다중 셀 다중 안테나 시스템에서 간섭을 고려한 빔포밍 방법 및 장치 document_id A220623111477

무선 이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스가 요구되고 있다. 이에 따라, 최근에는 상기 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 전송함으로써, 추가적인 주파수나 송신 전력 할당 없이도 단일 안테나 시스템에 비해 전송 신뢰도와 전송률을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 다중 안테나 시스템은 다중 사용자를 지원하는 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템으로 확장할 수 있다. 즉, 상기 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템은 상기 다중 안테나를 통해 확보한 공간자원을 동시에 여러 명의 사용자가 공유하여 주파수 효율을 더욱 높일 수 있다. 상기 다중 사용자 환경의 다중 안테나 시스템에서는 사용자들간 간섭을 제거하기 위해 빔 형성 기법을 사용한다. 예를 들어, 상기 다중 안테나 시스템은 협력적 빔 형성(Coordinated Beamforming) 기법을 이용하여 사용자들 간 간섭을 제거할 수 있다. 상기 협력적 빔 형성 기법을 사용하는 경우, 기지국 및 다수의 단말들은 송신신호에 대한 전처리(precoding) 및 수신신호에 대한 결합(combining)을 수행함으로써 통해 각 단말의 신호를 구분해 낼 수 있다. 여기서, 전처리는 송신신호에 전처리 벡터 즉, 송신 빔포밍 벡터를 곱하는 것을 의미하며, 결합은 수신신호에 결합 벡터 즉, 수신 빔포밍 벡터를 곱하는 것을 의미한다. 이를 위해, 상기 기지국은 각 단말에 대한 송신 빔포밍 벡터와 수신 빔포밍 벡터를 구해야한다. 종래에는 기지국이 자신에 속한 단말의 상기 송신 빔포밍 벡터와 수신 빔포밍 벡터 결정시, 다른 기지국 단말에 간섭을 최소화하도록 상기 기지국 자신의 채널 정보와 간섭 채널의 정보를 획득하여 상기 간섭 채널의 널 스페이스(null space)에 자신의 송신 빔포밍 벡터를 결정하는 널링(Nulling) BF 기법이 제안되었다. 또한 종래에는 기지국이 자신에 속한 단말의 빔포밍 이득이 최대가 되도록 빔포밍하고, 각 단말이 자신이 가진 다수의 수신 안테나만을 활용하여 간섭을 줄이는 기법이 제안되었다. 하지만, 상기 종래의 기법 중 널링 BF 기법은 기지국이 자신의 채널만을 빔포밍하기 때문에 기지국간 협력으로 인한 빔포밍 이득이 제한되는 단점이 있으며, 단말이 가진 다수개의 수신 안테나의 이득을 활용할 수 없는 단점이 있다. 또한 여기서, 상기 단말이 가진 다수개의 수신 안테나를 활용한다면 반복적인 알고리즘을 사용해야하기 때문에 송신부의 복잡도가 크게 증가되는 문제점이 있다. 또한, 상기 기지국이 자신의 빔포밍 이득을 최대화시키고, 단말이 간섭을 제거하는 기법은 상대적으로 적은 단말의 안테나 수로 간섭 제거 성능이 제한되기 때문에 성능이 감소되는 문제가 있으며, 각 단말의 채널이 유사한 경우에는 간섭으로 인한 성능 열화가 심각해지는 문제점이 있다.