KR20090110497A

KR20090110497A - 무선통신시스템에서 파일럿 전송 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090110497A
Application number: KR1020080036031A
Authority: KR
Inventors: 고은석; 김은용; 김영수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-22
Also published as: US8472566B2; WO2009128675A2; JP2011518516A; EP2266211B1; US20090262846A1; WO2009128675A3; JP5577322B2; EP2266211A2; CN102007704B; CN102007704A; EP2266211A4

Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템의 파일럿에 의한 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 적어도 하나의 수신 단들로 신호를 전송하기 위한 각각의 스트림들에 대한 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성하는 과정과, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들에 파일럿을 할당하는 과정과, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 과정과, 상기 할당한 파일럿들과 데이터를 각각의 스트림에 대한 선부호로 선부호화하여 전송하는 과정을 포함하여, 파일럿에 대한 오버헤드를 줄여 스펙트럼 효율(Spectral efficiency)를 높일 수 있는 이점이 있다.

다중 안테나 시스템, 다중 사용자, 공동 빔 형성(Coordinated Beamforming) 방식, 파일럿 패턴

Description

무선통신시스템에서 파일럿 전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMISSION OF PILOT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신시스템에서 파일럿 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템에서 파일럿 신호에 따른 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스가 요구된다. 따라서 최근에는 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 전송 데이터의 대용량화 및 데이터 전송의 고속화가 진행되면서 한정된 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 다중 안테나 시스템(예 : MIMO(Multiple Input Multiple Output))의 연구가 진행되고 있다.

상기 다중 안테나 시스템은 안테나별로 서로 독립적인 채널을 이용하여 데이터를 전송하여 추가적인 주파수나 송신 전력 할당 없이도 단일 안테나 시스템에 비해 전송 신뢰도와 전송률을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 다중 안테나 시스템은 다중 안테나를 통해 확보한 공간자원을 통해 동시에 여러 명의 사용자가 주파수 자원을 공유하여 주파수 효율을 더욱 높일 수 있다.

상기 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템은 사용자들간 간섭을 제거하기 위해 빔 형성 기법을 사용한다. 예를 들어, 상기 다중 안테나 시스템은 공동 빔 형성(Coordinated Beamforming) 기법을 이용하여 사용자들 간 간섭을 제거할 수 있다.

상기 다중 안테나 시스템에서 공동 빔 형성기법을 사용하는 경우, 송신 단은 서비스 영역에 위치하는 활성화된 수신 단들과의 하향링크 채널 정보를 이용하여 선부호와 후부호를 생성한다. 이때, 상기 송신 단은 수신 단에서 후부호화한 수신신호에 사용자 간 간섭이 발생하지 않도록 선부호와 후부호를 생성한다. 여기서, 상기 선부호와 후부호는 벡터 또는 행렬 값을 갖는다.

또한, 송신 단은 수신 단들이 상기 후부호를 인식할 수 있도록 직교하게 분배된 전용 파일럿 신호를 각각의 수신 단에 전송한다. 예를 들어, 두 개의 수신 단으로 파일럿 신호를 전송하는 경우, 송신 단은 하기 도 1에 도시된 바와 같이 구성되는 타일 구조의 부 채널을 사용하여 각각의 수신 단들에 파일럿 톤을 할당한다.

도 1은 일반적인 무선통신시스템의 부 채널 구조를 도시하고 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 무선통신시스템은 주파수 자원과 시간 자원이 4×3의 형태로 구성되는 타일들로 부채널을 구성한다.

송신 단은 수신 단들로 할당하는 파일럿들이 서로 직교하도록 1번 톤과 12번 톤을 첫 번째 수신 단의 파일럿으로 할당하고, 3번 톤과 10번 톤을 두 번째 수신 단의 파일럿으로 할당한다.

상기 송신 단은 상기 파일럿 신호를 위해 할당한 톤 이외의 톤들을 데이터 전송을 위한 톤으로 사용한다.

상술한 바와 같이 송신 단에서 각각의 수신 단들로 서로 직교하는 파일럿을 할당하므로 각각의 수신 단은 상기 송신 단으로부터 할당받은 파일럿 신호를 이용하여 각 스트림 별로 유효 채널을 추정한다. 이때, 상기 수신 단은 상기 추정한 유효 채널을 이용하여 생성한 정합 필터(Matched filter)를 후부호로 사용하여 이용하여 간섭이 제거된 신호를 검출한다. 여기서, 상기 정합 필터는 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 얻을 수 있는 후부호를 나타낸다.

상기 공동 빔 형성 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템은 상기 공동 빔 형성 기법의 특성상 수신 단의 안테나 수가 적어도 송신 단이 구비하는 안테나 수만큼의 스트림을 전송할 수 있다. 따라서, 상기 송신 단은 각각의 수신 단들을 수신 안테나로 인식하여 각각의 수신 단들로 동시에 스트림을 전송하여 상기 다중 안테나 시스템의 전송률을 증가시킬 수 있다.

하지만, 상기 송신 단에서 서비스를 제공하는 수신 단들이 증가하여 전송하는 스트림의 수가 증가할수록 각각의 수신 단들로 할당하는 전용 파일럿을 위한 자원 사용이 선형적으로 증가한다. 이 경우, 상기 다중 안테나 시스템에서 데이터 전송을 위해 사용하는 무선 자원대비 파일럿 전송을 위해 사용하는 무선 자원이 증가하는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나 시스템에서 파일럿에 따른 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공동 빔 형성 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 파일럿에 따른 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공동 빔 형성 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템의 송신 단에서 선택한 기준 선부호 벡터에 대한 파일럿과 다중 사용자들의 선부호들을 포함하는 파일럿을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공동 빔 형성 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템의 수신 단에서 기준 파일럿과 다중 사용자들의 선부호들을 포함하는 파일럿을 이용하여 신호를 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 방법은, 적어도 하나의 수신 단들로 신호를 전송하기 위한 각각의 스트림들에 대한 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성하는 과정과, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들에 파일럿을 할당하는 과정과, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 과정과, 상기 할당한 파일럿들과 데이터를 각각의 스 트림에 대한 선부호로 선부호화하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 수신 단에서 신호를 검출하기 위한 방법은, 각각의 스트림들을 통해 수신되는 제 1 파일럿들과 상기 스트림들이 공유하는 제 2 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 과정과, 상기 파일럿이 상기 수신 단의 스트림에 할당된 파일럿이 아닌 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널에 직교한 벡터를 생성하는 과정과, 상기 직교한 벡터를 이용하여 후부호를 생성하는 과정과, 상기 제 2 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 과정과, 상기 후부호와 상기 채널이득을 이용하여 신호를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 송신 장치는, 서비스 영역에 위치하는 적어도 하나의 수신 단들과의 하향링크 채널 정보를 확인하는 채널 확인부와, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 수신 단들로 신호를 전송하는 각각의 스트림들에 대한 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성하는 가중치 생성부와, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들에 파일럿을 할당하고, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 파일럿 제어부와, 상기 할당한 파일럿과 데이터를 각각의 스트림에 대한 선부호로 선부호화하여 적어도 하나의 안테나들을 통해 전송하는 선부호기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 수신 장치는, 각각의 스트림들을 통해 수신되는 제 1 파일럿들과 상기 스트림들이 공유하는 제 2 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부와, 상기 파일럿이 상기 수신 장치의 스트림에 할당된 파일럿이 아닌 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널에 직교한 벡터를 이용하여 후부호를 생성하는 후부호 생성부와, 상기 제 2 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 채널 이득 추정부와, 상기 후부호를 이용하여 수신신호를 후부호화하는 후부호기와, 상기 채널 이득을 이용하여 상기 후부호화된 신호를 등화하는 등화기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 다중 안테나 시스템의 송신 단에서 선택한 기준 선부호 벡터에 대한 파일럿과 다중 사용자들의 선부호들을 포함하는 파일럿을 할당하여 전송함으로써, 파일럿에 대한 오버헤드를 줄여 스펙트럼 효율(Spectral efficiency)를 높일 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템에서 파일럿에 의한 오버헤드를 줄이기 위한 기술에 대해 설명한다.

상기 다중 안테나 시스템의 송신 단은 파일럿에 의한 오버헤드를 줄이기 위해 기준 선부호 벡터를 포함하는 파일럿과 다중 사용자들의 선부호들을 포함하는 파일럿을 할당한다. 이때, 상기 송신 단은 수신 단이 구비하는 안테나의 개수보다 하나 적은 개수의 스트림의 파일럿에 기준 선부호 벡터를 포함하는 파일럿으로 결정하고, 추가적인 하나의 파일럿에 다중 사용자들의 선부호들을 포함하는 파일럿을 할당한다.

이하 설명에서 수신 단들은 두 개의 안테나를 구비하는 것으로 가정하여 설명한다. 따라서, 상기 송신 단은 기준 선부호 벡터를 포함하는 하나의 파일럿과 다중 사용자들의 선부호들을 포함하는 파일럿을 할당한다. 만일, 상기 수신 단들이 두 개 이상의 안테나들을 구비하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

이하 설명에서 상기 다중 안테나 시스템의 채널은 천천히 변하고 페이딩이 평평한 것(Flat Fading)으로 가정한다.

또한, 상기 다중 안테나 시스템은 수신 단들간 간섭을 제거하기 위해 공동 빔 형성(Coordinated Beamforming) 기법을 사용하는 것으로 가정한다. 이때, 송신 단은 하나의 수신 단으로 여러 개의 스트림들을 제공할 수 있다. 하지만, 이하 설명에서는 수신 단의 안테나들 간 상관(correlation)과 다중 사용자 다이버시티를 고려하여 하나의 수신 단에 하나의 스트림을 전송하는 것으로 가정하여 설명한다.

상기 공동 빔형성 기법을 사용하는 경우, 송신 단은 서비스 영역에 위치하는 활성화된 수신 단들과의 하향링크 채널 정보를 이용하여 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성한다. 이때, 상기 송신 단은 하기 도 2에 도시된 바와 같이 수신 단들이 추정한 유효 채널이 서로 직교하도록 선부호와 후부호를 생성한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 유효 채널을 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면 공동 빔형성 기법을 사용하는 경우, 송신 단은 선부호를 생성할 때 단위 행렬(Unitary Matrix)을 사용하지 않는다. 따라서, 상기 송신 단에서 생성한 첫 번째 수신 단의 선부호(m₁)와 두 번째 수신 단의 선부호(m₂)는 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 서로 직교하지 않는다. 이때, 상기 송신 단은 수신 단들이 수신받아 추정한 유효 채널들이 서로 직교하도록 각각의 수신 단에 대한 선부호들을 생성한다.

따라서, 수신 단들이 상기 송신 단에서 선부호화하여 전송한 파일럿 신호를 이용하여 추정한 유효 채널들은 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 직교한다.

상술한 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템에서 공동 빔형성 기법을 사용하는 경우, 송신 단에서 선부호화하여 전송한 신호들의 유효 채널은 수신 단에서 서로 직교하는 성질을 갖는다. 따라서, 상기 수신 단은 유효 채널들이 서로 직교하는 성질을 이용하여 다른 수신 단의 유효 채널을 이용하여 자신의 유효 채널을 추정할 수 있다.

이에 따라 송신 단은 기준 스트림에 대한 선부호 벡터를 기준 파일럿에 할당하여 전송한다. 다시 말해, 상기 송신 단은 기준 스트림에만 파일럿을 할당하고 상기 스트림에 대한 선부호로 상기 파일럿을 선부호화하여 전송하므로 파일럿에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다. 이때, 상기 기준 스트림을 통해 신호를 수신받는 수신 단은 상기 기준 스트림의 파일럿을 이용하여 추정한 유효채널을 이용하여 후부호 벡터를 생성한다. 한편, 상기 기준 스트림 이외의 스트림들을 통해 신호를 수신받는 수신 단들은 상기 기준 스트림의 파일럿을 이용하여 추정한 유효채널을 이용하여 자신의 유효 채널을 추정한다. 이후, 상기 수신 단들은 상기 추정한 유효 채널을 이용하여 후부호 벡터를 생성한다.

상기 수신 단들이 다른 수신 단과의 간섭을 제거하기 위해 상기 기준 스x트림의 파일럿을 이용하여 추정한 후부호 벡터들로 수신신호를 후부호화한다.

이 경우, 상기 수신 단들은 다른 수신 단들과의 간섭을 제거할 수 있지만, 자신의 신호에 대한 채널 왜곡을 보상할 수 없다. 상기 수신 단들은 수신 신호의 채널 왜곡을 보상하기 위해 후부호화한 신호들의 채널 이득을 추정해야한다.

따라서, 송신 단은 상기 수신 단들이 채널 이득을 추정할 수 있도록 추가적인 파일럿을 할당해야한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 수신 단들이 채널 이득을 추정할 수 있도록 서비스를 제공하는 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 추가 할당한다. 여기서, 상기 다중 사용자들의 선부호 벡터들은 각각의 사용자별로 하나의 스트림을 전송하므로 각각의 스트림에 대한 선부호 벡터를 나타낸다.

따라서, 상기 송신 단은 기준 스트림에 대한 선부호 벡터를 포함하는 기준 파일럿뿐만 아니라 상기 수신 단들이 채널 이득을 추정할 수 있도록 서비스를 제공하는 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 할당한다.

이하 설명에서는 상술한 바와 같이 기준 스트림에 대한 선부호 벡터를 포함하는 기준 파일럿과 서비스를 제공하는 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 전송하기 위한 송신 단의 구성에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 송신 단의 블록 구성을 도시하고 있다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 송신 단은 부호기(301-1 내지 301-N), 변조기(303-1 내지 303-N), 선부호기(305), RF처리기(307-1 내지 307-N_T), 채널 확인부(309), 가중치 생성부(311), 파일럿 선택부(313) 및 파일럿 제어부(315)를 포함하여 구성된다.

상기 부호기(301-1 내지 301-N)는 각각의 수신 단으로 전송한 송신 데이터를 각각의 수신 단의 채널 상태에 적합한 변조 수준(예 : MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)으로 부호화하여 출력한다.

상기 변조기(303-1 내지 303-N)는 각각의 부호기(301-1, 301-N)로부터 제공받은 신호를 각각의 수신 단의 채널 상태에 적합한 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다.

상기 선부호기(307)는 상기 가중치 생성부(311)로부터 제공받은 선부호로 상 기 변조기들(303-1 내지 303-N)로부터 제공받은 신호들을 선부호화하여 각각의 안테나에 연결된 RF처리기들(307-1 내지 307-N_T)로 출력한다.

상기 채널 확인부(309)는 서비스 영역에 위치하는 수신 단들로 데이터를 전송하기 위한 하향링크의 채널 상태를 확인한다. 예를 들어, 상기 채널 확인부(309)는 상기 수신 단들이 전송한 사운딩 신호를 이용하여 상기 스트림들의 채널 상태를 추정한다. 다른 실시 예로 상기 채널 확인부(309)는 상기 수신 단들로부터 제공받은 피드백 신호에 포함된 채널 상태 정보를 확인한다.

상기 가중치 생성부(311)는 상기 채널 확인부(309)로부터 제공받은 하향링크의 채널 정보를 이용하여 각각의 스트림을 통해 데이터를 전송하기 위한 선부호와 각각의 스트림을 통해 데이터를 수신받은 수신 단들의 후부호를 생성한다. 이때, 상기 가중치 생성부(311)는 수신 단들이 수신받아 추정한 유효 채널들이 서로 직교하도록 각각의 수신 단에 대한 선부호와 후부호를 생성한다.

상기 파일럿 선택부(313)는 서비스 영역에 위치하는 수신 단들로 데이터를 전송하기 위한 스트림들 중 기준 파일럿에 선부호 벡터를 할당할 기준 스트림을 선택한다. 다시 말해 상기 파일럿 선택부(313)는 수신 단들이 유효 채널을 추정하기 위한 기준 파일럿을 할당할 기준 스트림을 선택한다. 이때, 상기 기준 스트림에 할당한 기준 파일럿은 상기 기준 스트림의 선부호 벡터로 선부호화되어 전송되므로 상기 기준 파일럿에 상기 기준 스트림의 선부호 벡터를 할당한 것과 동일한 의미를 갖는다.

예를 들어, 상기 파일럿 선택부(313)는 상기 기준 파일럿 할당하기 위해 고정적으로 미리 결정된 스트림을 선택한다.

다른 실시 예로 상기 파일럿 선택부(313)는 각각의 스트림들을 통해 파일럿을 전송할 때 전체 스트림들에 대한 전송률의 합(Sum rate)이 가장 좋은 파일럿을 전송하는 스트림을 선택한다. 즉, 두 개의 스트림들이 존재하는 경우, 상기 파일럿 선택부(313)는 첫 번째 스트림을 통해 파일럿을 전송했다는 가정 하에 이미 알고 있는 각각의 스트림에 대한 채널 정보와 수신 단들의 잡음 세기를 이용하여 전체 스트림에 대한 전송률의 합을 예측한다. 또한, 상기 파일럿 선택부(313)는 두 번째 스트림을 통해 파일럿 전송했다는 가정 하에 이미 알고 있는 각각의 스트림에 대한 채널 정보와 수신 단들의 잡음 세기를 이용하여 전체 스트림에 대한 전송률의 합을 예측한다. 이후, 상기 파일럿 선택부(313)는 전송률의 합이 가장 좋은 파일럿을 전송한 스트림을 기준 파일럿을 할당할 기준 스트림으로 선택한다.

또 다른 실시 예로 상기 파일럿 선택부(313)는 수신 단에서 각각의 스트림들을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기 중 가장 작은 수신 신호 세기가 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택한다. 즉, 두 개의 스트림들이 존재하는 경우, 상기 파일럿 선택부(313)는 첫 번째 수신 단과 두 번째 수신 단이 첫 번째 스트림을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기를 예측할 수 있다. 또한, 상기 파일럿 선택부(313)는 첫 번째 수신 단과 두 번째 수신 단이 두 번째 스트림을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기를 예측할 수 있다. 따라서, 상기 파일럿 선택부(313)는 각각의 스트림들을 통해 전송한 파일럿 신호에 대한 수신신호 세기의 최소 값 중 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 기준 파일럿을 할당할 기준 스트림으로 선택한다.

또 다른 실시 예로 상기 파일럿 선택부(313)는 수신 단에서 각각의 스트림들을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기의 곱이 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택한다. 즉, 두 개의 스트림들이 존재하는 경우, 상기 파일럿 선택부(313)는 첫 번째 수신 단과 두 번째 수신 단이 첫 번째 스트림을 통해 수신받은 파일럿 신호를 예측할 수 있다. 파일럿을 전송할 때 첫 번째 수신 단과 두 번째 수신 단에 도달할 신호 세기를 예측할 수 있다. 또한, 상기 파일럿 선택부(313)는 첫 번째 수신 단과 두 번째 수신 단이 두 번째 스트림을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기를 예측할 수 있다. 따라서, 상기 파일럿 선택부(313)는 상기 수신 단들이 각각의 스트림을 통해 수신받은 수신 세기들의 곱을 비교하여 상기 수신신호 세기의 곱이 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 기준 파일럿을 할당할 기준 스트림으로 선택한다.

마지막으로 상기 파일럿 선택부(313)는 각각의 스트림을 통해 파일럿을 전송할 때 상기 수신 단들에 도달할 신호 세기가 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택한다.

상기 파일럿 제어부(315)는 상기 파일럿 선택부(313)에서 선택한 스트림의 선부호 벡터를 기준 파일럿에 할당하고, 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 추가 파일럿에 할당하도록 상기 선부호기(305)를 제어한다. 다시 말해 상기 파일럿 제어부(315)는 상기 파일럿 선택부(313)에서 선택한 스트림에만 기준 파일럿을 할당하여 상기 선택한 스트림의 선부호로 선부호화되도록 제어한다. 또한, 상기 파일럿 제어부(315)는 서비스를 제공하는 다중 사용자들의 스트림들에 추가 파일럿을 할당하여 각각의 스트림의 선부호로 선부호화되도록 제어한다.

상기 RF처리기들(307-1 내지 307-N_T)은 상기 선부호기(305)로부터 제공받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 이후, 상기 RF처리기들(307-1 내지 307-N_T)은 상기 아날로그 신호를 실제 전송 가능한 고주파(RF : Radio Frequency)신호로 변환하여 해당 안테나를 통해 송신한다.

이하 설명은 송신 단에서 전송하는 기준 스트림의 선부호 벡터를 포함하는 기준 파일럿과 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 이용하여 신호를 검출하기 위한 수신 단의 구성에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 수신 단의 블록 구성을 도시하고 있다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 수신 단은 RF처리기(401-1 내지 401-N_R), 후부호기(403), 등화기(405), 복조기(407), 복호기(409), 채널 추정부(411), 후부호 생성부(413) 및 채널 이득 추정부(415)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리기(401-1 내지 401-N_R)는 각각의 안테나를 통해 수신되는 고주파(RF : Radio Frequency) 신호를 기저 대역 신호로 변환한다. 이후, 상기 RF처리기(401-1 내지 401-N_R)는 상기 기저 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

상기 채널 추정부(411)는 상기 RF처리기(401-1 내지 401-N_R)로부터 제공받은 신호에 포함된 파일럿을 이용하여 송신 단과의 채널을 추정한다. 이때, 상기 채널 추정부(411)는 기준 파일럿 신호를 이용하여 추정한 유효 채널을 상기 후부호 생성부(413)로 제공하고, 상기 채널 추정부(411)는 추가 파일럿 신호를 이용하여 추정한 유효 채널을 상기 채널 이득 추정부(415)로 제공한다. 만일, 상기 추가 파일럿이 상기 기준 파일럿이 포함하는 기준 스트림의 선부호를 포함하지 않는 경우, 상기 채널 추정부(411)는 상기 기준 파일럿 신호와 추가 파일럿 신호를 이용하여 추정한 유효 채널을 상기 채널 이득 추정부(415)로 제공한다.

상기 후부호 생성부(413)는 상기 채널 추정부(411)로부터 제공받은 기준 파일럿을 이용하여 추정한 유효 채널을 통해 후부호를 생성한다. 예를 들어, 상기 채널 추정부(411)에서 자신의 스트림에 할당된 기준 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 경우, 상기 후부호 생성부(413)는 상기 채널 추정부(411)로부터 제공받은 유효 채널을 이용하여 정합 필터(Matched filter)를 생성한다. 이때, 상기 후부호 생성부(413)는 상기 정합 필터를 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 얻을 수 있는 후부호로 인식한다.

한편, 상기 채널 추정부(411)에서 자신의 스트림이 아닌 다른 스트림에 할당된 기준 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 경우, 상기 후부호 생성부(413)는 상기 채널 추정부(411)로부터 제공받은 유효 채널에 직교한 벡터를 생성한다. 예를 들어, 상기 채널 추정부(411)로부터 [α β]^T의 채널을 제공받는 경우, 상기 후부호 생성부(413)는 [-β^* α]^T와 같이 상기 채널에 직교한 벡터를 생성한다.

이후, 상기 후부호 생성부(413)는 상기 직교한 벡터를 이용하여 정합 필터를 생성한다. 이때, 상기 후부호 생성부(413)는 상기 정합 필터를 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 얻을 수 있는 후부호로 인식한다.

상기 채널 이득 추정부(415)는 상기 채널 추정부(411)로부터 제공받은 유효 채널과 상기 후부호 생성부(413)로부터 제공받은 후부호 벡터를 이용하여 유효 채널 이득을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정부(411)에서 자신의 스트림에 할당된 기준 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 경우, 상기 채널 이득 추정부(415)는 하기 <수학식 1>과 같이 유효 채널 이득을 산출한다. 여기서, 첫 번째 수신 단으로 신호를 전송하는 스트림을 기준 스트림으로 선택하는 것으로 가정한다.

여기서, 상기 α₁은 첫 번째 수신 단에서 추정한 유효 채널 이득을 나타내고, 상기

은 첫 번째 수신 단의 후부호 벡터를 나타내며, 상기 y₁ _, _D1은 첫 번째 수신 단에서 기준 파일럿을 통해 추정한 유효 채널을 나타낸다.

상기 <수학식 1>과 같이 상기 채널 이득 추정부(415)는 상기 후부호 벡터와 기준 파일럿을 통해 추정한 유효 채널을 이용하여 유효 채널 이득을 산출한다. 이때, 상기 추가 파일럿에서 상기 기준 스트림의 선부호를 포함하는 경우, 상기 채널 이득 추정부(415)는 자신의 스트림에 할당된 기준 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 경우에도 하기 <수학식 2>와 같이 유효 채널 이득을 산출할 수 있다.

한편, 상기 채널 추정부(411)에서 자신의 스트림이 아닌 다른 스트림에 할당된 기준 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 경우, 상기 채널 이득 추정부(415)는 하기 <수학식 2>와 같이 유효 채널 이득을 산출한다. 여기서, 첫 번째 수신 단으로 신호를 전송하는 스트림을 기준 스트림으로 선택하는 것으로 가정한다.

여기서, 상기 α₂는 두 번째 수신 단에서 추정한 유효 채널 이득을 나타내고, 상기 y₂ _, _D2는 두 번째 수신 단에서 추가 파일럿을 통해 추정한 유효 채널을 나타내며, 상기 m_i는 i 번째 수신 단의 선부호 벡터를 나타낸다. 여기서, 상기 i는 2, 3, 4를 포함하지만 1, 2, 3, 4를 포함할 수도 있다. 또한, 상기

는 위상 에러를 나타내고, 상기

는 두 번째 수신 단에서 첫 번째 수신 단의 기준 스트림에 할당된 기준 파일럿을 통해 추정한 유효 채널에 직교한 벡터를 이용하여 생성한 후부호 벡터를 나타낸다. 따라서, 상기

는 하기 <수학식 3>과 같이 위상 에러를 포함한다.

상기 <수학식 2>와 같이 추가 파일럿은 자신의 유효 채널뿐만 아니라 다른 수신 단들의 유효 채널을 포함한다. 하지만, 상기 후부호 생성부(413)로부터 제공받은 후부호를 이용하여 다른 수신 단들의 유효 채널을 제거하여 자신의 채널 이득만을 추정할 수 있다.

여기서, 상기

는 두 번째 수신 단에서 첫 번째 수신 단의 기준 스트림에 할당된 기준 파일럿을 통해 추정한 유효 채널에 직교한 벡터를 이용하여 생성한 후부호 벡터를 나타내고, 상기 w₂는 두 번째 수신 단의 후부호 벡터를 나타내며, 상기

는 위상 에러를 나타낸다.

상기 <수학식 3>과 같이 후부호 벡터에 위상 에러가 포함되므로 상기 후부호 벡터를 이용하여 생성한 채널 이득도 위상 에러를 포함한다. 이때, 상기 위상 에러는 상기 후부호기(403)와 등화기(405)에서 상기 후부호와 채널 이득을 이용하여 신호를 검출할 때 상쇄된다.

상기 후부호기(403)는 상기 후부호 생성부(413)로부터 제공받은 후부호를 이용하여 상기 RF처리기들(401-1 내지 401-N_R)로부터 제공받은 수신신호를 후부호화하여 다른 수신 단과의 간섭을 제거한다.

상기 등화기(405)는 상기 채널 이득 추정부(415)로부터 제공받은 채널 이득 을 이용하여 상기 후부호기(403)로부터 제공받은 신호를 등화하여 자신의 신호에 대한 채널 왜곡을 보상한다.

상기 복조기(407)는 상기 등화기(405)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 복조한다.

상기 복호기(409)는 상기 복조기(407)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호하여 원본 데이터를 확인한다.

이하 설명은 기준 스트림에 대한 선부호 벡터를 포함하는 기준 파일럿과 서비스를 제공하는 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 전송하기 위한 송신 단의 동작 방법에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면 먼저 상기 송신 단은 501단계에서 서비스 영역에 위치하면 활성화된 수신 단들과의 하향링크에 대한 채널 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 수신 단들이 전송하는 사운딩 신호를 이용하여 각각의 하향링크 채널을 추정할 수 있다. 다른 실시 예로 상기 송신 단은 상기 수신 단들이 피드백하는 채널 상태 정보를 통해 각각의 하향링크 채널을 확인할 수 있다.

상기 채널 정보를 확인한 후 상기 송신 단은 503단계로 진행하여 상기 채널 정보를 이용하여 상기 스트림들에 대한 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성한다. 이때, 상기 송신 단은 수신 단들이 수신받아 추정한 유효 채널들이 서로 직교하도록 각각의 수신 단에 대한 선부호와 후부호를 생성한다.

상기 선부호와 후부호를 생성한 후, 상기 송신 단은 505단계로 진행하여 기준 파일럿에 선부호 벡터를 할당할 기준 스트림을 선택한다. 즉, 상기 송신 단은 수신 단들이 유효 채널을 추정하기 위한 기준 파일럿을 할당할 기준 스트림을 선택한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 기준 파일럿 할당하기 위해 고정적으로 미리 결정된 스트림을 선택한다. 다른 실시 예로 상기 송신 단은 각각의 스트림들을 통해 파일럿을 전송할 때 전체 스트림들에 대한 전송률의 합(Sum rate)이 가장 좋은 파일럿을 전송하는 스트림을 선택한다. 또 다른 실시 예로 상기 송신 단은 수신 단에서 각각의 스트림들을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기 중 가장 작은 수신 신호 세기가 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택한다. 또 다른 실시 예로 상기 송신 단은 수신 단에서 각각의 스트림들을 통해 수신받은 파일럿 신호의 세기의 곱이 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택한다. 마지막으로 상기 송신 단은 각각의 스트림을 통해 파일럿을 전송할 때 상기 수신 단들에 도달할 신호 세기가 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택한다.

상기 기준 파일럿을 할당할 스트림을 선택한 후, 상기 송신 단은 507단계로 진행하여 상기 선택한 스트림의 선부호 벡터를 기준 파일럿에 할당한다. 이때, 상기 선택한 스트림에 할당한 기준 파일럿은 상기 기준 스트림의 선부호 벡터로 선부호화되어 전송되므로 상기 기준 파일럿에 상기 기준 스트림의 선부호 벡터를 할당한 것과 동일한 의미를 갖는다.

상기 기준 파일럿에 상기 선택한 스트림의 선부호 벡터를 할당한 후, 상기 송신 단은 509단계로 진행하여 추가 파일럿에 서비스를 제공하는 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 할당한다. 즉, 상기 송신 단은 상기 다중 사용자들로 신호를 전송하기 위한 스트림들의 선부호 벡터들을 상기 추가 파일럿에 할당한다.

상기 추가 파일럿에 다중 사용자들의 선부호들을 할당한 후, 상기 송신 단은 511단계로 진행하여 상기 기준 파일럿과 추가 파일럿 및 데이터를 상기 선부호로 선부호화하여 상기 수신 단들로 전송한다. 즉, 상기 송신 단은 상기 선부호를 이용하여 상기 수신 단들로 빔을 형성한다.

이후, 상기 송신 단은 본 알고리즘을 종료한다.

이하 설명은 송신 단에서 전송하는 기준 스트림의 선부호 벡터를 포함하는 기준 파일럿과 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 이용하여 신호를 검출하기 위한 수신 단의 동작 방법에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 수신 단에서 유효 채널을 추정하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면 먼저 상기 수신 단은 601단계에서 송신 단으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.

만일, 신호가 수신되면 상기 수신 단은 603단계로 진행하여 수신 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널을 추정한다. 이때, 상기 수신 단은 기준 스트림의 선부호 벡터를 포함하는 기준 파일럿을 이용하여 유효 채널을 추정하고, 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 추가 파일럿을 이용하여 유효 채널을 추정한다.

상기 유효 채널을 추정한 후, 상기 수신 단은 605단계로 진행하여 송신 단으로부터 기준 파일럿이 할당된 스트림을 통해 자신의 데이터를 제공받는지 확인한 다.

만일, 상기 기준 파일럿이 할당된 스트림을 통해 자신 데이터를 제공받는 경우, 상기 수신 단은 607단계로 진행하여 상기 603단계에서 기준 파일럿을 이용하여 추정한 유효 채널을 이용하여 정합 필터를 생성한다. 이때, 상기 수신 단은 상기 정합 필터를 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 얻을 수 있는 후부호로 인식한다.

상기 정합 필터를 생성한 후, 상기 수신 단은 609단계로 진행하여 상기 603단계에서 추정한 유효 채널과 상기 정합 필터를 이용하여 채널 이득을 추정한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 <수학식 1>과 같이 기준 파일럿을 이용하여 유효 채널과 상기 정합 필터를 이용하여 채널 이득을 추정한다. 다른 실시 예로 상기 추가 파일럿에 상기 기준 파일럿이 할당된 스트림의 선부호가 포함된 경우, 상기 수신 단은 추가 파일럿을 이용하여 추정한 유효 채널과 상기 정합 필터를 이용하여 채널 이득을 추정할 수도 있다.

상기 채널 이득을 추정한 후, 상기 수신 단은 611단계로 진행하여 상기 수신신호에 정합 필터와 상기 채널 이득을 적용하여 수신 데이터를 검출한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 정합 필터를 이용하여 후부호화를 통해 다른 수신 단들과의 간섭을 제거한다. 이후, 상기 수신 단은 상기 채널 이득을 이용한 등화를 자신의 신호에 대한 채널 왜곡을 보상하여 수신 데이터를 검출한다.

한편, 상기 605단계에서 상기 기준 파일럿이 할당된 스트림을 통해 자신 데이터를 제공받는 경우, 상기 수신 단은 613단계로 진행하여 상기 603단계에서 기준 파일럿을 이용하여 추정한 유효 채널에 직교한 벡터를 생성한다. 예를 들어, 상기 기준 파일럿을 이용하여 추정한 채널이 [α β]^T인 경우, 상기 수신 단은 상기 추정한 채널에 직교한 [-β^* α]^T와 같은 벡터를 생성한다.

상기 직교 벡터를 생성한 후, 상기 수신 단은 615단계로 진행하여 상기 생성한 직교 벡터를 이용하여 정합 필터를 생성한다. 이때, 상기 수신 단은 상기 정합 필터를 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 얻을 수 있는 후부호로 인식한다.

상기 정합 필터를 생성한 후, 상기 수신 단은 617단계로 진행하여 상기 603단계에서 추가 파일럿을 이용하여 추정한 유효 채널과 상기 정합 필터를 이용하여 채널 이득을 추정한다. 이때, 상기 추가 파일럿은 자신의 유효 채널뿐만 아니라 다른 수신 단들의 유효 채널을 포함한다. 따라서, 상기 수신 단은 상기 정합 필터 이용하여 다른 수신 단들의 유효 채널을 제거하여 자신의 채널 이득만을 추정한다.

상기 채널 이득을 추정한 후, 상기 수신 단은 상기 611단계로 진행하여 상기 수신신호에 정합 필터와 상기 채널 이득을 적용하여 수신 데이터를 검출한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 정합 필터를 이용하여 후부호화를 통해 다른 수신 단들과의 간섭을 제거한다. 이후, 상기 수신 단은 상기 채널 이득을 이용한 등화를 자신의 신호에 대한 채널 왜곡을 보상하여 수신 데이터를 검출한다.

이후, 상기 수신 단은 본 알고리즘을 종료한다.

상술한 실시 예에서 송신 단은 수신 단의 안테나의 개수보다 하나 적은 기준 파일럿과 다중 사용자들의 선부호 벡터들을 포함하는 하나의 추가 파일럿을 할당하여 파일럿에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다. 다른 실시 예로 상기 송신 단은 공용 파일럿만을 이용하여 오버헤드를 줄일 수도 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 무선통신시스템의 부 채널 구조를 도시하는 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 유효 채널을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 송신 단의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 수신 단의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 수신 단에서 유효 채널을 추정하기 위한 절차를 도시하는 도면.

Claims

다중 안테나 시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 방법에 있어서,

적어도 하나의 수신 단들로 신호를 전송하기 위한 각각의 스트림들에 대한 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성하는 과정과,

상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들에 파일럿을 할당하는 과정과,

상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 과정과,

상기 할당한 파일럿들과 데이터를 각각의 스트림에 대한 선부호로 선부호화하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 선부호와 후부호를 생성하는 과정은,

하향링크 채널 정보를 확인하는 과정과,

상기 채널 정보를 이용하여 상기 수신 단들이 선부호한 신호를 수신받아 추정한 유효 채널들이 서로 직교하도록 각각의 스트림에 대한 선부호와 후부호를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 파일럿을 할당하는 과정은,

하향링크 채널 정보를 이용하여 파일럿을 할당할 적어도 하나의 스트림을 선택하는 과정과,

상기 선택한 각각의 스트림에 파일럿을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 스트림들을 선택하는 과정은, 고정된 스트림들을 선택하는 방식, 상기 스트림들을 통해 파일럿을 전송할 때 전체 스트림들의 전송률의 합(Sum rate)이 최대가 되는 스트림들을 선택하는 방식, 상기 스트림을 통해 전송하는 각각의 파일럿에 대해 수신 단들에 추정한 최소의 수신 신호 세기 중 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택하는 방식, 상기 스트림을 통해 전송하는 각각의 파일럿에 대해 수신 단들에 추정한 수신 신호 세기의 곱이 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택하는 방식, 상기 스트림들을 통해 파일럿을 전송할 때 수신 단들에 도달할 신호 세기가 최대가 되도록 스트림을 선택하는 방식 중 어느 하나를 이용하여 파일럿을 할당할 스트림들을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 파일럿을 할당하는 과정은,

수신 단이 구비하는 안테나의 수보다 하나 적은 개수의 각각의 스트림들에 파일럿을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 파일럿을 추가 할당하는 과정은,

상기 파일럿을 할당한 스트림을 제외한 나머지 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 파일럿을 추가 할당하는 과정은,

상기 모든 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 안테나 시스템의 수신 단에서 신호를 검출하기 위한 방법에 있어서,

각각의 스트림들을 통해 수신되는 제 1 파일럿들과 상기 스트림들이 공유하 는 제 2 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 과정과,

상기 파일럿이 상기 수신 단의 스트림에 할당된 파일럿이 아닌 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널에 직교한 벡터를 생성하는 과정과,

상기 직교한 벡터를 이용하여 후부호를 생성하는 과정과,

상기 제 2 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 과정과,

상기 후부호와 상기 채널이득을 이용하여 신호를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,

상기 후부호는, 상기 직교한 벡터를 이용하여 생성한 정합 필터(Matched filter)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,

상기 신호를 검출하는 과정은,

상기 후부호를 이용하여 수신신호를 후부호화하는 과정과,

상기 채널 이득을 이용하여 상기 후부호화된 신호를 등화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서

상기 파일럿이 상기 수신 단의 스트림에 할당된 파일럿인 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널을 이용하여 후부호를 생성하는 과정과,

상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 과정과,

상기 후부호와 상기 채널이득을 이용하여 신호를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서

상기 파일럿이 상기 수신 단의 스트림에 할당된 파일럿인 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널을 이용하여 후부호를 생성하는 과정과,

상기 제 2 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 과정과,

상기 후부호와 상기 채널이득을 이용하여 신호를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 안테나 시스템의 송신 장치에 있어서,

서비스 영역에 위치하는 적어도 하나의 수신 단들과의 하향링크 채널 정보를 확인하는 채널 확인부와,

상기 채널 정보를 이용하여 상기 수신 단들로 신호를 전송하는 각각의 스트림들에 대한 선부호(Precoder)와 후부호(Postcoder)를 생성하는 가중치 생성부와,

상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들에 파일럿을 할당하고, 상기 스트림들 중 적어도 하나의 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 파일럿 제어부와,

상기 할당한 파일럿과 데이터를 각각의 스트림에 대한 선부호로 선부호화하여 적어도 하나의 안테나들을 통해 전송하는 선부호기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13항에 있어서,

상기 가중치 생성부는, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 수신 단들이 선부호한 신호를 수신받아 추정한 유효 채널들이 서로 직교하도록 각각의 스트림에 대한 선부호와 후부호를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13항에 있어서,

상기 채널 정보를 이용하여 파일럿을 할당할 적어도 하나의 스트림을 선택하는 선택부를 더 포함하여,

상기 파일럿 제어부는 상기 선택부에서 선택한 각각의 스트림에 파일럿을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,

상기 선택부는, 고정된 스트림들을 선택하는 방식, 상기 스트림들을 통해 파일럿을 전송할 때 전체 스트림들의 전송률의 합(Sum rate)이 최대가 되는 스트림들을 선택하는 방식, 상기 스트림을 통해 전송하는 각각의 파일럿에 대해 수신 단들에 추정한 최소의 수신 신호 세기 중 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택하는 방식, 상기 스트림을 통해 전송하는 각각의 파일럿에 대해 수신 단들에 추정한 수신 신호 세기의 곱이 최대가 되는 파일럿을 전송한 스트림을 선택하는 방식, 상기 스트림들을 통해 파일럿을 전송할 때 수신 단들에 도달할 신호 세기가 최대가 되도록 스트림을 선택하는 방식 중 어느 하나를 이용하여 파일럿을 할당할 스트림들을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13항에 있어서,

상기 파일럿 제어부는, 수신 단이 구비하는 안테나의 수보다 하나 적은 개수 의 스트림들에 파일럿을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13항에 있어서,

상기 파일럿 제어부는, 상기 파일럿을 할당한 스트림을 제외한 나머지 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하거나, 상기 모든 스트림들이 공유하는 하나의 파일럿을 추가 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
다중 안테나 시스템의 수신 장치에 있어서,

각각의 스트림들을 통해 수신되는 제 1 파일럿들과 상기 스트림들이 공유하는 제 2 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부와,

상기 파일럿이 상기 수신 장치의 스트림에 할당된 파일럿이 아닌 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널에 직교한 벡터를 이용하여 후부호를 생성하는 후부호 생성부와,

상기 제 2 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 채널 이득 추정부와,

상기 후부호를 이용하여 수신신호를 후부호화하는 후부호기와,

상기 채널 이득을 이용하여 상기 후부호화된 신호를 등화하는 등화기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19항에 있어서,

상기 후부호 생성부는, 상기 직교한 벡터를 이용하여 후부호인 정합 필터(Matched filter)를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19항에 있어서,

상기 후부호 생성부는, 상기 파일럿이 상기 수신 장치의 스트림에 할당된 파일럿인 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널을 이용하여 후부호를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
상기 채널 이득 추정부는, 상기 파일럿이 상기 수신 장치의 스트림에 할당된 파일럿인 경우, 상기 제 1 파일럿을 이용하여 추정한 채널과 상기 후부호를 이용하여 채널 이득을 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.