 어레이 행렬에서 제외시키는 과정과,
상기 적어도 두 개의 벡터가 제외된 어레이 행렬을 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법.The method of claim 4,
The process of determining the signal transmission direction based on the calculated correlation value,
Comparing the calculated correlation value with a threshold value,
Excluding at least two of the vectors from the array matrix based on the comparison result,
And determining the signal transmission direction based on the array matrix from which the at least two vectors are excluded.
상기 어레이 행렬에 포함된 벡터들 간 상관값을 계산하는 과정은,
상기 어레이 행렬에 포함된 벡터들 중 서로 인접한 방향에 할당된 신호들에 대응하는 벡터들 간 상관값을 계산하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법.The method of claim 4,
The process of calculating the correlation value between the vectors included in the array matrix is
And calculating a correlation value between vectors corresponding to signals allocated to directions adjacent to each other among the vectors included in the array matrix.
상기 신호 송신 방향을 결정하는 과정은,
다수개의 신호 송신 방향 중 제1방향에 인접한 제2방향을 검출하는 과정과,
상기 제1방향과 상기 제2방향에 할당된 신호의 상관값을 계산하는 과정과,
상기 계산된 상관값이 미리 설정된 값보다 작은지 여부에 따라 상기 제2방향을 신호 송신 방향으로서 사용할 것을 결정하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법.According to claim 1,
The process of determining the signal transmission direction,
Detecting a second direction adjacent to the first direction among the plurality of signal transmission directions;
Calculating a correlation value between signals allocated to the first direction and the second direction,
And determining to use the second direction as a signal transmission direction according to whether the calculated correlation value is smaller than a preset value.
상기 널 조정 빔포머는,
베이스밴드 프리코더(precoder)와 무선 주파수(Radio Frequency) 체인부를 포함하며,
상기 무선 주파수 체인부는 상기 각 수신기 별로 결정된 널 조정 벡터의 위상 정보를 기반으로 하는 무선 처리 동작을 수행하며,
상기 베이스밴드 프리코더는 상기 널 조정 벡터와 상기 무선 처리를 위한 벡터 정보를 기반으로 베이스밴드 프리코딩 동작을 수행하는 신호 송신 방법.According to claim 1,
The null adjustment beamformer,
Includes a baseband precoder and a radio frequency chain,
The radio frequency chain unit performs a radio processing operation based on phase information of a null adjustment vector determined for each receiver,
The baseband precoder is a signal transmission method for performing a baseband precoding operation based on the null adjustment vector and vector information for the radio processing.
상기 결정된 신호 송신 방향에서는 가장 큰 송신 전력이 사용되며, 상기 나머지 신호 송신 방향에서는 가장 작은 송신 전력이 사용됨을 특징으로 하는 신호 송신 방법.According to claim 1,
The signal transmission method characterized in that the largest transmission power is used in the determined signal transmission direction, and the smallest transmission power is used in the remaining signal transmission direction.
다수개의 안테나와,
상기 다수개의 안테나를 사용하여 수신기로 다수개의 신호를 송신하는 송신부와,
상기 수신기로부터 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각(Angle of Departure) 정보를 수신하는 수신부와,
상기 발사각 정보를 기반으로 신호 송신 방향을 결정하고, 상기 송신부를 제어하여 상기 결정된 신호 송신 방향에서 미리 설정된 송신 전력을 사용하여 신호를 송신하고, 상기 결정된 신호 송신 방향을 제외한 나머지 신호 송신 방향에서 널(null) 송신을 수행하는 제어부 및
각 수신기 별로 결정된 널 조정 벡터와 무선 처리를 위한 벡터 정보를 기반으로 하는 베이스밴드 프리코딩 동작과, 상기 널 조정 벡터의 위상 정보를 기반으로 하는 무선 처리 동작을 수행하는 널 조정 빔포머(beamformer)를 포함하며,
상기 발사각 정보는 신호 이득이 큰 순서로 정렬된 상기 다수개의 신호 중 적어도 하나에 대한 발사각 정보를 포함하고,
상기 널 조정 벡터는 신호 송신 방향과 널 송신을 수행해야 할 방향 정보에 따른 어레이 벡터를 나타냄을 특징으로 하는 송신기.In a transmitter in a wireless communication system,
Multiple antennas,
A transmitter for transmitting a plurality of signals to the receiver using the plurality of antennas,
And a receiver for receiving the angle of launch (Angle of Departure) for at least one of the plurality of signals from the receiver,
A signal transmission direction is determined based on the launch angle information, and the transmission unit is controlled to transmit a signal using a preset transmission power in the determined signal transmission direction, and null () in a signal transmission direction other than the determined signal transmission direction null) a control unit that performs transmission and
A baseband precoding operation based on a null adjustment vector determined for each receiver and vector information for radio processing, and a null adjustment beamformer performing a radio processing operation based on phase information of the null adjustment vector. Includes,
The launch angle information includes launch angle information for at least one of the plurality of signals arranged in the order in which signal gain is large,
The null adjustment vector is a transmitter characterized in that it represents an array vector according to signal transmission direction and direction information to perform null transmission.
상기 제어부는 상기 나머지 신호 송신 방향에서의 송신 전력을 0으로 설정함을 특징으로 하는 송신기.The method of claim 11,
The control unit is a transmitter characterized in that the transmission power in the remaining signal transmission direction is set to zero.
상기 제어부는 상기 다수개의 신호 중 신호 이득이 가장 큰 신호에 대한 발사각 정보를 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정함을 특징으로 하는 송신기. The method of claim 11,
The control unit determines the signal transmission direction based on the launch angle information for the signal having the largest signal gain among the plurality of signals.
상기 제어부는 상기 다수개의 신호에 대한 어레이 행렬을 결정하고, 상기 어레이 행렬에 포함된 벡터들 간 상관값을 계산하고, 상기 계산된 상관값을 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정함을 특징으로 하는 송신기.The method of claim 11,
The controller determines an array matrix for the plurality of signals, calculates a correlation value between vectors included in the array matrix, and determines the signal transmission direction based on the calculated correlation value. .
상기 제어부는 상기 계산된 상관값을 임계값과 비교하고, 상기 비교 결과를 기반으로 상기 벡터들 중 적어도 두 개를 상기 어레이 행렬에서 제외시키고, 상기 적어도 두 개의 벡터가 제외된 어레이 행렬을 기반으로 상기 신호 송신 방향을 결정함을 특징으로 하는 송신기.The method of claim 14,
The control unit compares the calculated correlation value with a threshold value, excludes at least two of the vectors from the array matrix based on the comparison result, and based on the array matrix from which the at least two vectors are excluded. Transmitter characterized in that to determine the signal transmission direction.
상기 제어부는 상기 어레이 행렬에 포함된 벡터들 중 서로 인접한 방향에 할당된 신호들에 대응하는 벡터들 간 상관값을 계산함을 특징으로 하는 송신기.The method of claim 14,
The control unit calculates a correlation value between vectors corresponding to signals allocated to directions adjacent to each other among vectors included in the array matrix.
상기 제어부는 다수개의 신호 송신 방향 중 제1방향에 인접한 제2방향을 검출하고, 상기 제1방향과 제2방향에 할당된 신호의 상관값을 계산하고, 상기 계산된 상관값이 미리 설정된 값보다 작은지 여부에 따라 상기 제2방향을 신호 송신 방향으로서 사용할 것을 결정함을 특징으로 하는 송신기.The method of claim 11,
The control unit detects a second direction adjacent to the first direction among a plurality of signal transmission directions, calculates a correlation value of signals allocated to the first direction and the second direction, and the calculated correlation value is greater than a preset value. And determining whether to use the second direction as a signal transmission direction depending on whether it is small.
상기 널 조정 벡터는 베이스밴드 프리코더(precoder)와 무선 주파수(Radio Frequency) 체인부를 포함하며,
상기 무선 주파수 체인부는 상기 각 수신기 별로 결정된 널 조정 벡터의 위상 정보를 기반으로 하는 무선 처리 동작을 수행하며,
상기 베이스밴드 프리코더는 상기 널 조정 벡터와 상기 무선 처리를 위한 벡터 정보를 기반으로 베이스밴드 프리코딩 동작을 수행하는 송신기.The method of claim 11,
The null adjustment vector includes a baseband precoder and a radio frequency chain,
The radio frequency chain unit performs a radio processing operation based on phase information of a null adjustment vector determined for each receiver,
The baseband precoder is a transmitter that performs a baseband precoding operation based on the null adjustment vector and vector information for the radio processing.
상기 결정된 신호 송신 방향에서는 가장 큰 송신 전력이 사용되며, 상기 나머지 신호 송신 방향에서는 가장 작은 송신 전력이 사용됨을 특징으로 하는 송신기.The method of claim 11,
The transmitter characterized in that the largest transmission power is used in the determined signal transmission direction, and the smallest transmission power is used in the remaining signal transmission direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130125157A KR102114837B1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a wireless communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130125157A KR102114837B1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a wireless communication system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150045648A KR20150045648A (en) | 2015-04-29 |
| KR102114837B1 true KR102114837B1 (en) | 2020-05-25 |
Family
ID=53037520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130125157A Active KR102114837B1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a wireless communication system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102114837B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102130285B1 (en) * | 2013-12-26 | 2020-07-08 | 삼성전자주식회사 | The method and apparatus for zero-forcing hybrid beamforming |
| KR102693468B1 (en) * | 2017-01-25 | 2024-08-08 | 엘지전자 주식회사 | Method and apparatus for configuring optimal beam in hybrid beamforming system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100809016B1 (en) * | 2005-07-05 | 2008-03-03 | 한국전자통신연구원 | Method and Apparatus for Transmitting by Using Multiple Antenna Transmission Techniques Combined Beam Forming, MIMO and Diversity |
| JP4248294B2 (en) | 2003-03-17 | 2009-04-02 | 日東紡音響エンジニアリング株式会社 | Beamforming with microphone using indefinite term |
| JP2011234140A (en) | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nec Corp | Radio communication apparatus, radio network system and data link construction method used therefor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3562420B2 (en) * | 2000-02-10 | 2004-09-08 | 日本電気株式会社 | Adaptive antenna device |
| GB0102316D0 (en) * | 2001-01-30 | 2001-03-14 | Koninkl Philips Electronics Nv | Radio communication system |
| KR102109655B1 (en) * | 2012-02-23 | 2020-05-12 | 한국전자통신연구원 | Method for multi-input multi-output communication in a large-scale antenna system |
-
2013
- 2013-10-21 KR KR1020130125157A patent/KR102114837B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4248294B2 (en) | 2003-03-17 | 2009-04-02 | 日東紡音響エンジニアリング株式会社 | Beamforming with microphone using indefinite term |
| KR100809016B1 (en) * | 2005-07-05 | 2008-03-03 | 한국전자통신연구원 | Method and Apparatus for Transmitting by Using Multiple Antenna Transmission Techniques Combined Beam Forming, MIMO and Diversity |
| JP2011234140A (en) | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nec Corp | Radio communication apparatus, radio network system and data link construction method used therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150045648A (en) | 2015-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102130285B1 (en) | The method and apparatus for zero-forcing hybrid beamforming | |
| CN109845133B (en) | System and method for hierarchical beamforming and rank adaptation for hybrid antenna architectures | |
| US11652535B2 (en) | Beamforming device for antenna arrays | |
| US8553797B2 (en) | Channel information prediction system and channel information prediction method | |
| KR102384448B1 (en) | Channel estimation method for multiple input multiple output system | |
| US10284267B2 (en) | System and method for reducing self-interference in a wireless resource | |
| US8462869B2 (en) | Channel information prediction system and channel information prediction method | |
| CN101800582A (en) | Multi-user beam-forming method and device | |
| KR20100106200A (en) | Method and apparatus for pre-processing data to be transmitted in multiple-input communication system | |
| JP2019516322A (en) | Efficient sparse channel estimation based on compressed sensing | |
| US10797767B2 (en) | Beamforming for hybrid antenna arrays | |
| WO2015156496A2 (en) | Method of determining a weight of a digital beamforming in a wireless communication system and apparatus therefor | |
| US8934942B2 (en) | Base station arrangements using a plurality of antenna elements with different polarizations | |
| EP3360265B1 (en) | Channel condition estimation | |
| KR102114837B1 (en) | Method and apparatus for transmitting and receiving a signal in a wireless communication system | |
| Mamat et al. | On optimizing feedback interval for temporally correlated MIMO channels with transmit beamforming and finite-rate feedback | |
| KR100905549B1 (en) | Method and apparatus for selecting a transmitting antenna in uplink of a multiple input multiple output wireless communication system | |
| KR101748814B1 (en) | Apparatus and method for signal trransmitting and receiviing with hibrid beamforming | |
| KR101691295B1 (en) | Multi-antenna transmission beam design device and method, and transmission terminal thereof | |
| KR20160082882A (en) | HybridUplink Beamforming methods | |
| Marchenko et al. | Space-time processing based on antenna array use in LTE | |
| KR20080101460A (en) | Efficient Transmission Method and Apparatus Using Partial Feedback in Multi-antenna Systems | |
| Achoura et al. | Impact of Limited Feedback on MIMO-OFDM Systems using Joint Beamforming |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20131021 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20180814 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20131021 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20191210 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20200514 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20200519 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20200520 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |